透明计算：网络时代的机遇与挑战ppt课件.ppt

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1、张尧学透明计算：网络时代的机遇与挑战透明计算：网络时代的机遇与挑战什么是透明计算？透明计算的关键技术透明计算可能对技术和产业产生的影响技术要还原生活、改善生活、方便生活例如：电话从有线到无线简单方便电视从无线到有线(去天线)简单方便计算机呢？信息化社会：计算机和网络化为基础信息共享服务共享例如：同一硬件平台获取不同服务一、什么是透明计算？有线或无线通信网络同一硬件平台，不同服务终端系统（MID）电话计算电视Internet卡拉OKDVD技术要还原生活、改善生活、方便生活例如：电话从有线到无线简单方

2、便电视从无线到有线(去天线)简单方便计算机呢？信息化社会：计算机和网络化为基础信息共享服务共享例如：同一硬件平台获取不同服务不同硬件平台上的同一服务一、什么是透明计算？计算平台数字家电电话PC手机MIDLID同一服务，不同硬件平台电话对服务的要求：应该是简单方便，包括个性化主动适应可扩展与软硬件环境无关用户不可见普适计算现在的计算机系统无法满足服务共享要求缺少个性化和主动化缺少可扩展性如PC上的服务不能扩展到手机与运算环境有关如操作系统用户管理复杂例如安装、维护、操作、病毒计算机软硬件服务都是以厂

3、商为主决定，不是用户决定，一旦决定，就不能改变，太复杂国际上的努力：仍未解决服务共享问题多网合一播存结构云计算内部分布网(CDN)网格计算软件即服务(SAAS)虚拟计算微软等：把软件从服务器上推到终端上执行Google、IBM：把应用程序的存储和运算分离Intel、VMWare：多操作系统在一个硬件平台上同时运行将多台计算机的计算和存储资源整合起来把服务器中的各种信息存储在离用户比较近的地方通过广播方式把互联网的内容送到用户最近处存储原因是什么？（1）技术上缺少网络思考（1）技术上缺少网络思考计算

4、机的冯·诺依曼结构是从单机考虑提出的，为了提高速度，信息存储和运算在一台单机中存储和运算互相促进升级原因是什么？（1）技术上缺少网络思考（2）开放与兼容不够（2）开放与兼容不够编程语言和应用程序开放API和中间件开放TCP/IP开放主板和OS最底层接口(含BIOS)未开放不同编程人员完成同一任务不同编程人员调用不同计算机系统互连互操作同一主板上可调用不同的OS，同一OS可上不同的主板什么是透明计算？（1）存储和运算分离，把冯·诺依曼结构由单机扩展到网络（1）存储和运算分离，把冯·诺依曼结构由单机扩

5、展到网络网络单机扩展到网络存储和运算分离I/OCPU总线I/OCPU外存内存总线Server外存内存Client操作系统应用程序中断请求块流I/OCPU外存内存总线Server什么是透明计算？（1）存储和运算分离，把冯·诺依曼结构由单机扩展到网络（2）开放主板和操作系统的接口，使各种不同的操作系统都能被调度到不同的主板上运行标准接口：EFI（新一代BIOS）X86MIPS数字电视板（2）开放主板和操作系统的接口，使各种不同的操作系统都能被调度到不同的主板上运行二、透明计算的关键技术对网上的OS、应

6、用程序以及数据的分布式管理MetaOS从网上获取指令与数据，并在终端上运行标准化的主板与OS接口（例如EFI）基于透明计算模式的各类端系统LID，MIDMetaOS：最接近于硬件的分布式超级管理平台要求：轻巧，不改变其他操作系统和应用程序，适应多种硬件平台透明计算的关键技术1ResidentModuleNon-ResidentModuleTSTCMetaOS与透明计算的层次结构一种MetaOS的模块结构示例：4VP+4VP+的实现框架TCTSNSAPMRBP4VP+各模块的基本功能MRBP：捕获硬

7、件初始中断信号，发现服务器中的操作系统并下载内核和部分NSAP协议NSAP：传输端系统与服务器之间的中断与I/O请求及处理结果VIOM：接收中断请求和用户进程的I/O请求分析中断原因，唤醒中断处理程序和给出中断响应分析I/O请求原因，进行设备分配和缓冲分配，启动I/O操作与单机环境不同的是：缓冲队列不同，中断和I/O请求种类更多（网络设备），中断和I/O处理需要在服务器和端系统之间进行同步互斥处理VDM：VD的分配与回收VD的驱动服务器映像（image）与终端上的VD的对应及管理虚拟交换与调度（端

8、系统与服务器之间的程序与数据块流）VFM：文件空间的分配与管理文件目录的分配与管理文件重定向文件的访问、控制与搜索文件的一致性VUM：用户参数配置与管理用户地址管理用户的增加与减少用户使用过程管理等标准化的主板与OS接口：可扩展性（新的软硬件平台是否和其兼容？）效率（在小CPU时，如果该接口太大，是否支持多操作系统？）安全性（安全问题的压力将从IP下移至EFI）透明计算的关键技术2例：关于安全性（1）减少信息泄露（2）可通过EFI监控可通过EFI监控中断与I/O请求I/O队列管理应