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处理形态与系统构成基础

標準约 31 分钟6 个术语过去问 10 题

本单元目标

  • 能够区分集中处理和分散处理,并说出各自的优点和缺点。
  • 能够说明并行处理如何把处理拆分开同时运行,从而缩短处理时间。
  • 能够根据设备之间的立场差异区分客户机服务器系统和对等网络,并说明Web系统属于哪一种。
术语总表(6 个)
术语一句话着眼点
集中処理把处理集中到 1 台计算机上进行的形态。在哪里处理
分散処理把处理分给通过网络连接的多台计算机分担的形态。在哪里处理
並列処理把处理拆分后在多个 CPU 上同时执行、缩短时间的方式。如何推进处理
クライアントサーバシステム把角色分为请求方和提供方的构成。设备以什么立场参与
ピアツーピア不设专用服务器、由地位对等的设备直接交换数据的构成。设备以什么立场参与
Webシステム把 Web 浏览器当作客户机使用的客户机服务器型机制。设备以什么立场参与

术语

集中处理集中処理是把处理集中到1 台计算机(主机)上统一进行的处理形态。

用户的终端连接到中心计算机使用,数据的保存和计算全部由中心一方承担。由于管理和维护可以在一处完成,运维容易统一,但中心计算机一旦故障,整个系统就会停止。

类比就像全镇的包裹只靠 1 个大型集散站来分拣。容易照看周全,但这个集散站一停,所有投递都会停下。

分散处理分散処理是把处理分给通过网络连接的多台计算机分担,让它们相互配合推进整体处理的处理形态。

  • 分散处理
    • 水平分散
      • 同一层级的设备之间分担处理
    • 垂直分散
      • 上层和下层的设备分工承担不同角色

即使部分设备停止,也容易用其余设备继续处理,并且增加台数就能方便地提升能力;另一方面,设备之间的协作和管理会变得复杂。同一层级的设备并列分担处理的形式称为水平分散水平分散,上层与下层设备分工承担的形式称为垂直分散垂直分散。

类比就像按地区设置多个集散站来分担包裹。一处停下,其他集散站还能继续运转,但集散站之间必须保持联络。

考点

  • 常考水平负载分散水平負荷分散是把执行相同处理的计算机并列配置多台,分配工作以免负载集中在 1 台上的方式。
  • 常考网格计算グリッドコンピューティング是汇集网络上大量计算机的处理能力,把它们当作虚拟的 1 台大型计算机来使用的方式。

该术语的过去问 3 题 分散処理

「集中处理」与「分散处理」的区别

比较点集中处理分散处理
关键承担处理的设备1 台中心计算机通过网络连接的多台计算机
管理可以在一处统一进行分散在各台设备,容易变得复杂
故障的影响中心一停,整体都停部分停止也容易用其余设备继续

并行处理並列処理是把一连串处理拆分成可以同时推进的单位,分配给多个 CPU(中央处理器)同时执行,从而缩短处理时间的方式。

  1. 一整块处理
  2. 拆分成可同时推进的单位
  3. 分配给多个 CPU
  4. 同时执行并汇总结果

各 CPU 同时运行,再汇总结果,因此整体时间缩短。

4 / 4

既可以用 1 台计算机内的多个 CPU 进行,也可以由多台计算机分担。拆分出的各部分越能不等待彼此的结果而推进,缩短时间的效果就越大。

类比把大量装信封的工作分给几个人同时做,会比 1 个人依次装完得更快。

考点

  • 常考多线程マルチスレッド是在 1 个程序中建立多条处理流程(线程),让它们并发推进的机制。
  • 常考横向扩展スケールアウト是增加服务器台数、把处理并行分担,以提高整个系统处理能力的方法。
  • 常考超级计算机スーパコンピュータ是依靠大量处理器的并行处理並列処理来提高计算能力的计算机,用于计算量庞大的科学技术计算。

该术语的过去问 3 题 並列処理

「分散处理」与「并行处理」的区别

比较点分散处理并行处理
关键着眼点把处理分给多台计算机分担的构成同时执行处理以缩短时间的推进方式
使用的装置通过网络连接的多台1 台内的多个 CPU 或多台均可

クライアントサーバシステム客户机服务器系统

在术语表中打开 クライアントサーバシステム

客户机服务器系统クライアントサーバシステム是把角色分为请求服务的一方(客户机)和提供服务的一方(服务器),并通过网络让二者协作的构成。

要求

応答

要求

応答

クライアント
要求する側

サーバ
提供する側

クライアント

客户机委托处理,服务器返回结果,系统就靠这种请求与响应的往来运行。如果把数据和程序放在服务器上,管理和更新就可以在服务器一方统一进行。

类比就像图书馆的读者在柜台借书,馆员从书库里取出来。提出请求的人和回应的人,角色是固定的。

记法client 是“委托人”,server 是“侍奉者”。委托的一方和回应的一方,词义本身就是角色。

考点

  • 常考瘦客户端シンクライアント是只让客户机具备输入和显示等最少功能,把应用程序的执行和数据管理集中到服务器一方的形态。

该术语的过去问 2 题 クライアントサーバシステム

ピアツーピア对等网络

在术语表中打开 ピアツーピア

对等网络ピアツーピア是不设专用服务器,由连接在网络上的设备以对等的立场直接交换数据的构成。

每台设备既可以是接受服务的一方,也可以是提供服务的一方。负载不会集中到特定服务器上,但由于管理分散在各台设备,难以对整体进行统一管理。

类比就像参加者之间直接递手借还书的读书会。没有图书馆那样的中心窗口,每个人既能借出也能借入。

记法peer 意为“同辈、伙伴”。可以理解为从伙伴到(to)伙伴直接相连。

考点

  • 常考单机スタンドアロン是不把 PC(个人计算机)接入网络、单独 1 台使用的形态,与依靠设备之间通过网络相连才能成立的对等网络ピアツーピア,以是否联网来区分。

该术语的过去问 1 题 ピアツーピア

「客户机服务器系统」与「对等网络」的区别

比较点客户机服务器系统对等网络
关键设备的立场分为请求方和提供方所有设备地位对等,两种角色都承担
服务器设置提供服务的服务器不设专用服务器
管理可以在服务器一侧统一进行分散在各台设备

Web系统Webシステム是把用户一侧的Web 浏览器当作客户机,通过与 Web 服务器之间的请求和响应来提供服务的一种客户机服务器系统。

  1. 浏览器发送请求
  2. Web 服务器接收
  3. 在服务器一侧处理
  4. 响应显示在画面上

响应返回浏览器,结果显示在用户的画面上。

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用户无需安装专用软件,只要有浏览器就能使用服务。功能的添加和修改只需在服务器一侧进行,因此不必重新分发到大量终端。在规模较大的系统中,有时会按角色拆分服务器,例如返回画面的 Web 服务器、执行业务处理的应用服务器、管理数据的数据库服务器。

记法web 意为“蜘蛛网”。遍布全世界的网上的服务器,都能从浏览器这 1 个入口使用。

要点

  • 在哪里处理的分法(集中处理与分散处理)和设备以什么立场参与的分法(客户机服务器系统与对等网络)是两条不同的轴。
  • 并行处理把处理拆分成可同时推进的单位,在多个 CPU 上运行,缩短整体处理时间。
  • Web系统是把 Web 浏览器当作客户机使用的一种客户机服务器系统。

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