计算模式的演化及其软件开发技术.ppt

计算模式的演化 及其软件开发技术,陈建勋 博士 Email: QQ:7500080 2011年6月,一、系统结构 (1),初始阶段：计算的自动化和快速性（1946） ENIAC，第一代计算机的主要特点是：采用电子管作基础元件；使用汞延迟线作存储设备，后来逐渐过渡到用磁芯存储器；输入、输出设备主要是用穿孔卡片，用户使用起来很不方便；系统软件还非常原始，用户必须掌握用类似于二进制机器语言进行编程的方法。,晶体管：相比采用定点运算的第一代计算机，第二代计算机普遍增加了浮点运算，计算能力实现了一次飞跃。,第二代计算机除了大量用于科学计算，还逐渐被工商企业用来进行商务处理，高级语言FORTRAN和COBOL因此也得到了广泛应用。,1964-1970：集成电路（IC）催生第三代计算机脱胎换骨,微处理器铸造第四代计算机,从1970年至今的计算机基本上都属于第四代计算机，它们都采用大规模和超大规模集成电路。,1959-1964,一、系统结构 (2),1. 单CPU-多CPU-多核CPU,2. 串行处理-并行处理,3. 并行处理-集群计算,4. 集群计算-网络计算,酷睿i7,天河1号千万亿次超级计算机,2009年10月29日,每秒钟1206万亿次的峰值速度,徐志伟 等. 网络计算系统的分类研究.计算机学报，2008,9.,一、系统结构（3）,1. 个人电脑促进信息时代发展（APPLE、IBM-PC）,1981年8月12日,2. 网络就是计算机,SUN微系统公司，1984，John Gage,二 计算模式（1）,2.客户机/服务器模式：,开发语言 机器码-汇编语言-高级语言-专用语言,开发环境 程序设计环境软件工程环境,3.浏览器/服务器模式：,1.单主机模式：,单任务 多任务 多线程,共享外部设备 分时占用,HTTP协议，HTML语言 免除客户端应用更新的烦恼,并行处理机的发展,二 计算模式（2）,4. 虚拟机模式,虚拟化技术的计算机网络,建设成本：50万降低到25万（100台）：50% 运行成本：节电从200W降低到40W：80% 运行周期：4年延长到8年 软件升级和维护：无负担 体现先进的云计算和虚拟化服务技术 具有极大的推广应用和示范作用,二 计算模式（3）-云计算,5. 云计算,不仅仅是软件 任意地点任意时间访问by Internet 强大 - Large-scale data processing 请求启动运行 成本效率高实在是太方便了 Software as platform（SasP） Constraint: Security Data lock-in,二 计算模式（4）-云计算,Software as a Service (SaaS),a model of software deployment whereby a provider licenses an application to customers for use as a service on demand.,二 计算模式（5）-云计算,Platform as a Service (PaaS),对于开发Web Application和Services，PaaS提供了一整套基于Internet的，从开发，测试，部署，运营到维护的全方位的集成环境。特别它从一开始就具备了Multi-tenant architecture，用户不需要考虑多用户并发的问题，而由platform来解决，包括并发管理，扩展性，失效恢复，安全。,二 计算模式（6）-云计算,Utility Computing,“pay-as-you-go” 好比让用户把电源插头插在墙上，你得到的电压和Microsoft得到的一样，只是你用得少，pay less；utility computing的目标就是让计算资源也具有这样的服务能力，用户可以使用500强公司所拥有的计算资源，只是use less pay less。这是cloud computing的一个重要方面,二 计算模式（7）-云计算,Cloud Computing is,二 计算模式（8）-云计算,Why now?,very large-scale datacenter的实践， 因为新的技术趋势和Business模式 pay-as-you-go computing,二 计算模式（9）-云计算,Key Players,Amazon Web Services Google App Engine Microsoft Windows Azure,二 计算模式（10）-云计算,Key Applications,Mobile Interactive applications Tim OReilly相信未来是属于能够实时对用户提供信息的服务。Mobile必定是关键。而后台在datacenter中运行是很自然的模式，特别是那些mashup融合类型的服务。 Parallel batch processing 大规模数据处理使用Cloud Computing技术很自然，MapReduce，Hadoop在这里起到重要作用。这里，数据移入/移出cloud是很大的开销，Amazon开始尝试host large public datasets for free。 The rise of analytics 数据库应用中transaction based应用还在增长，而analytics的应用增长迅速。数据挖掘，用户行为分析等应用的巨大推动。 Extension of compute-intensive desktop application 计算密集型的任务，说matlab, mathematica都有了cloud computing的扩展，woo,二 计算模式（11）-云计算,Cloud is coming,Google alone has 450,000 systems running across 20 datacenters, and Microsofts Windows Live team is doubling the number of servers it uses every 14 months, which is faster than Moores Law,“Data Center is a Computer” Parallelism everywhere Massive Scalable Reliable Resource Management Data Management Programming Model & Tools,三 计算模式-移动计算（1）,移动计算的应用需求,2. 移动应用急剧增加 无处不在的工作范围。在金融、移动办公、通讯、公共交通、远程医疗、公共信息分布, 现场数据采集等领域, 移动计算或数据处理的作用已经变得日趋重要。,背景： 无线通讯网络技术的飞速发展 和PDA、笔记本电脑、手持电话等移动计算和通讯设备迅速普及；,三 计算模式-移动计算（2）,Iphone4,Android,三 计算模式-移动计算（3）,创业公司：Rovio 创立者：Niklas Hed，Mikael H