分布式計算概述

分布式計算是一門電腦科學，主要研究物件是分布式系統。

分布式系統是由若干通過網路互聯的計算機組成的軟硬體系統，且這些計算機互相配合以完成乙個共同的目標。

分布式計算指在分布式系統上執行的計算。分布式計算是將乙個大型計算任務分成很多部分分別交給其他的計算機處理，並將所有的計算結果合併為原問題的解決方案。

優點：超大規模，虛擬化，高可靠性，按需服務，極其廉價，

通用性（現今的個人計算機擁有遠超以往大型計算機的計算能力，同時體積和**不斷下降。再加上internet連線了全世界，大量的互連計算機為分布式計算創造了理想環境。）

高可伸縮性（在單機計算中可用資源受限於單台計算機的能力，但分布式計算可以在多台計算機上平衡計算負載，增加資源需求可通過提供額外資源來有效解決。同時可以把程式放在最適合執行它的計算機上。）

容錯性（與單機計算相比，分布式計算提供了容錯功能。可以通過資源複製維持系統故障的情形下的資源可用性。）。

缺點：多點故障（一台或多台計算機的故障，或一條或多條網路鏈路的故障，都會導致分布式系統出現問題）；

安全性（分布式系統為非授權使用者的攻擊提供了更多機會）。

與分布式計算類似的計算形式有很多，例如單機計算、平行計算、網路計算、網格計算和雲計算等。

單機計算是最簡單的計算形式，即利用澹臺計算機不與任何網路互連，只能使用本計算機系統內的的所有資源。一台計算機在任何時刻只能被乙個使用者使用。使用者在該系統上執行應用程式，不能訪問其他計算機上的任何資源。

平行計算是指在並行計算機上所做的計算，即採用多個處理器來執行單個指令。

網路計算是把網路連線起來的個各種自治資源和系統組合起來，以實現資源共享、協同工作和聯合計算。

網格計算是指利用網際網路把地理上廣泛分布的各種資源（計算、儲存、頻寬、軟體、資料、資訊、知識等）連成乙個邏輯整體，就像一台超級計算機一樣，為使用者提供一體化資訊和應用服務（計算、儲存、訪問等）。

雲計算是分布式計算、平行計算、效用計算、網路儲存、虛擬化、負載均衡、熱備冗餘等傳統計算機和網路技術發展融合的產物。

1.資源共享，例如：www是目前為止最大的分布式系統

2.訊號處理，例如：seti@home（尋找外星人）。

3.科學專案，例如：boinc（伯克利開放式網格計算平台）。

4.解決較為複雜的數學問題，例如：gimps（尋找最大的梅森素數）。

5.研究尋找最為安全的密碼系統，例如：rc-72（密碼破解）。

6.生物病理研究，例如：folding@home（研究蛋白質摺疊，誤解，聚合及由此引起的相關疾病）。

7.各種各樣疾病的藥物研究，例如：united devices（尋找對抗癌症的有效的藥物）。

可靠性、可擴充套件性、可用性、高效性、cap理論。

cap理論是源於伯克利加州大學的計算機科學家eric brewer在2023年的分布式計算原則研討會(symposium on principles of distributed computing，podc)上提出的乙個猜想。

cap理論指出對乙個分布式計算系統來說，不可能同時滿足以下3點：

1.選擇分割槽容忍性和一致性（cp）

即使結點故障，操作也必須一致，並能順利完成。最好的方法就是將所有資料放到同乙個結點中。但這種方式顯然不滿足可用性。如：bigtable、hbase

2.選擇分割槽容忍性和可用性（ap）

滿足可用，就說明資料必須要在不同結點中有副本。如果還必須保證在產生分割槽的時候仍然可以完成操作，那麼操作就無法保證一致性。如：dynamo、******db

3.選擇可用性和一致性（ca）

有一致性和可用性的系統通常可擴充套件性能不高，不具有分割槽容錯性，如傳統的關係型資料庫。