1、探索集群计算机的奥秘

探索集群计算机的奥秘

1. 什么是集群计算机

集群计算机是一组通过专门的硬件和软件连接的独立计算机，能向用户呈现单一系统映像。普通网络连接的一堆PC并不算是集群计算机，要成为集群计算机，每台PC必须运行能利用其他PC资源的软件，它们需协同工作，朝着共同目标相互支持，为用户呈现单一系统映像。

单一系统映像指的是与单台计算机无区别的映像，用户不会意识到有多于一台的计算机存在。例如，你桌上的PC通过互联网连接到某个远程网站，每次点击鼠标下载网页的文本和图像文件数据时，该网站的Web服务器可能是由网络中的数十台PC组成的集群服务器。每次浏览器请求新数据时，请求数据包会被拆分并传递给其他几台计算机，这些计算机从磁盘读取文件并将其返回给浏览器，而你不太可能会意识到这些计算机是协同工作来处理你的请求的，这样的集群服务器就为浏览器、客户端和你这个用户呈现了单一系统映像。

2. 为何使用集群

不选择单一高速服务器，而使用集群计算机的原因涉及成本效益、可扩展性、高可用性和容错性等复杂问题。

计算机科学强调通过逐步推进的过程实现目标，任何过程都可分解为一系列步骤，每个步骤又可进一步细分。而“重叠”这一概念在计算机领域至关重要，它指的是同时执行两个或多个功能的能力。早期计算机在打印字符时需停止其他处理，而现代计算机能在重绘屏幕图像、读写硬盘、打印等操作的同时执行指令，充分利用重叠能力可显著提升性能。

集群计算机是一种并行处理器，属于多计算机，与拥有共享单一物理内存的真正多处理器不同。在集群中，可通过找出能并行执行的任务或任务部分，并将这些任务块调度到不同处理器上执行，来实现任务执行层面的重叠。每个任务块完成后，结果会返回给调度处理器，将各个