集群的可扩展性及其分布式体系结构（2）－上

何谓可扩展性

如果能够通过增加资源以满足不断增长的对性能和功能的要求，或者是通过缩减资源，以降低成本，从涵盖硬件和软件的角度上讲，我们可以把符合这种特性的计算机系统称作是可扩展的。

可扩展并不是仅仅意味着体积的扩大、数量的增加，它也涵盖了缩减能力。目前日益多见的嵌入式系统就是很好的一个例子，它既是硬件体积、计算能力的缩减，又是软件的缩减（许多嵌入式操作系统往往通过剪裁而来）。因此，看待扩展问题需要从下面的几个观点入手：

功能性和性能：一个可扩展的系统应该能够提供更好的性能、更多的功能。系统的总体计算能力应该随着资源的增加而按照比例增展。理想的情况是，增长的速度是线性的。

成本伸缩：另一方面讲，系统扩展的代价必须是合理的。粗略的标准是，成本的增加应该小于n或者nlogn的一个线性系数。但是结果往往不尽人意。因为在扩展计算系统的时候，不仅仅要做性能的考虑，而且还要考虑系统的可用性、稳定性等等，这些因素都会导致系统的总成本上升。

可兼容性：包括硬件、系统软件和应用软件在内的组成部分。我们希望用户原有的程序在不作变动或只作少量的变动后仍可以使用，要求用户购买一套全新的操作系统和重新开发他们的应用代码是不合适的。从部件上看，伸缩通常只涉及到系统的一部分，如果添加更多的处理器或者是将现有的处理器升级到新的一代。新增加的部分应能够与系统的其余部分相兼容。这就是说，原有的存储器、磁盘、互联设备以及外设仍然可以使用。

可扩展系统的意义

研究可扩展的系统，其主要动机在于寻求一个灵活的、成本可伸缩的计算系统架构方案。如这里的图所展示的，计算机种类在由销售量及性能和成本组成的坐标系统中，形成一座金字塔。金字塔的顶部是那些能够提供万亿次以上性能的超级系统，他们把许多资源集成在一个看上去"单一"的系统中，采用顶尖的技术构造并行系统，具有最高的性能。