2、分布式算法：概念、模型与应用全解析

分布式算法：概念、模型与应用全解析

1. 分布式算法概述

分布式算法是用于多种应用的并发算法，最初指运行在地理上分散的多个处理器上的算法，如今其范围已扩大，涵盖局域网算法甚至共享内存多处理器算法。这是因为不同场景下的算法有很多共性。

分布式算法在电信、分布式信息处理、科学计算和实时过程控制等众多应用中出现。构建这些应用系统时，设计、实现和分析分布式算法是重要工作。

分布式算法有多种类型，其差异体现在以下几个方面：
- 进程间通信（IPC）方法 ：分布式算法在一组处理器上运行，需要进行通信。常见的通信方法包括访问共享内存、发送点对点或广播消息（通过长距离或局域网）以及执行远程过程调用。
- 定时模型 ：
- 同步模型 ：处理器完全同步，通信和计算完美同步进行。
- 异步模型 ：处理器以任意速度和顺序执行步骤。
- 部分同步模型 ：处理器对事件定时有部分信息，如相对速度有界限或可访问近似同步的时钟。
- 故障模型 ：算法运行的硬件可能被假设为完全可靠，也可能需要容忍一定程度的故障行为。故障行为包括处理器故障（如突然停止、短暂故障或拜占庭故障）和通信机制故障（如消息丢失或重复）。
- 解决的问题 ：算法解决的问题也各不相同，常见问题包括资源分配、通信、分布式处理器间的共识、数据库并发控制、死锁检测、全局快照、同步和各种对象的实现。

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