Hệ tin học phân tán là hệ thống xử lý thông tin bao gồm nhiều bộ xử lý hoặc bộ vi xử lý nằm tại các vị trí khác nhau và được liên kết với nhau thông qua phương tiện viễn thông dưới sự điều khiển thống nhất của một hệ điều hành.
Hệ tin học phân tán rất đa dạng, đa diện, phức tạp về mặt cấu trúc, tập hợp bao gồm các bộ xử lý hoặc bộ vi xử lý với bộ nhớ và đồng hồ nhịp độc lập, các bộ xử lý không sử dụng chung bộ nhớ và đồng hồ. Như vậy mỗi một hệ xử lý thông tin thành phần của hệ tin học phân tán bao gồm một hay nhiều bộ xử lý và bộ nhớ cục bộ. Trong hệ phân tán hệ xử lý thông tin thành phần phải được thiết kế sao cho về cấu trúc, số lượng và dung lượng có thể cho phép thực hiện một cách trọn vẹn các chức năng mà nó phải đảm nhận.
Hệ tin học phân tán thực hiện hàng loạt các chức năng phức tạp, nhưng cơ bản nhất là đảm bảo cung cấp cho người sử dụng khả năng truy cập có kết quả đến các loại tài nguyên vốn có và rất đa dạng của hệ thống như là những tài nguyên dùng chung.
Những ưu điểm căn bản của việc sử dụng chung tài nguyên so với hệ tập trung được phản ảnh như sau:
1. Tăng tốc độ bình quân trong tính toán-xử lý.
2. Cải thiện tình trạng luôn luôn sẵn sàng của các loại tài nguyên.
3. Tăng độ an toàn dữ liệu.
4. Đa dạng hóa các loại hình dịch vụ tin học.
5. Đảm bảo tính vẹn toàn của thông tin.
Điều quan trọng là để đảm bảo các chức năng, yêu cầu nêu trên, hệ phân tán cần phải có các cơ chế kỹ thuật đủ mạng nhằm đồng bộ hóa hoạt động của các tiến trình và sự trao đổi thông tin với nhau sao cho hệ thống tránh được các trường hợp có thể dẫn đến bế tắc mà khi nghiên cứu hệ điều hành các máy tính chúng ta đã có dịp làm quen.
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tiểu luận Vấn đề bế tắc trong hệ tập trung và hệ phân tán, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
&
TIỂU LUẬN
HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN
VẤN ĐỀ BẾ TẮC TRONG HỆ TẬP TRUNG VÀ HỆ PHÂN TÁN
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS LÊ VĂN SƠN
Học viên thực hiện: NGUYỄN VĂN VIỆT ĐỨC
Đà Nẵng – Năm 2009
LỜI MỞ ĐẦU
Hệ tin học phân tán là hệ thống xử lý thông tin bao gồm nhiều bộ xử lý hoặc bộ vi xử lý nằm tại các vị trí khác nhau và được liên kết với nhau thông qua phương tiện viễn thông dưới sự điều khiển thống nhất của một hệ điều hành.
Hệ tin học phân tán rất đa dạng, đa diện, phức tạp về mặt cấu trúc, tập hợp bao gồm các bộ xử lý hoặc bộ vi xử lý với bộ nhớ và đồng hồ nhịp độc lập, các bộ xử lý không sử dụng chung bộ nhớ và đồng hồ. Như vậy mỗi một hệ xử lý thông tin thành phần của hệ tin học phân tán bao gồm một hay nhiều bộ xử lý và bộ nhớ cục bộ. Trong hệ phân tán hệ xử lý thông tin thành phần phải được thiết kế sao cho về cấu trúc, số lượng và dung lượng có thể cho phép thực hiện một cách trọn vẹn các chức năng mà nó phải đảm nhận.
Hệ tin học phân tán thực hiện hàng loạt các chức năng phức tạp, nhưng cơ bản nhất là đảm bảo cung cấp cho người sử dụng khả năng truy cập có kết quả đến các loại tài nguyên vốn có và rất đa dạng của hệ thống như là những tài nguyên dùng chung.
Những ưu điểm căn bản của việc sử dụng chung tài nguyên so với hệ tập trung được phản ảnh như sau:
Tăng tốc độ bình quân trong tính toán-xử lý.
Cải thiện tình trạng luôn luôn sẵn sàng của các loại tài nguyên.
Tăng độ an toàn dữ liệu.
Đa dạng hóa các loại hình dịch vụ tin học.
Đảm bảo tính vẹn toàn của thông tin.
Điều quan trọng là để đảm bảo các chức năng, yêu cầu nêu trên, hệ phân tán cần phải có các cơ chế kỹ thuật đủ mạng nhằm đồng bộ hóa hoạt động của các tiến trình và sự trao đổi thông tin với nhau sao cho hệ thống tránh được các trường hợp có thể dẫn đến bế tắc mà khi nghiên cứu hệ điều hành các máy tính chúng ta đã có dịp làm quen.
Để tìm hiểu rõ hơn về vấn đề bế tắc và thuật toán dự phòng bế tắc của Lomet tôi chọn đề tài “Vấn đề bế tắc trong hệ tập trung và hệ phân tán” để nghiên cứu. Trong thời gian thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS Lê Văn Sơn, được sự động viên và giúp đỡ của đồng nghiệp trong cơ quan và các anh chị em lớp Cao học - Khoa học Máy tính Khóa 10 (2008 – 2011) để hoàn thành đề tài.
Xin chân thành cảm ơn!
BẾ TẮC TRONG HỆ TẬP TRUNG
Bế tắc
Tất cả các hiện tượng bế tắc đều bắt nguồn từ sự xung đột về tài nguyên của hai hoặc nhiều tiến trình đang hoạt động đồng thời trên hệ thống. Tài nguyên ở đây có thể là một ổ đĩa, một mẫu tin trong cơ sở dữ liệu, hay một không gian địa chỉ trên bộ nhớ chính. Sau đây là một số ví dụ minh hoạ cho điều trên.
Ví dụ 1: Giả sử có hai tiến trình P1 và P2 hoạt động đồng thời trong hệ thống. Tiến trình P1 đang giữ tài nguyên R1 và xin được cấp R2 để tiếp tục hoạt động, trong khi đó tiến trình P2 đang giữ tài nguyên R2 và xin được cấp R1 để tiếp tục hoạt động. Trong trường hợp này cả P1 và P2 sẽ không tiếp tục hoạt động được. Như vậy, P1 và P2 rơi vào trạng thái bế tắc (minh hoạ bởi sơ đồ ở hình 1.1).
Giữ
Yêuầu
Tiến trình 2
(P2)
Giữ
Yêu cầu
Tiến trình 1
(P1)
Tài nguyên R2
Tài nguyên R1
Hình 1.1. Chờ đợi vòng tròn
Bế tắc thường xảy ra do xung đột về tài nguyên thuộc loại không phân chia được, một số ít trường hợp xảy ra với tài nguyên phân chia được. Ví dụ sau đây là trường hợp bế tắc do xung đột về tài nguyên bộ nhớ, là tài nguyên thuộc loại phân chia được.
Ví dụ 2: Giả sử không gian bộ nhớ còn trống là 200Kb, trong hệ thống có hai tiến trình P1 và P2 yêu cầu được sử dụng bộ nhớ như sau:
P1 P2
. .
Request1 80Kb Request1 70Kb
. .
Request2 30Kb Request2 40Kb
. .
Bế tắc xảy ra khi cả hai tiến trình cùng yêu cầu thêm bộ nhớ lần thứ hai. Tại thời điểm này, không gian bộ nhớ còn trống là 50Kb, lớn hơn lượng bộ nhớ mà mỗi tiến trình yêu cầu (30Kb và 40Kb), nhưng vì cả hai tiến tình đồng thời yêu cầu thêm bộ nhớ nên hệ thống không thể đáp ứng được, và bế tắc xảy ra.
Ví dụ 3: Trong các ứng dụng cơ sở dữ liệu, một chương trình có thể khoá một vài record mà nó sử dụng để dành quyền điều khiển về cho nó. Nếu tiến trình P1 khoá record R1, tiến trình P2 khoá record R2, và sau đó mỗi tiến trình lại cố gắng khoá record của một tiến trình khác. Bế tắc sẽ xảy ra.
Như vậy bế tắc là hiện tượng: Trong hệ thống xuất hiện một tập các tiến trình, mà mỗi tiến trình trong tập này đều chờ được cung cấp tài nguyên, mà tài nguyên đó đang được một tiến trình trong tập này chiếm giữ. Và sự đợi này có thể kéo dài vô hạn nếu không có sự tác động từ bên ngoài.
Trong trường hợp của ví dụ 1 ở trên: hai tiến trình P1 và P2 sẽ rơi vào trạng thái bế tắc, nếu không có sự can thiệp của hệ điều hành. Để phá bỏ bế tắc này, hệ điều hành có thể cho tạm dừng tiến trình P1 để thu hồi lại tài nguyên R1, lấy R1 cấp cho tiến trình P2 để P2 hoạt động và kết thúc, sau đó thu hồi cả R1 và R2 từ tiến trình P2 để cấp cho P1 và tái kích hoạt P1 để P1 hoạt động trở lại. Như vậy, sau một khoảng thời gian cả P1 và P2 đều ra khỏi tình trạng bế tắc.
Trong trường hợp của ví dụ 2 ở trên: Nếu hai tiến trình này không đồng thời yêu cầu thêm bộ nhớ thì bế tắc không thể xảy ra, hoặc khi cả hai tiến trình đồng thời yêu cầu thêm bộ nhớ thì hệ điều hành phải kiểm tra lượng bộ nhớ còn trống của hệ thống, nếu không đáp ứng cho cả hai tiến trình thì hệ điều hành phải có cơ chế ngăn chặn (từ chối) một tiến trình và chỉ cho một tiến trình được quyền sử dụng bộ nhớ (đáp ứng) thì bế tắc cũng không thể xảy ra. Tuy nhiên để giải quyết vấn đề bế tắc do thiếu bộ nhớ, các hệ điều hành thường sử dụng cơ chế bộ nhớ ảo. Bộ nhớ ảo là một phần quan trọng của hệ điều hành mà chúng ta sẽ khảo sát ở chương Quản lý bộ nhớ của tài liệu này.
Khi hệ thống xảy ra bế tắc, nếu hệ điều hành không kịp thời phá bỏ bế tắc thì hệ thống có thể rơi vào tình trạng treo toàn bộ hệ thống. Như trong trường hợp bế tắc ở ví dụ 1, nếu sau đó tiến trình P3 đang giữ tài nguyên R3, cần R2 để tiếp tục thì P3 cũng sẽ rơi vào tập tiến trình bị bế tắc, rồi sau đó, nếu có tiến trình P4 cần tài nguyên R1 và R3 để tiếp tục thì P4 cũng rơi vào tập tiến trình bị bế tắc như P3, cứ thể dần dần có thể dẫn đến một thời điểm tất cả các tiến trình trong hệ thống đều rơi vào tập tiến trình bế tắc. Và như vậy hệ thống sẽ bị treo hoàn toàn.
Điều kiện hình thành bế tắc
Năm 1971, Coffman đã đưa ra và chứng tỏ được rằng, nếu hệ thống tồn tại đồng thời bốn điều kiện sau đây thì hệ thống sẽ xảy ra bế tắc:
Loại trừ lẫn nhau (Mutual excution) hay độc quyền sử dụng
Đối với các tài nguyên không phân chia được thì tại mỗi thời điểm chỉ có một tiến trình sử dụng được tài nguyên.
Giữ và đợi (Hold and wait)
Một tiến trình hiện tại đang chiếm giữ tài nguyên, lại xin cấp phát thêm tài nguyên mới.
Không ưu tiên (No preemption)
Không có tài nguyên nào có thể được giải phóng từ một tiến trình đang chiếm giữ nó.
Trong nhiều trường hợp các điều kiện trên là rất cần thiết đối với hệ thống. Sự thực hiện độc quyền là cần thiết để đảm bảo tính đúng đắn của kết quả và tính toán vẹn của dữ liệu (chúng ta đã thấy điều này ở phần tài nguyên găng trên đây). Tương tự, sự ưu tiên không thể thực hiện một cách tuỳ tiện, đặc biệt đối với các tài nguyên có liên quan với nhau, việc giải phóng từ một tiến trình này có thể ảnh hưởng đến kết quả xử lý của các tiến trình khác.
Sự bế tắc có thể tồn tại với ba điều kiện trên, nhưng cũng có thể không xảy ra với ba điều kiện đó. Để chắc chắn bế tắc xảy ra cần phải có điều kiện thứ tư.
Đợi vòng tròn (Circular wait)
Đây là trường hợp của ví dụ một mà chúng ta đã nêu ở trên. Tức là, mỗi tiến trình đang chiếm giữ tài nguyên mà tiến trình khác đang cần.
Ba điều kiện đầu là điều kiện cần chứ không phải điều kiện đủ để xảy ra bế tắc. Điều kiện thứ tư là kết quả tất yếu từ ba điều kiện đầu.
Các phương pháp sử dụng trong hệ tập trung để xử lý bế tắc:
Phương pháp dự phòng
Phương pháp dự phòng đơn giản và thường hay sử dụng là phương pháp các nhóm sắp xếp Havender.
Tư tưởng cơ bản của phương pháp này là các tài nguyên được sắp xếp theo các nhóm con C1, C2, Cn. Một tiến trình nào đó có thể thu hồi tài nguyên của nhóm Ci với i>1, nếu trước đó nó đã thu hồi tất cả các tài nguyên của nhóm cần thiết cho nó C1, C2, Ci-1. Như thế, trật tự duy nhất của việc thu hồi các tài nguyên được xác định sẽ tránh được bế tắc. Phương pháp này dẫn đến các tiến trình cần thu hồi trước (tạm ứng) các tài nguyên của chúng và do vậy làm giảm khả năng thực hiện song song của hệ.
Phương pháp phát hiện và chữa trị
Phương pháp Holt sử dụng một đồ thị trạng thái định hướng mà các nút là các tài nguyên hay các tiến trình. Các cung tiến trình- tiến trình thể hiện các cung cấp đã được thực hiện. Nếu có sự hiện diện của vòng lặp khép kín trong đồ thị này thì đó chính là biểu hiện của tình trạng bế tắc.
Sau khi đã phát hiện bế tắc, vấn đề chữa trị được đặt ra, nhưng các phương pháp này rất phức tạp, tốn kém. Hiện nay, thuật toán chữa trị đang được các nhà chuyên môn quan tâm nghiên cứu và phát triển.
Kết luận
Thực tế, trong các hệ điều hành, người ta sử dụng:
1. Hoặc là các phương pháp dự phòng đơn giản như cung cấp tổng quát tất cả các tài nguyên hay phương pháp nhóm sắp xếp.
2. Hoặc là các phương pháp phát hiện thường rất cồng kềnh; khắc phục nó đòi hỏi phải loại bỏ hoàn toàn các tiến trình và khởi sự cũng trở lại từ đầu. Điều đó đòi hỏi phải lưu trữ ngữ cảnh theo từng chu kỳ hết sức phức tạp và tốn kém bộ nhớ.
BẾ TẮC TRONG HỆ PHÂN TÁN
Một số khái niệm
Trong chương này, chúng ta sẽ đề cập cách giải quyết các vấn đề đặt ra và trình bày các giải pháp thể hiện dưới dạng các giải thuật riêng cho hệ phân tán. Trong hệ phân tán, thông thường người ta hay sử dụng khái niệm giao dịch như là thực thể sử dụng các tài nguyên chẳng hạn.
Giao dịch là phép toán hợp thành một logich hoàn chỉnh mà việc triển khai nó có thể dẫn đến thực hiện một tiến trình duy nhất hay nhiều tiến trình được định vị trên các trạm khác nhau.Trường hợp dẫn đến thực hiện nhiều tiến trình trên các trạm ở xa là đối tượng mà ta cần phải quan tâm nghiên cứu trong chương này.
Một tiến trình nào đó cần sử dụng tài nguyên để phát triển công việc của mình phải yêu cầu bộ cung cấp một cách hợp thức bằng cách gửi thông điệp yêu cầu. Như thế, rõ ràng là một tiến trình có nhu cầu tài nguyên sẽ bị treo chừng nào tài nguyên đó còn chưa được giải phóng hay chưa được cung cấp cho nó.
Bộ cung cấp có thể áp dụng nhiều kiểu cung cấp khác nhau như tiến trình duy nhất, tập hợp các tiến trình, tập hợp các thủ tục,... Các thông điệp yêu cầu sử dụng tài nguyên cũng có thể có các dạng khác nhau như gọi thủ tục, thông báo, thực hiện các lệnh đặc biệt, ...
Một yêu cầu được thoả mãn bởi bộ cung cấp tài nguyên cho tiến trình đề nghị với điều kiện là yêu cầu đó phải tuân thủ các quy tắc nhất định.
Có hai điều kiện làm cho tiến trình mất khả năng sử dụng tài nguyên đã được cung cấp trước đó.
Stt
Tên gọi
Điều kiện
1
Giải phóng
Tiến trình phát tín hiệu ngừng sử dụng tài nguyên
2
Thu hồi
Sự lấy lại tài nguyên đã được cung cấp cho tiến trình. Bộ cung cấp tài nguyên sẽ tiến hành công việc này
Trong hệ, hoạt động của một tập hợp các tiến trình trên một tập hợp các tài nguyên dùng chung được xem là tuyệt vời, nếu không để xảy ra bế tắc và thiếu thốn tài nguyên vĩnh viễn.
Bế tắc hay còn gọi là khoá tương hỗ là sự kẹt chéo lẫn nhau có tính chất sống còn của các tiến trình. Bế tắc diễn ra khi hai tiến trình đang sử dụng hai tài nguyên lại phát yêu cầu về nhu cầu sử dụng tài nguyên mà tiến trình kia còn đang sử dụng.
Hình vẽ 2.1 sau đây cho phép chúng ta hình dung vấn đề một cách rõ ràng hơn. Theo hình vẽ này, ta có 4 tài nguyên T1, T2, T3 và T4 và có 3 nhu cầu tài nguyên là Tr1, Tr2 và Tr3. Cả ba tiến trình này đang ở trong tình trạng bế tắc. Tiến trình Tr2 chờ tài nguyên T3 do Tr3 đang chiếm giữ.Tiến trình Tr3 chờ tài nguyên T2 được giải phóng bởi Tr1 và Tr3.Thêm vào đó, tiến trình chờ tiền trình Tr2 giải phóng T1.
Lúc này, ta thấy có hai chu trình kín trong đồ thị là:
Tr1 – T1 – Tr2 – T3 – Tr3 – T2 – Tr1 và Tr3 – T2 – Tr2 – T3 – Tr3
Hình 2.1. Đồ thị cung cấp tài nguyên bị bế tắc
Thiếu tài nguyên vĩnh viễn là sự chờ đợi bất tận của một tiến trình mà yêu cầu của nó trễ đến mức không thể xác định được. Nguyên nhân của hiện tượng vừa nêu có nhiều, nhưng ta có thể chỉ ra ví dụ thường gặp là do sử dụng luật ưu tiên để cung cấp tài nguyên.
Một chiến lược cung cấp tài nguyên tồi cũng có thể là nguồn gốc huỷ hoại hiệu năng hoạt động của hệ do các hiện tượng "sốc" làm tăng các yêu cầu mà không được đáp ứng của một số tài nguyên. Ví dụ như sự sụp đổ của hệ đa chương trình.
Để tránh các hiện tượng đó, bộ cung cấp tài nguyên cần phải đảm bảo chức năng điều khiển
Ta có thể phân chia thành hai phương diện để nghiên cứu:
1. Phân tán các yêu cầu giữa các tài nguyên tương đương có khả năng thoả mãn. Chức năng này gọi là phân phối tải. Trong hệ phân tán, nó cần phải tạo điều kiện để tránh tình hình mà ở đó các yêu cầu đợi đến lượt được thoả mãn trên một trạm đầy, trong khi đó các tài nguyên tương đương lại rỗi rãi trên các trạm khác.
2. Giới hạn số lượng các yêu cầu được phép cho một số tài nguyên. Việc đó có thể thực hiện bằng cách hạn chế (tĩnh hay động) số các tiến trình hay số các giao dịch được chọn (trúng tuyển) sử dụng toàn bộ hay từng phần tài nguyên.Ta gọi trường hợp này là điều khiển tải tổng quát.
Tóm lại: Bộ cung cấp cần phải phân phối các tài nguyên trên cơ sở tuân thủ các quy tắc sử dụng, tránh xảy ra bế tắc và thiếu thốn vô hạn, phân bố tải tương đối đồng đều giữa các tài nguyên cùng loại(cùng có thể thoả mãn) và giới hạn nhu cầu nhằm duy trì hệ thống hoạt động đạt mức hiệu quả nhất định.
Cung cấp tài nguyên duy nhất
Vấn đề cung cấp tài nguyên duy nhất trên một trạm trong hệ phân tán liên quan đến việc phân phối tài nguyên này cho một tập hợp các tiến trình trên cơ sở quy tắc: truy cập loại trừ hay chia sẻ, có hệ số ưu tiên, không được mất, Các tiến trình có thể đề nghị sử dụng tại nguyên ngay tại trạm có tài nguyên mà cũng có thể ở các trạm khác từ xa.
Việc quản lý các truy cập đến một tài nguyên duy nhất có thể được thực hiện theo hai cách:
Stt
Kiểu thực hiện
1
Truy cập bằng một tiến trình duy nhất
2
Truy cập bằng các tiền trình tương tranh
Truy cập bởi server duy nhất
Một tiến trình duy nhất hay còn gọi là server được giao nhiệm vụ quản lý tài nguyên. Nó xử lý tất cả các yêu cầu truy cập từ các tiến trình và các khách (client). Sự loại trừ truy cập được đảm bảo bởi tính duy nhất của server. Server đồng thời cũng là chương trình đánh thức.
Chương trình có thể viết như sau:
Vòng lặp
m:= cho-thong-diep(nil) {treo}
Kết thúc vòng lặp
Do vậy, sơ đồ này loại bỏ tất cả các đặc tính song song để truy cập vào tài nguyên. Tiến trình server có thể được lập trình để triển khai toàn bộ chiến lược liên quan đến loại trừ tương hỗ của các yêu cầu (độ ưu tiên, quyền truy cập tài nguyên).
T-Tài nguyên Tr-Tiến trình khách S-Server
Hình 2.2. Đồ thị truy cập vào tài nguyên bằng server duy nhất
Truy cập tương tranh có điều khiển
Trong trường hợp này, tài nguyên được truy cập bởi nhiều server, thông thường, có số lượng không cố định. Các server này thực hiện các truy cập tương ứng với các yêu cầu dưới dạng gọi thực hiện các thủ tục.Việc thực hiện các thủ tục này được điều khiển bởi cơ chế đảm bảo tôn trọng các quy tắc truy cập.
Các quy tắc được khởi sự bằng hai cách bởi các tiến trình khách cho thấy việc truy cập được tiến hành bằng một chương trình trực duy nhất.
Hàng đợi các yêu cầu
T-Tài nguyên Tr-Tiến trình khách Si-Server D-Đánh thức
Hình 2.3. Đồ thị truy cập vào tài nguyên bằng một chương trình trực duy nhất
Trong cách thứ hai, việc truy cập được tiến hành trực tiếp với các server và thể hiện bằng hình vẽ 2.4.
Hình 2.4. Truy cập trực tiếp vào các server
Hình vẽ 2.3, ta thấy một tiến trình đánh thức D duy nhất sau hàng đợi làm nhiệm vụ phân phối yêu cầu cho các server cục bộ. Các tiến trình khách không biết server.
Ngược lại, hình vẽ 2.4, các máy server đều được các tiến trình khách biết trước.
Cung cấp một tập hợp các tài nguyên - Vấn đề bế tắc
Trước hết, ta tìm hiểu một số thuật ngữ và khái niệm có quan hệ mật thiết với nhưng vấn đề sẽ sử dụng trong phần này.
Tiến trình p đưa ra yêu cầu cung cấp tài nguyên e để thực hiện phép toán cài then có tính loại trừ v_loai_tru_th(e). Ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt, tất cả các tài nguyên đều được truy cập theo kiểu loại trừ. Nếu việc cung cấp hoán toàn hợp thức thì tài nguyên này được trao cho p sử dụng. Ta nói rằng tài nguyên này đã được p cài then, nếu không thì p bị treo và đương nhiên p không cài then được tài nguyên này.
Trong hệ phân tán, ta sẽ tập trung xem xét các giao dịch Ti có thể sử dụng các tài nguyên được định vị trên các trạm. Mỗi một giao dịch được triển khai nhờ một tập hợp các tiến trình thể hiện là các đại diện của chúng trên các trạm khác nhau. Hai tiến trình của cùng một giao dịch được định vị trên các trạm khác nhau có thể được thực hiện song song. Nhằm thu hồi lại tài nguyên e trên trạm Sj, giao dịch Ti cho thực hiện phép toán v_loai_tru_th(e) thông qua đại diện pij của mình trên trạm này.
Ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt, việc cung cấp diễn ra không có thu hồi. Một tài nguyên bị khoá bởi một tiến trình không thể rút nó trở về được. Như thế, nó cần phải được giải phóng bởi tiến trình này một cách tường minh nhờ vào phép toán mở then cài mo_then(e).
Bế tắc có thể được giải quyết bằng cách dự báo và vòng tránh (gọi chung là dự phòng) có nghĩa là tài nguyên được cung cấp theo kiểu có đề phòng trường hợp bế tắc. Một phương pháp khác có liên quan đến vấn đề này là phát hiện và chữa trị có nghiã là khi có sự cố thì quay trở về trạng thái trước đó.
Các thuật toán dự phòng, phát hiện và chữa trị được nghiên cứu cho trường hợp là tất cả các tài nguyên đều được quản lý bởi bộ cung cấp duy nhất. Bộ cung cấp này tiếp nhận tất cả các yêu cầu và biết rõ trạng thái của tất cả các tài nguyên.
Ta bắt đầu việc nghiên cứu trong phần này bằng cách nhắc lại các kết quả chủ yếu của trường hợp nêu trên, trước khi phát triển các vấn dề về hướng tin học phân tán.
Phân tán chức năng cung cấp
Bây giờ, ta giả định rằng chức năng cung cấp không thể tin tưởng giao phó hoàn toàn cho một bộ cung cấp duy nhất, mà được phân tán thành tập hợp các bộ cung cấp trên các trạm khác nhau, trong đó mỗi bộ cung cấp chỉ quản lý các đối tượng cục bộ của trạm đó mà thôi.
Tồn tại hai nhóm giải pháp cho vấn đề đặt ra:
Duy trì tính duy nhất của trạng thái tài nguyên
Biểu hiện duy nhất (thể hiện tính duy nhất) của trạng thái tài nguyên được chia sẻ bởi tập hợp các bộ cung cấp. Biểu hiện này tuần hoàn giữa các trạm khác nhau dưới dạng một thông điệp. Các trạm luân phiên đóng vai trò của bộ cung cấp các tài nguyên mà mình đang chịu trách nhiệm quản lý. Giải pháp này loại bỏ tất cả các khả năng song song, không loại bỏ khả năng mất thông điệp trạng thái, thiếu thốn tài nguyên một cách vô hạn.
Phân tán biểu hiện trạng thái và chức năng cung cấp
Có rất nhiều giải pháp có thể:
Stt
Giải pháp
1
Ta duy trì mỗi trạm một bản sao trạng thái tài nguyên tổng quát. Trong trường hợp này, cần phải đảm bảo sự gắn bó hữu cơ giữa các bản sao.
2
Ta phân tán biểu hiện trạng thái trên các trạm, mỗi một trạm chỉ co trạng thái của các tài nguyên cục bộ của mình.Các quyết định được đưa ra trên các trạm khác nhau cần phải được phối hợp theo kiểu sao cho dữ liệu của việc cung cấp phải được gắn bó với nhau.
3
Một phương pháp đầy ấn tượng là nhóm sắp xếp nhằm đảm bảo cho tất cả các yêu cầu tài nguyên xuất phát từ các tiến trình đến được các bộ cung cấp khác nhau theo một trật tự duy nhất được cố định từ trước.
Các phương pháp khác nhau mang tính năng động cao cho phép ra các quyết định cung cấp tài nguyên xuất phát từ quan điểm từng phần (ngược với toàn phần) của trang thái tài nguyên.
Trong các phần tiếp theo, ta sẽ được giơi thiệu lần lượt các vấn đề sau đây:
1. Nguyên lý được hiện bằng giải thuật dự phòng bế tắc cho trường hợp đầu tiên vừa nêu theo kiểu sử dụng các bản sao trang thái tổng quát .
2. Hai