多机系统是计算机多机系统的简称。由两台以上的电子计算机组成的计算机系统。由两台或多台计算机通过共享主存资源(信息)或通过数据链路联结在一起.根据系统中各计算机之间耙合紧密程度的不同,可分为紧耦合多机系统和松耦合多机系统两大类一般配置在同一地点且不需通信系统来联接。其中任一台计算机发生故障,不影响整个系统的正常运转。建立多机系统的目的是为了提高可靠性和运算速度。这种系统具有处理能力大、回响速度高、可靠性好、性能价格比高、能灵活地实现多种配置等特点,套用範围很广
基本介绍
- 中文名:多机系统
- 又称:计算机多机系统
- 定义:两台以上电子计算机组成系统
- 特点:速度高、可靠性好等
发展概况
多机系统是由两台以上的电子计算机组成的计算机系统。一般配置在同一地点且不需通信系统来联接。其中任一台计算机发生故障,不影响整个系统的正常运转。建立多机系统的目的是为了提高可靠性和运算速度

多处理机与多机系统、分布处理系统和计算机网:多处理机与多机系统是进一步发展并行技术的必由之路,是巨型、大型机主要发展方向。它们是多指令流多数据流(MIMD)系统,各机处理各自的指令流(进程),相互通信,联合解决大型问题。它们比并行处理机有更高的并行级别,潜力大,灵活性好。用大量廉价微型机,通过互连网路构成系统,以获得高性能,是研究多处理机与多机系统的一个方向。多处理机与多机系统要求在更高级别(进程)上研究并行算法,高级程式语言提供并发、同步进程的手段,其作业系统也大为複杂,必须解决多机间多进程的通信、同步、控制等问题。
分布系统是多机系统的发展,它是由物理上分布的多个独立而又相互作用的单机,协同解决用户问题的系统,其系统软体更为複杂(见分布计算机系统)。
现代大型机几乎都是功能分布的多机系统,除含有高速中央处理器外,有管理输入输出的输入输出处理机(或前端用户机)、管理远程终端及网路通信的通信控制处理机、全系统维护诊断的维护诊断机和从事资料库管理的资料库处理机等。这是分布系统的一种低级形态。
多个地理上分布的计算机系统,通过通信线路和网路协定,相互联络起来,构成计算机网。它按地理上分布的远近,分为局部(本地)计算机网和远程计算机网。网路上各计算机可相互共享信息资源和软硬体资源。订票系统、情报资料检索系统都是计算机网套用的实例。
工作原理
工作流程 用户使用计算机系统算题的一般流程:

①通过系统操作员建立帐号,取得使用权。帐号既用于识别并保护用户的档案(程式和数据),也用于系统自动统计用户使用资源的情况(记帐,付款)。
②根据要解决的问题,研究算法,选用合适的语言,编写源程式,同时提供需处理的数据和有关控制信息。
③把②的结果在脱机的专用设备上放入软磁碟,建立用户档案(也可在在线上终端上进行,直接在辅助存储器中建立档案,此时第四步省去)。
④藉助软碟机把软碟上用户档案输入计算机,经加工处理,作为一个作业,登记并存入辅助存储器。
⑤是要求编译。作业系统把该作业调入主存储器,并调用所选语言的编译程式,进行编译和连线(含所调用的子程式),产生机器可执行的目标程式,存入辅助存储器。
⑥要求运算处理。作业系统把目标程式调入主存储器,由中央处理器运算处理,结果再存入辅助存储器。
⑦运算结果由作业系统按用户要求的格式送外部设备输出。
②根据要解决的问题,研究算法,选用合适的语言,编写源程式,同时提供需处理的数据和有关控制信息。
③把②的结果在脱机的专用设备上放入软磁碟,建立用户档案(也可在在线上终端上进行,直接在辅助存储器中建立档案,此时第四步省去)。
④藉助软碟机把软碟上用户档案输入计算机,经加工处理,作为一个作业,登记并存入辅助存储器。
⑤是要求编译。作业系统把该作业调入主存储器,并调用所选语言的编译程式,进行编译和连线(含所调用的子程式),产生机器可执行的目标程式,存入辅助存储器。
⑥要求运算处理。作业系统把目标程式调入主存储器,由中央处理器运算处理,结果再存入辅助存储器。
⑦运算结果由作业系统按用户要求的格式送外部设备输出。
计算机内部工作(④~⑦)是在作业系统控制下的一个複杂过程。通常,一台计算机中有多个用户作业同时输入,它们由作业系统统一调度,交错运行。但这种调度对用户是透明的,一般用户无需了解其内部细节。用户可用一台终端,互动式的控制③~⑦的进行(分时方式);也可委託操作员完成③~⑦,其中④~⑦是计算机自动进行的(批处理方式)。批处理方式的自动化程度高,但用户不直观,无中间干预。分时方式用户直观控制,可随时干预纠错,但自动化程度低。现代计算机系统大多提供两种方式,由用户选用。
一般特点
多机系统计算机有三个特性:

①模组性:多机系统计算机系统的资源元件形成相对独立的模组,经互连网路的相互联繫构成单一系统。模组在一定範围内的增减替换不致于影响系统的整体性。
②并行性:分散的资源元件可以合作解决一个共同问题,在分布作业系统的控制下,实现资源重複(按任务)或时间重叠(按功能)等不同形式的并行性。
③自治性:系统资源的操作是高度自治的,既不存在全系统的主从控制关係,又能利用处理局部化的原则以减少各结点间的数据通信量。
②并行性:分散的资源元件可以合作解决一个共同问题,在分布作业系统的控制下,实现资源重複(按任务)或时间重叠(按功能)等不同形式的并行性。
③自治性:系统资源的操作是高度自治的,既不存在全系统的主从控制关係,又能利用处理局部化的原则以减少各结点间的数据通信量。
多机系统计算机系统的产生和发展受多种因素的推动。首先是技术方面的因素:大规模积体电路和微处理器为多机系统计算机系统提供了廉价的硬体;数字通信技术和计算机网技术的发展,使数量很大的计算机结点相互连线和高速通信成为可能。此外更为重要的是用户因素。集中式分时计算机系统虽能连线大量远程和近程终端来满足地理上分散的多用户使用的需要,但处理功能的过度集中将产生通信开销大、回响时间长,系统複杂昂贵等问题,因而用户逐渐转向分布计算机系统,以谋求更高的技术经济效益。
主从式(master-slave)作业系统由一台主处理机记录、控制其它从处理机的状态,并分配任务给从处理机。例如,Cyber-170就是主从式多处理机作业系统,它驻留在一个外围处理机Po上运行,其余所有处理机包括中心处理机都从属于Po。另一个例子是DECSystem10,有两台处理机,一台为主,另一台为从。作业系统在主处理机上运行,从处理机的请求通过陷入传送给主处理机,然后主处理机回答并执行相应的服务操作。主从式作业系统的监控程式及其提供服务的过程不必迁移,因为只有主处理机利用它们。当不可恢复错误发生时,系统很容易导致崩溃,此时必须重新启动主处理机。由于主处理机的责任重大,当它来不及处理进程请求时,其它从属处理机的利用率就会随之降低。

主从式作业系统有如下特点:
A.作业系统程式在一台处理机上运行。如果从处理机需要主处理机提供服务,则向主处理机发出请求,主处理机接受请求并提供服务。不一定要求把整个管理程式都编写成可重入的程式代码,因为只有一个处理机在使用它,但有些公用例程必须是可重入的才行。
B.由于只有一个处理机访问执行表,所以不存在管理表格存取冲突和访问阻塞问题。
C.当主处理机故障时很容易引起整个系统的崩溃。如果主处理机不是固定设计的,管理员可从其他处理机中选一个作为新主处理机并重新启动系统。
D.任务分配不但容易使部分从处理机闲置而导致系统效率下降。
E.用于工作负载不是太重或由功能相差很大的处理机组成的非对称系统。
F.系统由一个主处理机加上若干从处理机组成,硬体和软体结构相对简单,但灵活行差。
B.由于只有一个处理机访问执行表,所以不存在管理表格存取冲突和访问阻塞问题。
C.当主处理机故障时很容易引起整个系统的崩溃。如果主处理机不是固定设计的,管理员可从其他处理机中选一个作为新主处理机并重新启动系统。
D.任务分配不但容易使部分从处理机闲置而导致系统效率下降。
E.用于工作负载不是太重或由功能相差很大的处理机组成的非对称系统。
F.系统由一个主处理机加上若干从处理机组成,硬体和软体结构相对简单,但灵活行差。
独立监督式
独立监督式(separatesupervisor)与主从式不同,在这种类型中,每一个处理机均有各自的管理程式(核心)。採用独立监督式作业系统的多处理机系统有IBM370/158等。

独立监督式的特点:
A.每个处理机将按自身的需要及分配给它的任务的需要来执行各种管理功能,这就是所谓的独立性。
B.由于有好几个处理机在执行管理程式,因此管理程式的代码必须是可重入的,或者为每个处理机装入专用的管理程式副本。
C.因为每个处理机都有其专用的管理程式,故访问公用表格的冲突较少,阻塞情况自然也就较少,系统的效率就高。但冲突仲裁机构仍然是需要的。
D.每个处理相对独立,因此一台处理机出现故障不会引起整个系统崩溃。但是,要想补救故障造成的损害或重新执行故障机未完成的工作非常困难。
E.每个处理机都有专用的I/O设备和档案等。
F.这类作业系统适合于松耦合多处理机体系,因为每个处理机均有一个局部存储器用来存放管理程式副本,存储冗余太多,利用率不高。
G.独立监督式作业系统要实现处理机负载平衡更困难。
B.由于有好几个处理机在执行管理程式,因此管理程式的代码必须是可重入的,或者为每个处理机装入专用的管理程式副本。
C.因为每个处理机都有其专用的管理程式,故访问公用表格的冲突较少,阻塞情况自然也就较少,系统的效率就高。但冲突仲裁机构仍然是需要的。
D.每个处理相对独立,因此一台处理机出现故障不会引起整个系统崩溃。但是,要想补救故障造成的损害或重新执行故障机未完成的工作非常困难。
E.每个处理机都有专用的I/O设备和档案等。
F.这类作业系统适合于松耦合多处理机体系,因为每个处理机均有一个局部存储器用来存放管理程式副本,存储冗余太多,利用率不高。
G.独立监督式作业系统要实现处理机负载平衡更困难。
浮动监督式
浮动监督式(floatingsupervisor)每次只有一台处理机作为执行全面管理功能的“主处理机”,但根据需要,“主处理机”是可浮动的,即从一台切换到另一台处理机。这是最複杂、最有效、最灵活的一种多处理机作业系统,常用于对称多处理机系统(即系统中所有处理机的许可权是相同的,有公用主存和I/O子系统)。浮动监督式作业系统适用于紧耦合多处理机体系。採用这种作业系统的多处理机系统有IBM3081上运行的MVS,VM以及C·mmp上运行的Hydra,等等。

浮动监督式的特点:
A.每次只有一台处理机作为执行全面管理功能的“主处理机”,但容许数台处理机同时执行同一个管理服务子程式。因此,多数管理程式代码必须是可重入的。
B.根据需要,“主处理机”是可浮动的,即从一台切换到另一台处理机。这样,即使执行管理功能的主处理机故障,系统也能照样运行下去。
C.一些非专门的操作(如I/O中断)可送给那些在特定时段内最不忙的处理机去执行,使系统的负载达到较好的平衡。
D.服务请求冲突可通过优先权办法解决,对共享资源的访问冲突用互斥方法解决。
E.系统内的处理机採用处理机集合概念进行管理,其中每一台处理机都可用于控制任一台I/O设备和访问任一存储块。这种管理方式对处理机是透明的,并且有很高的可靠性和相当大的灵活行。
B.根据需要,“主处理机”是可浮动的,即从一台切换到另一台处理机。这样,即使执行管理功能的主处理机故障,系统也能照样运行下去。
C.一些非专门的操作(如I/O中断)可送给那些在特定时段内最不忙的处理机去执行,使系统的负载达到较好的平衡。
D.服务请求冲突可通过优先权办法解决,对共享资源的访问冲突用互斥方法解决。
E.系统内的处理机採用处理机集合概念进行管理,其中每一台处理机都可用于控制任一台I/O设备和访问任一存储块。这种管理方式对处理机是透明的,并且有很高的可靠性和相当大的灵活行。