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第6讲-云计算技术原理

Google云计算原理

第1章绪论 很少有一种技术能够像“云计算”这样,在短短的两年间就产生巨大的影响力。Google、亚马逊、IBM和微软等IT巨头们以前所未有的速度和规模推动云计算技术和产品的普及,一些学术活动迅速将云计算提上议事日程,支持和反对的声音不绝于耳。那么,云计算到底是什么?发展现状如何?它的实现机制是什么?它与网格计算是什么关系?。本章将分析这些问题,目的是帮助读者对云计算形成一个初步认识。 1.1 云计算的概念 云计算(Cloud Computing)是在2007年第3季度才诞生的新名词,但仅仅过了半年多,其受到关注的程度就超过了网格计算(Grid Computing),如图1-1所示。 搜索量指数Google Tronds 云计算 网格计算 图1-1 云计算和网格计算在Google中的搜索趋势 然而,对于到底什么是云计算,至少可以找到100种解释,目前还没有公认的定义。本书给出一种定义,供读者参考。 云计算是一种商业计算模型,它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上,使用户能够按需获取计算力、存储空间和信息服务。 这种资源池称为“云”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源,通常是一些大型服务器集群,包括计算服务器、存储服务器和宽带资源等。云计算将计算资源集中起来,并通过专门软件实现自动管理,无需人为参与。用户可以动态申请部分资源,支持各种应用程序的运转,无需为烦琐的细节而烦恼,能够更加专注于自己的业务,有利于提高效率、降低成本和技术创新。云计算的核心理念是资源池,这与早在2002年就提出的网格计算池(Computing Pool)的概念非常相似[3][4]。网格计算池将计算和存储资源虚拟成为一个可以任意组合分配的集合,池的规模可以动态扩展,分配给用户的处理能力可以动态回收重用。这种模式能够大大提高资源的利用率,提升平台的服务质量。 之所以称为“云”,是因为它在某些方面具有现实中云的特征:云一般都较大;云的

计算机的工作原理

第周星期第节年月日

教学过程 图2-5.1 计算机内的五大部件 二、计算机指令与程序 计算机根据人们预先设计的一串指令来自动地进行数据的计算和信息的加工处理,这一串指令就称为程序。 一个指令规定计算机执行一个基本操作。一个程序规定计算机完成一个完整的任务。由于计算机只能识别二进制数,所以指令也必须用二进制代码表示,这就是机器指令。 为了便于记忆和使用,人们发明了用英文字母和符号代表指令的方法,这就是汇编指令和汇编语言。后来计算机专家又发明了与我们日常使用习惯很接近的“高级”语言,常用的高级语言有:Pascal、C、Java等。汇编语言和高级语言都要由专门的程序“翻译”成机器指令,计算机才能识别并执行。例如,加法操作对应的指令: 机器指令汇编指令高级语言 11000110 ADD C,A C=C+A 【想一想】 我们在五年级学过的LOGO是高级语言吗?为什么?LOGO中是如何做加法的? 三、计算机工作原理 计算机的基本工作原理是存贮程序和程序控制。存储程序是指人们必须事先把计算机程序及相关的数据,输入并存储在计算机的存储器中。程序控制是指计算机能自动地逐一取出程序中的指令,加以分析并执行规定的操作。这就是美籍匈牙利数学家冯.诺依曼在20世纪40年代计算机诞生的初期提出来的“程序存储”原理。

【知识拓展】计算机之父--冯·诺依曼 1945年6月,冯.诺依曼提出了在数字计算机内部的存储 器中存放程序的概念,被称为“冯.诺依曼结构”,按这一结构 建造的计算机称为存储程序计算机(又称为通用计算机)。冯. 诺依曼计算机主要由运算器、控制器、存储器和输入输出设备 组成,它的的特点是:程序以二进制代码的形式存放在存储器中;所有的指令都是由操作码和地址码组成;指令在其存储过程中按照执行的顺序;以运算器和控制器作为计算机结构的中心等。直到目前,计算机仍是按照这个原理进行工作和加工处理信息的。 下面就以一个汇编语言程序在计算机中的运行过程来说明计算机的工作原理。例如,要求计算机实现将13和15相加,结果28放在CPU的累加器中。具体步骤如下: 1、编写程序 用3条汇编指令,就可以实现两个数相加。 LD A,DH ;将16进制数D(即13)送累加器A ADD A,FH ;将16进制数F(即15)与累加器中的D相加 HALT ;暂停 想一想,执行了以上3条指令后,累加器A中存储的数是多少? 2、输入程序 将以上程序输入到计算机的内存中,并由汇编程序“翻译”成目标程序(机器指令)。见表2-5.1。 源程序目标程序说明 LD A,DH 00111110;表示“取数”操作 00001101;表示“操作数”13 ADD A,FH 11000110;表示“累加”操作 00001111;表示“操作数”15 HALT 01110110;表示“暂停”操作 表2-5.1

云计算技术的产生概念原理应用和前景

云计算技术的产生、概念、原理、应用和前景 赛迪网:2006年谷歌推出了“GoogieOl计划”,并正式提出云”的概念和理论。随后亚马逊、微软、惠普、雅虎、英特尔、IBM 等公司都宣布了自己的“云计划”云安全、云存储、内部云、外部云、公共云、私有云……一堆让人眼花 缭乱的概念在不断冲击人们的神经。那么到底什么是云计算技术呢?对云计算技术的产生、概念、原理、应用和前景又在哪里? 、云计算思想的产生 传统模式下,企业建立一套IT 系统不仅仅需要购买硬件等基础设施,还有买软件的许可证,需要专门的人员维护。当企业的规模扩大时还要继续升级各种软硬件设施以满足需要。对于企业来说,计算机等硬件和软件本身并非他们真正需要的,它们仅仅是完成工作、提供效率的工具而已。对个人来说,我们想正常使用电脑需要安装许多软件,而许多软件是收费的,对不经常使用该软件的用户来说购买是非常不划算的。可不可以有这样的服务,能够提供我们需要的所有软件供我们租用?这样我们只需要在用时付少量“租金,即可“租用,到这些软件服务,为我们节省许多购买软硬件的资金。我们每天都要用电,但我们不是每家自备发电机,它由电厂集中提供;我们每天都要用自来水,但我们不是每家都有井,它由自来水厂集中提供。这种模式极大得节约了资源,方便了我们的生活。面对计算机给我们带来的困扰,我们可不可以像使用水和电一样使用计算机资源?这些想法最终导致了云计算的产生。 中国云计算网https://www.sodocs.net/doc/567654764.html,/ 云计算的最终目标是将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众,使人们能够像使用水、电、煤气和电话那样使用计算机资源。云计算模式即为电厂集中供电模式。在云计算模式下,用户的计算机会变的十分简单,或许不大的内存、不需要硬盘和各种应用软件,就可以满足我们的需求,因为用户的计算机除了通过浏览器给“云,发送指令和接受数据外基本上什么都不用做便可以使用云 服务提供商的计算资源、存储空间和各种应用软件。这就像连接“显示器”和“主

云计算原理

云计算原理 [日期:2010-01-04] 来源:作者:[字体:大中小] 1. 引言2. 云计算系统的构成3. 云计算系统运行的程序4. 云计算的问题 引言 假如您负责管理一家大公司,要保证所有员工都配有工作所需的计算机软硬件。除了电脑,您还要为员工购买软件或软件使用授权,这样员工才能正常工作。有了新员工,您还得继续添置软件或者保证现有的软件授权能够继续使用。大笔大笔的钞票就这样花出去了,您是不是觉得压力很大,每天晚上都难以入睡。 ?2008 HowStuffWorks 一个典型的云计算系统 用不了多久,像您这样的管理人员就不必发愁了。您不用给每台计算机上都安装上各种应用软件,只要安装一个就可以了。登陆这个软件,员工可以访问网络服务器,远程使用工作需要的所有程序。从电子邮件到文字处理,再到复杂的数据分析程序,一切都在专门的公司提供的远程计算机群运行。这种模式被称为“云计算(cloud computing)”,它有可能改变整个IT行业。

云计算实现了工作量的全面转移。运行程序的重任不必再由本地计算机承担,转而由云计算中的计算机群来完成。这样,对用户端计算机的软硬件要求就降低了。用户端计算机只需运行像网络浏览器一样简单的云计算系统界面软件,其余工作都由云计算系统中的计算机群负责。 您很可能已经使用过某种形式的云计算。如果您注册了Hotmail、雅虎或者Gmail之类的网络邮箱,那么就已经在体验云计算系统了。使用这些邮箱服务时,您不是在自己的计算机上运行电子邮件程序,而是远程登陆网络邮箱帐户,您的帐户对应的软件和存储空间都在服务商的计算机群上。 云计算系统的构成 我们在讨论云计算系统时,可以把云计算系统分成两部分:前端和后端,二者一般通过网络互相连接。前端指的是用户的计算机或客户端,后端指的是系统中的计算机群,也就是“云”。 前端包括用户计算机(或计算机网络)以及云计算系统登陆程序。不同的云计算系统具有不同的用户界面。以网络为基础的邮件系统一般都借助IE或Firefox等网络浏览器登陆。其他云计算系统具有各自不同的登陆程序,用户可以运行登陆程序接入网络。 计算机后端是各种各样的计算机、服务器和数据存储系统,它们共同组成了云计算系统中的“云”。理论上,从数据处理到视频游戏,只要您能想到的计算机程序,云计算系统都能运行。一般来说,每个应用程序都有其专用的服务器。 管理整个系统的是中央服务器,它监管流量和用户需求以确保一切运行顺利。中央服务器遵循一套被称为协议的规则,并使用一种被称为中间件(middleware)的专门软件。中间件可以使联网的计算机互相通讯。 如果一套云计算系统有大量用户,那么很有可能需要很大的存储空间。有些企业需要数以百计的存储器。要保证所有存储信息的安全,云计算系统至少要具备两倍于用户需求的存储容量。因为存储器和计算机一样,有时会出现故障。云计算系统必须备份所有用户信息,并存储到备用存储设备上。这样,中央服务器就可以访问备用存储设备恢复丢失的数据。这种复制数据进行备份的技术叫做“冗余备份”。

《云计算导论》课程标准

课程标准 所属系部:信息工程系 课程名称:云计算导论 课程性质:专业必修课 课程学时:64 适用专业:云计算技术与应用()

《云计算导论》课程标准 1、课程概述 1.1 课程定位 《云计算导论》是云计算技术与应用的专业必修课,是云计算技术与应用专业中一门综合性很强的基础课程,主要内容包括云计算的定义和背景、云计算基础(如分布式计算、虚拟化技术、分布式海量数据存储技术、云平台技术、并行编程技术和数据管理技术)、云交付模型(如软件即服务、平台即服务、基础设施即服务和容器即服务)、云部署模式(如公有云、私有云和混合云)、云计算机制(云计算设施机制、云管理机制、云监控机制和特殊云机制)、虚拟化相关知识、分布式文件系统、分布式存储系统、数据处理与并行编程、云安全、云应用和容器云等。同时,通过教学过程中的实际开发过程的规范要求,培养学生分析和解决实际问题的能力,强化学生的职业道德意识、职业素质养意识和创新意识,为学生以后从事更专业化的软件开发工作奠定基础。本课程的前导课程有《Linux系统管理与配置》、《数据库技术基础》、《计算机网络基础》,后续课程有《open stack综合实训》、《毕业实习》等。 1.2 课程设计思路 本课程在设计时主要是让学生在理论方面对云计算所涉及的相关技术有所了解,对于云计算行业的发展有清楚的认识。以计算机专业学生就业为导向,培养学生的动手能力。通过调查研究当前行业对云计算技术方面的要求,制定相关的理论教学内容和实践内容。课程以开源云平台的安装、配置与管理为主线,从而让学生掌握云计算的相关知识、相关服务器的配置,加深Linux的使用技能,直至完整理解掌握云计算相关技术。 2、课程目标

计算机的基本组成及工作原理

计算机的基本组成及工作原理(初中信息技术七年级) 讲课:教技12江旭美【教学设计学科名称】 计算机的基本组成及工作原理是广西教育出版社出版的初中 信息技术七年级教材第一册模块二<计算机的发展》第二节教学内容。 【学情分析】 初一新生刚入学,对信息技术硬件方面的知识知道可能不多,对硬件普遍 有一种神秘感,觉得计算机高深莫测,本节课就是要对电脑软硬件进行深入 “解剖”,并对工作原理做讲解,让学生了解电脑各组成部分,更好的使用 电脑。 【教材内容分析】 本节内容是广西教育出版社初中信息技术七年级第一册模块 二《计算机的发展》第二节教学内容。本节主要让学生掌握计算机的组成, 理解计算机系统中信息的表示,了解计算机的基本工作原理。本节内容以感 性认识为主,增强学生的计算机应用意识,通过大量举例及用眼睛看、用手摸、 用脑想,对计算机的基本组成、软硬件常识、发展有一定了解和比较清晰的认 识。通过学生亲手触摸计算机组件和教师运行自主制作的多媒体课件进行教 学,打破学生对计算机的“神秘感”,觉得计算机并不难学,而且非常实际,认 识到计算机只是普通技能,提高学生学习兴趣。 【教学目标】 知识与技能:掌握计算机的组成,理解计算机系统中信息的表示,了解 计算机的基本工作原理。 过程与方法:向学生展示拆卸的旧电脑部件及未装任何系统的电脑,通过 实际观察加教师讲授的方法完成本节内容。 情感态度与价值观:培养学生的科学态度,激发学生的想象能力和探索精 神。 【教学重难点分析】 教学重点:计算机的组成,计算机系统中信息的表示。 教学难点:计算机的基本工作原理。 【教学课时】 2课时 【教学过程】 图片图片 师:观察图片结合实物并思考:从外观上来看,计算机广.般由哪些部分组成? 生:讨论、思考、回答 [设计意图】通过图片的展示,同学们对计算机的硬件有了直观的印象, 初步的了解。 (二)自主学习,探究新知 1、先请同学们自己看书P17-P20内容,边看书边思考: ①完整的计算机系统由哪两部分组成?

云计算习题参考答案

第6章云计算习题参考答案 6-1简述云和云计算的基本概念。 答:云也叫做资源池,是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源,通常是一些大型服务器集群,包括计算服务器、存储服务器和宽带资源等。 云计算是一种基于互联网的、大众参与的计算模式,其计算资源(计算能力、存储能力、交互能力)是动态、可伸缩、且被虚拟化的,以服务的方式提供。 6-2简述私有云、公用云和混合云的基本概念。 答:私有云也叫做专用云,是由单个客户所拥有的按需提供基础设施,该客户控制哪些应用程序在哪里运行,拥有服务器、网络和磁盘,并且可以决定允许哪些用户使用基础设施。 公用云是由第三方运行的云,第三方可以把来自许多不同客户的作业在云内的服务器、存储系统和其他基础设施上混合在一起。最终用户不知道运行其作业的同一台服务器、网络或磁盘上还有哪些用户。 混合云把公用云模式与私有云模式结合在一起。客户通过一种可控的方式对云部分拥有,部分与他人共享。 6-3简述云计算的四个本质特征。 答:云计算的本质包括: (1)虚拟化,即把软件、硬件等IT资源进行虚拟化,抽象成标准化的虚拟资源,放在 云计算平台中统一管理,保证资源的无缝扩展; (2)多粒度和多尺度,即灵活的面对需求,提供不同的服务; (3)不确定性,因为云计算是一个人参与的计算,是群体智能的体现,表现出自然界不 确定性特征; (4)软计算,即如何让网络明白一些定量、定性的转换,如一些大约的量词等。 6-4简述云计算与并行计算的关系。 答:并行计算式云计算的萌芽阶段。

在并行计算中,为了获得高速的计算能力,人们不惜采用昂贵的服务器和购买更多的服务器。因此,强大的并行计算能力需要巨额的投资。并且,传统的并行计算机的使用是一个相当专业的工作,需要使用者具有较高的专业素质。 而云计算将服务器等设施集中起来,最大程度地做到资源共享,能够动态地为用户提供计算能力和存储能力,随时满足用户的需求。 6-5简述分布式计算的基本原理,并指出云计算与分布式计算的关系。 答:分布式计算研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分,然后把这些部分分配给许多计算机进行处理,最后把这些计算结果综合起来得到最终的结果。 分布式计算依赖于分布式系统。分布式系统由通过网络连接的多台计算机组成。网络把大量分布在不同地理位置的计算机连接在一起,每台计算机都拥有独立的处理器及内存。这些计算机互相协作,共同完成一个目标或者计算任务。 分布式计算是一个很大的范畴。在当今的网络时代,不是分布式计算的应用已经很少了。云计算是分布式计算的一种。 6-6简述云计算与网格计算的关系。 答:通常意义的网格是指云计算以前实现的以科学研究为主的网格。网格计算不仅要集成异构资源,还要解决许多非技术的协调问题,非常重视标准规范,也非常复杂,但缺乏成功的商业模式。云计算是网格计算的一种简化实用版本,有成功的商业模式推动。但如果没有网格计算打下的基础,云计算也不会这么快到来。所以说,云计算的成功也是网格的成功。 6-7论述云计算与物联网的关系。 答:物联网的规模足够大之后,需要与云计算结合起来。云计算中心对接入网络终端的普适性,最终解决了物联网中M2M应用的广泛性。物联网的行业应用,如智能电网、环境检测网等等,都需要借助云计算来解决海量信息和数据的管理问题。具体包括以下几个方面: (1)云计算解决了物联网中服务器节点的不可靠性问题,最大限度地降低服务器的出错率。物联网中的海量数据和信息需要巨大数目的服务器。随着服务器数目的增多,服务器节点出错的概率也会随之变大。而利用云计算,云中有成千上万、甚至上百万台服务器,即使某些服务器出错了,也可以利用冗余备份等技术迅速恢复服务,保障物联网真正实现无间断的安全服务。

云计算原理与实践课后答案王伟

第1章概述 课内复习 1. 云计算的定义是什么? 云计算是一种计算模式,在这种模式下,动态可扩展而且通常是虚拟化的资源通过互联网以服务的形式提供岀来。P5 2. 云计算的公共特征有哪几个? 弹性伸缩、快速部署、资源抽象、按用量收费、宽带访问P14 3. 云计算按照部署方式和服务类型分别分成哪几类? 部署方式分类:公共云、私有云、社区云、混合云、行业云、其他类型云P15 服务类型分类:基础设施即服务(laaS)平台即服务(PaaS)软件即服务(SaaS 4. 如何从三元认识论的角度理解云计算? 云计算即是一种商业模式,也是一种计算范式,还是一种实现方式。P21 5. 云计算作为一种计算范式可以分成哪两种结构? 横向云体逻辑结构:云运行时环境+云应用 纵向云体逻辑结构:P23图 6. 开源软件、自由软件和免费软件的区别于联系是什么? P25下方 课外思考 1. 计算系统是如何演变成今天的云计算的?P6 2. 如何理解“开源是种方法论”?P29下方 3. 开源技术是如何促进云计算发展的? 降低准入门槛 大部分组织机构采用云技术是为了优化他们的IT投资,从而提高现有的服务或者支持新的业务模式。在这种情况下,开源降低了新加入的组织机构建设私有云计算的门槛。许多组织机构已经采用Ope nN ebula来打造私有云计算,当中一些只是连接数十台主机的小型云服务,一些则是由几个数据中心所连起来的大型基础设备。对于大多数这种组织 机构来说,为使用商用软件而支付授权许可费用是不怎么靠谱的,他们要么就选择开源云技术,要么就什么都不用。 促进云服务的定制 许多组织机构在开源帮助下可以根据客户实际需要而对云服务进行定制,这也就是说这些机构组织可以根据用户需 求打造具有差异化的云服务。两个应用于公共部门的著名例子就是荷兰超级计算中心的SARA和它的云设施HPC,另一个就是美国费米实验室的基础云设施FermiCloud。托管公司和电信公司使用开源代码来向特定的市场和地区用户 提供新的云服务模式。那些使用OpenNebula的解决方案中,AlterWay的H20 Cloud和中国移动的Big Cloud就是很好的例子。 开源云服务衍生更多的云服务

计数器工作原理及应用

计数器工作原理及应用 除了计数功能外,计数器产品还有一些附加功能,如异步复位、预置数(注意,有同步预置数和异步预置数两种。前者受时钟脉冲控制,后者不受时钟脉冲控制)、保持(注意,有保持进位和不保持进位两种)。虽然计数器产品一般只有二进制和十进制两种,有了这些附加功能,我们就可以方便地用我们可以得到的计数器来构成任意进制的计数器。下面我们举两个例子。在这两个例子中,我们分别用同步十进制加法计数器74LS160构成一个六进制计数器和一个一百进制计数器。 因为六进制计数器的有效状态有六个,而十进制计数器的有效状态有十个,所以用十进制计数器构成六进制计数器时,我们只需保留十进制计数器的六个状态即可。74LS160的十个有效状态是BCD编码的,即0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001[图5-1]。 图5-1 我们保留哪六个状态呢?理论上,我们保留哪六个状态都行。然而,为了使电路最简单,保留哪六个状态还是有一点讲究的。一般情况下,我们总是保留0000和1001两个状态。因为74LS160从100 1变化到0000时,将在进位输出端产生一个进位脉冲,所以我们保留了0000和1001这两个状态后,我们就可以利用74LS160的进位输出端作为六进制计数器的进位输出端了。于是,六进制计数器的状态循环可以是0000、0001、0010、0011、0100和1001,也可以是0000、0101、0110、0111、1000和1001。我们不妨采用0000、0001、0010、0011、0100和1001这六个状态。 如何让74LS160从0100状态跳到1001状态呢?我们用一个混合逻辑与非门构成一个译码器[图5. 3.37b],当74LS160的状态为0100时,与非门输出低电平,这个低电平使74LS160工作在预置数状态,当下一个时钟脉冲到来时,由于等于1001,74LS160就会预置成1001,从而我们实现了状态跳跃。

云计算实验报告

云计算原理课程 期末实践报告 题目:Linux集群、MapReduce和 CloudSim实践 成绩: 学号: 姓名:罗滔 登录邮箱: 任课老师:许娟 2016年11月12日 目录 实验一:AWS身份与访问管理(P2~P11)实验二:AmazonRelationalDatabaseService(P11~P20)实验三:Hadoop实验报告(P21~)

AWS管理控制台 使用qwikLABS登录AWS管理控制台 6.在AWS管理控制台中,单击【服务/Services】,然后单击【IAM或身份与访问管理/ IAMorIdentity&AccessManagement】。 7.在IAM控制台的左侧面板中,单击【用户/Users】。 8.找到“userone”,然后单击其名称以显示有关该用户的详细信息。在用户详细信息中,找到有关该用户的以下三方面的信息: a.已向该用户分配了一个密码 b.该用户不属于任何组 c.目前没有任何策略与该用户关联(“附加到”该用户)

9.现在,单击左侧导航窗格中的【组/Groups】。 本实验的CloudFormation模板还创建了三个组。在IAM控制台中的【用户/Users】仪表板中可以看到, 自动化CloudFormation脚本在创建这些组时为其提供了唯一的名称。这些唯一名称包含以下字符串: “EC2support” “EC2admin” “S3admin” 完整组名的格式如下所示: EC2support--GA9LGREA7X4S 从现在开始,我们在本实验中将使用上面这些简写名称来指代这些组。您可以在【组/Groups】仪表板中搜 索子字符串,以便为后续实验操作确定正确的组。 10.单击“EC2support”对应的组名。其格式应与上面的类似。

《云计算》学习笔记3——Google的云计算原理与应用(分布式锁服务——Chubby)

一、分布式锁服务 今天,要接触有些难理解的知识点了,这也许就是涉及到当时赵致琢老师强调的在中国没人能有资格讲和讲得清的一块—分布式算法。说实话,这块看了两遍了,到现在还不敢说自己人懂了一半啊·! Chubby ?Google设计的提供粗粒度锁服务(???)的一个文件系统,它基于松耦合分布式系统,解决了分布的一致性问题 ——一种建议性的锁(相信看过《UNIX环境下高级编程》的人对建议性的锁这个名词不会陌生),而不是一种强制性的锁:具有更大的灵活性 ?GFS使用Chubby选取一个GFS主服务器 ?Bigtable使用Chubby指定一个主服务器并发现、控制与其相关的子 表服务器 ?Chubby还可以作为一个稳定的存储系统存储包括元数据在内的小数 据 ?Google内部还使用Chubby进行名字服务(Name Server) 想像一下,要在大规模集群的条件下,保证所有指令和数据的一致性(即:在初始状态相同情况下,要求各结点接收到同样相同指令,且最终状态一致)会遇到什么样的困难?——这也许正是分布式算法要发挥作用的

境地,很多时候设计的算法根本不可能会是十全十美。Chubby中即要用到Paxos算法 1、Paxos算法 试想想:该方案存在什么缺陷???? 试图由以下三点来保证数据的一致性: (1)决议只有被proposers提出后才能批准

(2)每次只批准一个决议 (3)只有决议确定被批准后learners才能获取这个决议 系统的约束条件: p1:每个acceptor只接受它得到的第一个决议 p1表明每个可以接收到多个决议,为区分,对每个决议进行编号,后得到的决议编号要大于先到的编号;p1不是很完备!!(??一个问题可能是:对于每个结点,其收到的所谓第一个编号是否都是一样??) P2:一旦某个决议通过,之后通过的决议必须和该决议保持一致 P1+P2——>P2a:一旦某个决议V得到通过,之后任何acceptor再批准的决议必须是V P2a和P1是有矛盾的!(我的理解是:有可能这个V不是某个结点收到的第一个决议) P2a——》P2b:一旦某个决议V得到通过,之后任何proposer再提出的决议必须是V P1和P2b保证条件(2),彼此之间不存在矛盾。但是P2b很难通过一种技术手段来实现它,因此提出了一个蕴涵P2b的约束P2c P2b——》P2c:如果一个编号为n的提案具有值v,那么存在一个“多数派”,要么它们中没有谁批准过编号小于n的任何提案,要么它们进行的最近一次批准具有值v 决议通过的两个阶段: 准备阶段:proposers选择一个提案并将它的编号设为n,然后将它发送给acceptors中的一个―多数派‖。Acceptors收到后,如果提案的编号大于它已经回复的所有消息,则acceptors 将自己上次的批准回复给proposers,并不再批准小于n的提案(那么,可以问问:如果

云计算体系结构

云计算体系结构 云计算基本原理 云计算是对分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)及分布式数据库的改进处理,其前身是利用并行计算解决大型问题的网格计算和将计算资源作为可计量的服务提供的公用计算,在互联网宽带技术和虚拟化技术高速发展后萌生出云计算。 许多云计算公司和研究人员对云计算采用各种方式进行描述和定义,基于云计算的发展和我们对云计算的理解,概括性给出云计算的基本原理为:利用非本地或远程服务器(集群)的分布式计算机为互联网用户提供服务(计算、存储、软硬件等服务)。这使得用户可以将资源切换到需要的应用 上,根据需求访问计算机和存储系统。云计算可以把普通的服务器或者PC 连接起来以获得超级计算机计算机的计算和存储等功能,但是成本更低。云计算真正实现了按需计算,从而有效地提高了对软硬件资源的利用效率。云计算的出现使高性并行计算不再是科学家和专业人士的专利,普通的用户也能通过云计算享受高性能并行计算所带来的便利,使人人都有机会使用并行机,从而大大提高了工作效率和计算资源的利用率。云计算模式中用户不需要了解服务器在哪里,不用关心内部如何运作,通过高速互联网就可以透明地使用各种资源。 云计算体系结构

云计算是全新的基于互联网的超级计算理念和模式,实现云计算需要多种技术结合,并且需要用软件实现将硬件资源进行虚拟化管理和调度,形成一个巨大的虚拟化资源池,把存储于个人电脑、移动设备和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起,协同工作。 按照最大众化、最通俗理解云计算就是把计算资源都放到互联网上,互联网即是云计算时代的云。计算资源则包括了计算机硬件资源(如计算机设备、存储设备、服务器集群、硬件服务等)和软件资源(如应用软件、集成开发环境、软件服务)。 云计算体系结构 云计算平台是一个强大的“云”网络,连接了大量并发的网络计算和 服务,可利用虚拟化技术扩展每一个服务器的能力,将各自的资源通过云计算平台结合起来,提供超级计算和存储能力。通用的云计算体系结构如下图所示: 云计算体系结构 云用户端:提供云用户请求服务的交互界面,也是用户使用云的入口,用户通过Web浏览器可以注册、登录及定制服务、配置和管理用户。打开应用 实例与本地操作桌面系统一样。 服务目录:云用户在取得相应权限(付费或其他限制)后可以选择或定制的服务列表,也可以对已有服务进行退订的操作,在云用户端界面生成相应的图标或列表的形式展示相关的服务。 云计算体系结构 管理系统和部署工具:提供管理和服务,能管理云用户,能对用户授权、认证、登录进行管理,并可以管理可用计算资源和服务,接收用户发送的请求,根据用户请求并转发到相应的相应程序,调度资源智能地部署资源和应用,动态地部署、配置和回收资源。 监控:监控和计量云系统资源的使用情况,以便做出迅速反应,完成节点同步配置、负载均衡配置和资源监控,确保资源能顺利分配给合适的用户。 服务器集群:虚拟的或物理的服务器,由管理系统管理,负责高并发量的用户请求处理、大运算量计算处理、用户Web应用服务,云数据存储时采用

云计算原理与实践 课后问题详解 王伟

第1章概述 课复习 1.云计算的定义是什么? 云计算是一种计算模式,在这种模式下,动态可扩展而且通常是虚拟化的资源通过互联网以服务的形式提供出来。P5 2.云计算的公共特征有哪几个? 弹性伸缩、快速部署、资源抽象、按用量收费、宽带访问P14 3.云计算按照部署方式和服务类型分别分成哪几类? 部署方式分类:公共云、私有云、社区云、混合云、行业云、其他类型云P15 服务类型分类:基础设施即服务(IaaS)平台即服务(PaaS)软件即服务(SaaS) 4.如何从三元认识论的角度理解云计算? 云计算即是一种商业模式,也是一种计算式,还是一种实现方式。P21 5.云计算作为一种计算式可以分成哪两种结构? 横向云体逻辑结构:云运行时环境+云应用 纵向云体逻辑结构:P23 图 6.开源软件、自由软件和免费软件的区别于联系是什么? P25下方 课外思考 1.计算系统是如何演变成今天的云计算的?P6 2.如何理解“开源是种方法论”?P29下方 3.开源技术是如何促进云计算发展的? 降低准入门槛 大部分组织机构采用云技术是为了优化他们的IT投资,从而提高现有的服务或者支持新的业务模式。在这种情况下,开源降低了新加入的组织机构建设私有云计算的门槛。许多组织机构已经采用OpenNebula来打造私有云计算,当中一些只是连接数十台主机的小型云服务,一些则是由几个数据中心所连起来的大型基础设备。对于大多数这种组织

机构来说,为使用商用软件而支付授权许可费用是不怎么靠谱的,他们要么就选择开源云技术,要么就什么都不用。 促进云服务的定制 许多组织机构在开源帮助下可以根据客户实际需要而对云服务进行定制,这也就是说这些机构组织可以根据用户需求打造具有差异化的云服务。两个应用于公共部门的著名例子就是荷兰超级计算中心的SARA和它的云设施HPC,另一个就是美国费米实验室的基础云设施FermiCloud。托管公司和电信公司使用开源代码来向特定的市场和地区用户提供新的云服务模式。那些使用OpenNebula的解决方案中,AlterWay的H2O Cloud和中国移动的Big Cloud就是很好的例子。 开源云服务衍生更多的云服务 开源一样鼓励、支持并推动了云服务产品的创新。我们看到了很多信息通讯技术人员如何以更低的成本打造云服务的案例。CloudWeavers公司的一键式云解决方案和HederaTech的云管理软件都是很好的例子。我们还可以算上先前提及的开源技术整合者,通过开源云服务他们可以根据自身需求进行创新和定制。 用户-供应商协作催生更好的云技术 技术供应商和用户的协作是开源领域的一个巨大优势。作为欧盟旗舰级云计算项目的衍生技术产品,OpenNebula和那些由欧盟所投资的云计算基础设施和项目保持着紧密合作,从而为最先进的云计算部署提供独特的功能。我们正在从事那些建设泛欧多重云基础设施的项目,比如说BonFIRE、EGI、Helix Nebula。整个行业、标准机构和研究人员正在联手打造一个开放的云技术生态,这也是欧洲的云计算战略目标之一。 和用户直接接触是实现创新的唯一方法。在开源项目里面,项目的计划路线图实际上是由用户需求所引导的。这也就是说,具体是功能是用来满足终端用户的真正需求,而不是针对供应商而言的。 第2章分布式计算 课复习 1.分布式计算的定义和特征是什么?P41 2.什么是ACID原则?P42下方

云计算基本概念和特点

云计算 百科名片 【云计算】概念是由Google提出的,这是一个美丽的网络应用模式。狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源;广义云计算是指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的,也可以是任意其他的服务,它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功效;“云计算”图书版本也很多,都从理论和实践上介绍了云计算的特性与功用。 基本概念和特点 英译:cloud;cloud computing;cloud computer;cloud-based。 云计算(cloud computing,分布式计算技术的一种,其最基本的概念,是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。透过这项技术,网络服务提供者可以在数秒之内,达成处理数以千万计甚至亿计的信息,达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。 最简单的云计算技术在网络服务中已经随处可见,例如搜寻引擎、网络信箱等,使用者只要输入简单指令即能得到大量信息。 未来如手机、GPS等行动装置都可以透过云计算技术,发展出更多的应用服务。 进一步的云计算不仅只做资料搜寻、分析的功能,未来如分析DNA结构、基因图谱定序、解析癌症细胞等,都可以透过这项技术轻易达成[7]。 稍早之前的大规模分布式计算技术即为“云计算”的概念起源 云计算时代,可以抛弃U盘等移动设备,只需要进入Google Docs页面,新建文档,编辑内容,然后,直接将文档的URL分享给你的朋友或者上司,他可以直接打开浏览器访问URL。我们再也不用担心因PC硬盘的损坏而发生资料丢失事件。 1、狭义云计算 提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的,并且可以随时获取,按需使用,随时扩展,按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。

计算机的工作过程

计算机基本构成模式 计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件 计算机中数的表示 计算机内部应采用二进制表示指令和数据 计算机的工作原理 计算机系统应按照下述模式工作:将编好的程序和原始数据,输入并存储在计算机的内存储器中(即“存储程序”);计算机按照程序逐条取出指令加以分析,并执行指令规定的操作(即“程序控制”)。这一原理称为“存储程序”原理,是现代计算机的基本工作原理,至今的计算机仍采用这一原理。 计算机的工作原理 按照冯·诺依曼存储程序的原理,计算机在执行程序时须先将要执行的相关程序和数据放入内存储器中,在执行程序时CPU根据当前程序指针寄存器的内容取出指令并执行指令,然后再取出下一条指令并执行,如此循环下去直到程序结束指令时才停止执行。其工作过程就是不断地取指令和执行指令的过程,最后将计算的结果放入指令指定的存储器地址中。计算机工作过程中所要涉及的计算机硬件部件有内存储器、指令寄存器、指令译码器、计算器、控制器、运算器和输入/输出设备等,在以后的内容中将会着重介绍。 (一)计算机硬件系统 硬件通常是指构成计算机的设备实体。一台计算机的硬件系统应由五个基本部分组成:运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。这五大部分通过系统总线完成指令所传达的操作,当计算机在接受指令后,由控制器指挥,将数据众输入设备传送到存储器存放,再由控制器将需要参加运算的数据传送到运算器,由运算器进行处理,处理后的结果由输出设备输出。 中央处理器 CPU(central processing unit)意为中央处理单元,又称中央处理器。CPU由控制器、运算器和寄存器组成,通常集中在一块芯片上,是计算机系统的核心设备。计算机以CPU为中心,输入和输出设备与存储器之间的数据传输和处理都通过CPU来控制执行。微型计算机的中央处理器又称为微处理器。 控制器 控制器是对输入的指令进行分析,并统一控制计算机的各个部件完成一定任务的部件。它一般由指令寄存器、状态寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。计算机的工作方式是执行程序,程序就是为完成某一任务所编制的特定指令序列,各种指令操作按一定的时间关系有序安排,控制器产生各种最基本的不可再分的微操作的命令信号,即微命令,以指挥整个计算机有条不紊地工作。当计算机执行程序时,控制器首先从指令指针寄存器中取得指令的地址,并将下一条指令的地址存入指令寄存器中,然后从存储器中取出指令,由指令译码器对指令进行译码后产生控制信号,用以驱动相应的硬件完成指纹操作。简言之,控制器就是协调指挥计算机各部件工作的元件,它的基本任务就是根据种类指纹的需要综合有关的逻辑条件与时间条件产生相应的微命令。 运算器 运算器又称积极态度逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)。运算器的主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。算术运算是指各种数值运算,比如:加、减、乘、除等。逻辑运算是进行逻辑判断的非数值运算,比如:与、或、非、比较、移位等。计算机所完成的全部运算都是在运算器中进行的,根据指令规定的寻址方式,运算器从存储或寄存器中取得操作数,进行计算后,送回到指令所指定的寄存

云计算原理与实践课后答案王伟

第 1 章概述 课内复习 1.云计算的定义是什么?云计算是一种计算模式,在这种模式下,动态可扩展而且通常是虚拟化的资源通过互联网以服务的形式提供出来。P5 2.云计算的公共特征有哪几个?弹性伸缩、快速部署、资源抽象、按用量收费、宽带访问P14 3.云计算按照部署方式和服务类型分别分成哪几类?部署方式分类:公共云、私有云、社区云、混合云、行业云、其他类型云P15 服务类型分类:基础设施即服务(IaaS)平台即服务(PaaS)软件即服务(SaaS) 4.如何从三元认识论的角度理解云计算?云计算即是一种商业模式,也是一种计算范式,还是一种实现方式。P21 5.云计算作为一种计算范式可以分成哪两种结构?横向云体逻辑结构:云运行时环境+云应用 纵向云体逻辑结构:P23 图 6.开源软件、自由软件和免费软件的区别于联系是什么? P25 下方课外思考 1.计算系统是如何演变成今天的云计算的?P6 2.如何理解“开源是种方法论”?P29 下方 3.开源技术是如何促进云计算发展的? 降低准入门槛 大部分组织机构采用云技术是为了优化他们的IT 投资,从而提高现有的服务或者支持新的业务模式。在这种情况下,开源降低了新加入的组织机构建设私有云计算的门槛。许多组织机构已经采用OpenNebula 来打造私有云计算,当中一些只是连接数十台主机的小型云服务,一些则是由几个数据中心所连起来的大型基础设备。对于大多数这种组织机构来说,为使用商用软件而支付授权许可费用是不怎么靠谱的,他们要么就选择开源云技术,要么就什么都不用。 促进云服务的定制许多组织机构在开源帮助下可以根据客户实际需要而对云服务进行定制,这也就是说这些机构组织可以根据用户需求打造具有差异化的云服务。两个应用于公共部门的著名例子就是荷兰超级计算中心的SARA和它的云设施HPC,另一个就是美国费米实验室的基础云设施FermiCloud 。托管公司和电信公司使用开源代码来向特定的市场和地区用户提供新的云服务模式。那些使用OpenNebula 的解决方案中,AlterWay 的H2O Cloud 和中国移动的Big Cloud 就是很好的例子。 开源云服务衍生更多的云服务开源一样鼓励、支持并推动了云服务产品的创新。我们看到了很多信息通讯技术人员如何以更低的成本打造云服务 的案例。CloudWeavers 公司的一键式云解决方案和HederaTech 的云管理软件都是很好的例子。我们还可以算上先前提及的开源技术整合者,通过开源云服务他们可以根据自身需求进行创新和定制。 用户-供应商协作催生更好的云技术技术供应商和用户的协作是开源领域的一个巨大优势。作为欧盟旗舰级云计算项目的衍生技术产品,OpenNebula 和那些由欧盟所投资的云计算基础设施和项目保持着紧密合作,从而为最先进的云计算部署提供独特的功能。我们正在从事那些建设泛欧多重云基础设施的项目,比如说

云计算导论课程标准

云计算导论课程标准 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

课程标准 所属系部:信息工程系 课程名称:云计算导论 课程性质:专业必修课 课程学时:64 适用专业:云计算技术与应用()

《云计算导论》课程标准 1、课程概述 课程定位 《云计算导论》是云计算技术与应用的专业必修课,是云计算技术与应用专业中一门综合性很强的基础课程,主要内容包括云计算的定义和背景、云计算基础(如分布式计算、虚拟化技术、分布式海量数据存储技术、云平台技术、并行编程技术和数据管理技术)、云交付模型(如软件即服务、平台即服务、基础设施即服务和容器即服务)、云部署模式(如公有云、私有云和混合云)、云计算机制(云计算设施机制、云管理机制、云监控机制和特殊云机制)、虚拟化相关知识、分布式文件系统、分布式存储系统、数据处理与并行编程、云安全、云应用和容器云等。同时,通过教学过程中的实际开发过程的规范要求,培养学生分析和解决实际问题的能力,强化学生的职业道德意识、职业素质养意识和创新意识,为学生以后从事更专业化的软件开发工作奠定基础。本课程的前导课程有《Linux系统管理与配置》、《数据库技术基础》、《计算机网络基础》,后续课程有《open stack综合实训》、《毕业实习》等。 课程设计思路 本课程在设计时主要是让学生在理论方面对云计算所涉及的相关技术有所了解,对于云计算行业的发展有清楚的认识。以计算机专业学生就业为导向,培养学生的动手能力。通过调查研究当前行业对云计算技术方面的要求,制定相关的理论教学内容和实践内容。课程以开源云平台的安装、配置与管理为主线,从而让学生掌握云计算的相关知识、相关服务器的配置,加深Linux的使用技能,直至完整理解掌握云计算相关技术。

云计算相关理论

云计算 从用户角度来说,云计算是一组海量互联的计算机及程序。它以用户为中心,面向任务而不是硬件与程序本身,易于访问并具备一定的“智能”的协同工作平台。云所提供的应用和数据可以广泛应用于众多用户,跨企业并且跨操作系统平台。其实,可以用一句话来概括:云计算就是智能互联网(smart internet)。通过智能互联网,能共享信息、协同工作乃至赋予互联网更高的智能以完成更复杂的任务。 云计算是互联网的最新应用,从WEB1.0 进化到WEB2.0 的互联网,已经在技术上具备某种“智能”,这种“智能”构建在“云”之上,其本质是将数据和程序放在云中, 由专门的服务商进行加密和维护,用户不再处理程序的维护、升级以及数据的存储,数据不再物理地置放于某台固定的电脑中,数据一直在“云”中。因此,从这个角度来看,在将来,互联网就是云(cloud), 云就是互联网。 云审计 那么,到底什么是云审计呢?目前很难给它下一个准确定义,因为有关云计算本身也处于不断丰富之中,这种渐进式的进步可能会使得人们对于云审计的理解也不断地深入,甚至可能导致审计技术手段、审计思想的重大变革。基于目前的一些初步认识和设想,为了方 便论述,先给一个描述性定义:云审计是利用互联网的云计算概念,通过数据的云存储,使得各种审计资源(参与审计的人员、程序和相关的硬件设备)通过云来协同,从而为审计人员提供更富有效率,更科学的审计过程。在这个过程中,审计人员无需关注采用何种计算机程序、也无需关注数据的存储、共享和工作时效性问题,审计人员惟一需要关注的就是审计任务本身。因而,通过云审计,可以大大降低审计人员简单劳动的强度,降低审计软件的技术壁垒并实现在技术和硬件上具备同“四大”大致相同的水平。更进一步地,随着人们对云审计的不断深入认识,有可能从根本上改变审计的基本理论框架,建立基于信息社会基础上的全新的审计框架。 云审计与XBRL的关系 审计是一种受托责任行为,也是典型的信息处理与判断的行为。目前,XML 子集XBRL 已经运用于财务报告了。按照Charles Hoffman 在《XBRL在财务报告中的应用》(2008)中的解释,XBRL“是一种电子交换商业信息的全球标准化方法,提供了一种全球认同的财务报告术语以及业务规则的语义”。了解XBRL的人应该都大概知道该语言的目的与价值,其实质是对数据和信息进行具有可比性、可重构性的统一的编码过程。XBRL 的宗旨是解决商业信息交换的电子标准,这个特性对于云审计非常重要。没有该技术或类似的技术,我们不可能自由、快速的分析财务数据,并安全传递财务信息,并将此类技术运用到云计算之上。

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