Ma'ruza Real vaqt tizimlarining asosiy tushunchalari. Real vaqt tizimlarining tuzilishi, tarkibi va asosiy texnik va texnologik ko'rsatkichlari

Klasterlar
Klaster – birgalikda ishlaydigan, foydalanuvchi uchun yagona resurs, axborotni qayta ishlashning yagona markazini ifodalovchi o‘zaro bog‘langan kompyuterlar guruhi. Ikki yoki to'rt protsessorli kompyuterlar odatda hisoblash tugunlari sifatida ishlatiladi, ammo bitta protsessorli kompyuterlar ham, mahalliy tarmoqlar ham o'rnatilishi mumkin. Har bir tugun o'z operatsion tizimini boshqaradi. Tugunlarning tarkibi va sig'imi bir xil klaster ichida ham o'zgarishi mumkin, bu heterojen tizimlarni yaratishga imkon beradi. Klaster konfiguratsiyasiga ixtisoslashtirilgan kompyuterni kiritish mumkin, masalan, fayl serveri. Barcha klaster kompyuterlari mustaqil ishlashi va hisoblash tizimlari klaster tugunlari vazifasini bajarishi mumkinligi sababli, klaster aslida yuqori ierarxiya darajasidagi hisoblash tizimidir.
Klaster tushunchasi ikki omil natijasida paydo bo'ldi:

1. 
   foydalanuvchiga taqdim etilgan hisoblash resursining ishlashini yaxshilash istagi.
   
2. 
   axborotni qayta ishlashning yuqori ishonchli vositalariga ehtiyoj.
   

Klaster tuzilmalarining afzalliklari quyidagicha aniqlanadi.

1. 
   Siz har qanday eng kuchli kompyuterlarning umumiy unumdorligidan yuqori bo'lgan har qanday o'lchamdagi klasterlarni yaratishingiz mumkin. Klaster o'nlab va yuzlab kompyuterlardan iborat bo'lishi mumkin, ularning har biri ko'p protsessorli kompyuter tizimi bo'lishi mumkin. Imkoniyatlarni oshirishning ushbu qobiliyati ( klasterning miqyosi ) uning elementlarining apparat, dasturiy ta'minot va axborot muvofiqligi va yuklarni taqsimlash jarayonini avtomatlashtirish bilan ta'minlanadi.
   
2. 
   Foydalanuvchi texnik vositalarni bosqichma-bosqich oshirishi mumkin va bu holda klasterning hisoblash quvvati texnik vositalar xususiyatlarining oshishiga mutanosib ravishda chiziqli ravishda oshadi. Boshqa turdagi samolyotlar uchun bu qaramlik to'qnashuvlar sonining o'sishi va almashinuv tizimining murakkabligi tufayli chiziqli emas.
   

Masshtablilik muammosini hal qilishning ikkita varianti mavjud. Vertikal masshtablash klasterning har bir tuguniga kompyuterlar, xotira modullari, protsessorlar va almashinuv vositalarini qo'shish orqali amalga oshiriladi. Gorizontal masshtablash tugunlar sonini ko'paytirish va tashqi xotirani qo'shishdan iborat.

3. 
   Klaster ishonchliligi va mavjudligini oshirdi. Bu xususiyat klasterning har bir tugunining avtonom ishlash qobiliyati bilan ta'minlanadi, lekin istalgan vaqtda u ishlamay qolganda boshqa tugunning ishini bajarishga o'ting.
   
4. 
   Klasterning "qurilish bloklari" sifatida keng qo'llaniladigan kompyuterlar ishlatilganligi sababli, uning narxi odatda klasterning umumlashtirilgan xususiyatlariga o'xshash xususiyatlarga ega bo'lgan yagona noyob kompyuter narxidan kamroq bo'ladi.
   

Masshtablilik, ishonchlilik va mavjudlik xususiyatlarini ta'minlashning eng oddiy usuli yuqori tezlikdagi aloqa liniyasi bilan bog'langan ikkita tugundan iborat klasterni qurishdir. Ushbu ulanish mahalliy tarmoq bo'lishi mumkin, u boshqa kompyuterlar bilan birgalikda yoki klaster ehtiyojlari uchun ishlatiladi. Ushbu sxemaning keyingi rivojlanishi disk quyi tizimi orqali kompyuterlar o'rtasidagi qo'shimcha aloqadan iborat. RAID ( Arzon diskning ortiqcha massivi - arzon disklarning ortiqcha massivi) kabi ortiqcha tashqi xotiradan foydalanish klasterlar uchun xos bo'lib, bu ularning yuqori ishonchliligini ta'minlaydi.
RAID massivlari uchun turli ehtiyojlarni qondirish uchun olti xil konfiguratsiya ishlab chiqilgan. Ular RAID darajalari deb ataladi, ammo ular hech qanday ierarxiyani ifodalamaydi.
RAID 0 - bu tizim ish faoliyatini yaxshilash uchun mo'ljallangan asosiy disk massiv konfiguratsiyasi. Bitta katta fayl bir nechta qismlarga bo'linadi, ular turli disklarga yoziladi. Bu ma'lumotlar qatlami deb ataladi . Bunday faylni o'qish uchun foydalanilganda, disklar ma'lumotlarni parallel ravishda uzatishi mumkin, shuning uchun umumiy uzatish vaqti bitta diskda saqlangan uzatish vaqtiga nisbatan kamayadi.
RAID 1 arxitekturasi ikkita diskda bir xil nusxalarini yozish orqali ma'lumotlarni saqlash ishonchliligini oshirishga imkon beradi. Bunday disklar deyiladi aks ettirilgan . Agar ulardan biri bajarilmasa, o'qish va yozish operatsiyalari oynali disk bilan davom etadi.
RAID 2, RAID 3 va RAID 4 darajalari diskni to'liq zaxiralashni talab qilmaydigan turli xil paritet sxemalari bilan tizim ishonchliligini oshirish uchun mo'ljallangan. Paritet uchun mo'ljallangan barcha ma'lumotlar diskda saqlanadi. RAID 5 da u barcha disklar bo'ylab taqsimlanadi.
Klaster arxitekturasi taqsimlangan hisoblash tizimlari uchun serverlar qurishda qo'llaniladi.
Tarqatilgan ma'lumotlar bazalari taqsimlangan VSda paydo bo'ladi. Tarqalgan ma'lumotlar bazasi (RDB) - bu ma'lumotlar bazasi bo'lib, uning alohida qismlari (ehtimol, takrorlash bilan) tarmoq orqali ulangan bir nechta kompyuterlarda joylashgan. U quyidagi talablarga javob berishi kerak:

• 
  odatiy va rejalashtirilmagan so'rovlarni tezkor qayta ishlash;
  
• 
  ma'lumotlar xavfsizligi;
  
• 
  ma'lumotlarning mantiqiy va jismoniy mustaqilligini ta'minlash;
  
• 
  "oshkoralikni" ta'minlash:
  

• 
  taqsimlangan ma'lumotlar strukturasi (oxirgi foydalanuvchilar va dasturlarning tarmoq kompyuterida ma'lumotlarni joylashtirish variantidan mustaqilligi);
  

• 
  ma'lumotlarni almashish (bir xil ma'lumotlarni bir vaqtning o'zida bir nechta foydalanuvchilar tomonidan o'zgartirish bilan RDB yaxlitligini qo'llab-quvvatlash);
  
• 
  taqsimlangan ishlov berish (oxirgi foydalanuvchilar va amaliy dasturlarning tarmoq turi va foydalaniladigan tarmoq operatsion tizimidan mustaqilligi).
  

Ma'muriyat va foydalanuvchilarning RDBga kirishi yuqoridagi talablarga asoslanib, quyidagi funktsiyalarni ta'minlaydigan RDB boshqaruv tizimi yordamida amalga oshiriladi:

• 
  so'rovda talab qilinadigan ma'lumotlar saqlanadigan kompyuterni avtomatik aniqlash;
  
• 
  taqsimlangan so'rovlarni alohida kompyuterlar ma'lumotlar bazasiga shaxsiy pastki so'rovlarga ajratish;
  
• 
  so'rovni qayta ishlashni rejalashtirish;
  
• 
  xususiy sub so'rovlarni uzatish va ularni masofaviy kompyuterlarda bajarish;
  
• 
  RDB ma'lumotlarini qidirish va o'qish uchun so'rovlarni parchalash natijasida olingan shaxsiy kichik so'rovlarni bajarish natijalarini olish va umumiy natijani tuzish;
  
• 
  tarmoqdagi turli kompyuterlarda takrorlangan ma'lumotlar nusxalarini izchil holatda saqlash ;
  
• 
  ko'plab foydalanuvchilarning RDB ga parallel kirishini nazorat qilish;
  
• 
  RDBning yaxlitligini ta'minlash.
  

Yuqorida sanab o'tilgan funktsiyalarni taqsimlangan WAN'da amalga oshirish serverlarga yuklangan . Umuman olganda, "server" atamasi odatda boshqa ob'ektlarga ularning iltimosiga binoan xizmat ko'rsatadigan ob'ekt sifatida tushuniladi; xizmat deganda ob'ektlarga xizmat ko'rsatish jarayoni tushuniladi va eng keng tarqalgan xizmatlar turlari quyidagilardir: ma'lumotlarni saqlash va qidirish; xabarlar va ma'lumotlar bloklarini uzatish; Elektron pochta; foydalanuvchi muloqotini tashkil etish va boshqarish; ulanishlarni ta'minlash; amaliy jarayonlar o'rtasidagi o'zaro ta'sir seanslarini o'tkazish.
Serverlarning ko'p turlari mavjud:

• 
  ma'lumotlar bazasiga yuborilgan so'rovlarni qayta ishlaydigan ma'lumotlar bazasi serveri;
  
• 
  taqsimlangan resurslar, jumladan, fayllar va dasturiy ta'minotning ishlashini ta'minlaydigan fayl serveri;
  
• 
  bir mahalliy tarmoq mijoziga boshqa tarmoq bilan muloqot qilish imkonini beruvchi kirish serveri;
  
• 
  terminallarni boshqaradigan va xabarlarni yo'naltiruvchi aloqa serveri.
  

Tarqalgan VS "fayl-server" va "mijoz-server" nomlarini olgan printsiplarga muvofiq tuzilishi mumkin.