專利名稱：一種分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種客戶/服務(wù)器模式的分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有關(guān)，這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可用于廣播式多媒體應(yīng)用中。
早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都是獨(dú)立的系統(tǒng)，通常是些大型主機(jī)。后來，為了處理大型的計(jì)算工作，比如大量的分時(shí)用戶，又將它們緊密互連或者說聯(lián)接成計(jì)算機(jī)簇。隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，個(gè)人機(jī)用戶控制著大量能力相對(duì)較低的獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這些個(gè)人機(jī)很快又通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接起來，為各個(gè)人機(jī)用戶提供共享資源和通信能力，同時(shí)也與原先的大型主機(jī)共享這些資源。
這種網(wǎng)絡(luò)的一種構(gòu)成形式是包含一臺(tái)稱為服務(wù)器的、通常帶有大量存貯空間的中心計(jì)算機(jī)。網(wǎng)絡(luò)用戶所使用的程序集中存放在服務(wù)器的大容量的存貯介質(zhì)上。當(dāng)用戶想要運(yùn)行一個(gè)程序時(shí)，該用戶的計(jì)算機(jī)就請(qǐng)求服務(wù)器發(fā)回該程序的一份拷貝。服務(wù)器收到請(qǐng)求時(shí)就將前述程序的一份拷貝從其大容量存貯介質(zhì)傳送到用戶的個(gè)人機(jī)的主存中，并在該個(gè)人機(jī)上執(zhí)行。數(shù)據(jù)也同樣集中存放在服務(wù)器上并由網(wǎng)絡(luò)上的所有用戶共享。存放在服務(wù)器的大容量存貯介質(zhì)上的數(shù)據(jù)，可由所有的網(wǎng)絡(luò)用戶通過發(fā)送請(qǐng)求來訪問。服務(wù)器同時(shí)還充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶間的消息通信電子郵件的中繼角色。在這種系統(tǒng)中的服務(wù)器可以管理程序、數(shù)據(jù)和消息的存貯及分發(fā)，但不能給任何用戶的任一實(shí)際計(jì)算任務(wù)貢獻(xiàn)處理能力。也就是說，用戶不能期望服務(wù)器計(jì)算機(jī)為在個(gè)人機(jī)上執(zhí)行的程序執(zhí)行任何處理任務(wù)。雖然這種網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行有價(jià)值的運(yùn)算，但它們不是分布式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。因?yàn)楹笳呖捎苫ミB的多點(diǎn)計(jì)算機(jī)共同合作執(zhí)行一個(gè)單一的計(jì)算任務(wù)。
作為對(duì)前述網(wǎng)絡(luò)的一種改進(jìn)，該網(wǎng)絡(luò)也可以配置成以下的工作方式網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)用戶可以請(qǐng)求服務(wù)器，或者連在網(wǎng)上的其他個(gè)人機(jī)執(zhí)行一個(gè)程序，因?yàn)檫h(yuǎn)離請(qǐng)求者的計(jì)算機(jī)(服務(wù)器或其他個(gè)人機(jī))在響應(yīng)來自請(qǐng)求者的請(qǐng)求時(shí)執(zhí)行程序，因此稱之為遠(yuǎn)程(程序)執(zhí)行。在這樣的系統(tǒng)中，被請(qǐng)求用于遠(yuǎn)程執(zhí)行的程序可以由請(qǐng)求者發(fā)送至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，也可以由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)在響應(yīng)請(qǐng)求時(shí)從服務(wù)器獲取。程序到達(dá)遠(yuǎn)程機(jī)后就被執(zhí)行。多臺(tái)計(jì)算機(jī)可以通過這種方式參與合作，共同執(zhí)行某個(gè)計(jì)算功能。
最近，已有一些程序采用分布式的方法執(zhí)行某一單一計(jì)算功能所需的多個(gè)實(shí)際計(jì)算任務(wù)。以該類型的數(shù)據(jù)庫程序?yàn)槔?，?shù)據(jù)庫存放在服務(wù)器的大容量存貯介質(zhì)上；如果某用戶想要執(zhí)行一次數(shù)據(jù)庫查詢，存在于該用戶的個(gè)人機(jī)上的數(shù)據(jù)庫管理程序的一部分就將產(chǎn)生一個(gè)查詢請(qǐng)求，并傳送給服務(wù)器。而處于服務(wù)器上的該數(shù)據(jù)管理程序的另一部分將執(zhí)行查詢處理，例如對(duì)查詢請(qǐng)求語法分析、確定該請(qǐng)求所指定的數(shù)據(jù)在其大容量存貯介質(zhì)上的位置、訪問這些數(shù)據(jù)并將結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)回給請(qǐng)求者個(gè)人計(jì)算機(jī)。其后再由處在個(gè)人機(jī)上的數(shù)據(jù)庫管理程序部分接著處理來自服務(wù)器的數(shù)據(jù)，例如將數(shù)據(jù)格式化，再在屏幕上顯示或在打即機(jī)上打即。當(dāng)服務(wù)器忙于處理查詢請(qǐng)求時(shí)，該個(gè)人機(jī)可以自由地執(zhí)行其他處理工作，而當(dāng)該個(gè)人機(jī)正在產(chǎn)生查詢請(qǐng)求或者處理來自于服務(wù)器的結(jié)果數(shù)據(jù)時(shí)，服務(wù)器又可以自由地處理其他個(gè)人機(jī)的查詢請(qǐng)求。
其他類型的程序也遵從這種稱為客戶-服務(wù)器計(jì)算的分布式計(jì)算方式。由個(gè)人機(jī)和服務(wù)器合作執(zhí)行處理任務(wù)，提高了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的總體效率。這種客戶-服務(wù)器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程(程序)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)可以稱為分布式計(jì)算系統(tǒng)，因?yàn)?系統(tǒng)中)多臺(tái)計(jì)算機(jī)(服務(wù)器和/或相關(guān)的外圍計(jì)算機(jī))合作執(zhí)行計(jì)算任務(wù)，例如數(shù)據(jù)庫管理。
最近，提出了一種廣播式多媒體程序，更具體地說是交互式電視(TV)程序。交互式TV程序允許電視節(jié)目收視者與節(jié)目進(jìn)行交互。在交互式的TV系統(tǒng)中，中央廣播臺(tái)站(TV網(wǎng)、本地TV演播室、電纜系統(tǒng)等)擁有一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)，它類似于服務(wù)器計(jì)算機(jī)，它將產(chǎn)生與交互式電視節(jié)目相關(guān)的信號(hào)，并將它與TV(視頻和音頻)信息一起廣播出去。這些信號(hào)攜帶著代表交互式電視節(jié)目的數(shù)據(jù)，還可能包含命令、可執(zhí)行程序代碼和/或數(shù)據(jù)，用于控制與收視者的“對(duì)話”。各收視者所在之處也有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它對(duì)應(yīng)于客戶計(jì)算機(jī)，將接收來自于中央計(jì)算機(jī)的命令、可執(zhí)行代碼和/或數(shù)據(jù)，執(zhí)行可執(zhí)行代碼，處理所接收到的數(shù)據(jù)、接收來自用戶的輸入并通過TV顯示屏將數(shù)據(jù)展示給用戶。來自用戶的輸入還可以發(fā)送回給廣播臺(tái)站的中央計(jì)算機(jī)，使用戶能夠與交互式TV節(jié)目進(jìn)行交互。
美國專利4,965,825 SIGNAL PROCESSING APPARATUS ANDMETHODS(1990年10月23日授予Harvey等)描述了一種交互式TV系統(tǒng)，其中一個(gè)中央廣播臺(tái)站(的廣播信號(hào))匯集了命令、可執(zhí)行代碼和數(shù)據(jù)(例如電視信號(hào)的場消隱)，由收視者所在場所的計(jì)算機(jī)接收。收視者所在處的計(jì)算機(jī)取出命令、可執(zhí)行代碼和數(shù)據(jù)并執(zhí)行該代碼以處理該數(shù)據(jù)，與用戶交互。收視者計(jì)算機(jī)加入交互式TV節(jié)目并由中央臺(tái)站控制，以這一點(diǎn)來看，這樣的系統(tǒng)與前述分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程(程序)執(zhí)行功能類似。
在上述所有系統(tǒng)中，中央計(jì)算機(jī)控制通過網(wǎng)絡(luò)與其連接的外圍計(jì)算機(jī)或者響應(yīng)來自它們的請(qǐng)求。亦即，外圍計(jì)算機(jī)(個(gè)人計(jì)算機(jī))請(qǐng)求另一臺(tái)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程執(zhí)行一個(gè)程序，從另一臺(tái)計(jì)算機(jī)請(qǐng)求一個(gè)文件或消息，或者向另一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)查詢請(qǐng)求。另一臺(tái)計(jì)算機(jī)僅當(dāng)在響應(yīng)請(qǐng)求時(shí)才給予回答，例如遠(yuǎn)程執(zhí)行，所請(qǐng)求的文件、消息或要讀取的數(shù)據(jù)。另外，外圍計(jì)算機(jī)通常需要具備執(zhí)行所期望的程序全部或幾乎全部的所有必要資源，而服務(wù)器僅起數(shù)據(jù)存貯作用或者至多分擔(dān)計(jì)算任務(wù)的一部分。
在這里，發(fā)明人提出了一種分布式計(jì)算系統(tǒng)，系統(tǒng)中有一臺(tái)服務(wù)器計(jì)算機(jī)不斷地產(chǎn)生數(shù)據(jù)流。該數(shù)據(jù)流充當(dāng)接受這個(gè)數(shù)據(jù)流的計(jì)算機(jī)的大容量存貯設(shè)備。該數(shù)據(jù)流中包含一個(gè)又一個(gè)的代表著客戶計(jì)算機(jī)可能參與的分布式計(jì)算應(yīng)用的數(shù)據(jù)，亦即可執(zhí)行代碼及有關(guān)數(shù)據(jù)。從服務(wù)器到客戶的數(shù)據(jù)流傳輸由包含高速、單向的通信路徑的傳輸機(jī)制來完成。客戶機(jī)則接收該數(shù)據(jù)流，從中取出分布式計(jì)算的表示數(shù)據(jù)并執(zhí)行該分布式計(jì)算應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明的原理，該分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由包含一個(gè)個(gè)的表示分布式計(jì)算應(yīng)用的數(shù)據(jù)的連續(xù)的數(shù)據(jù)流源，和客戶計(jì)算機(jī)構(gòu)成?？蛻魴C(jī)接收前述數(shù)據(jù)流，從中取出分布式計(jì)算應(yīng)用的表示數(shù)據(jù)并執(zhí)行這個(gè)取出的分布式計(jì)算應(yīng)用。
在根據(jù)本發(fā)明的分布式計(jì)算系統(tǒng)中，客戶計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不必具備執(zhí)行整個(gè)程序所需的全部資源，具體地說是主存和大容量存貯介質(zhì)。相反，因?yàn)榍笆鰯?shù)據(jù)流已提供了大容量存貯設(shè)備的功能，客戶機(jī)根本不需要大容量存貯介質(zhì)，而且由于僅是當(dāng)前正在執(zhí)行的程序的一部分需要裝入主存，所以主存的要求也是很低的。當(dāng)目前的(程序)部分執(zhí)行完成時(shí)，它所占用的主存空間就被釋放，然后可以從數(shù)據(jù)流中取出下一個(gè)待執(zhí)行的(程序)部分，將其裝入主存再開始執(zhí)行之。
另外，根據(jù)本發(fā)明的分布式計(jì)算系統(tǒng)允許客戶計(jì)算機(jī)用戶可選地參與分布式計(jì)算任務(wù)。若希望參與，客戶計(jì)算機(jī)就取出表示分布式計(jì)算應(yīng)用的數(shù)據(jù)并執(zhí)行該分布式計(jì)算應(yīng)用(如前所述)。若不參與，(客戶機(jī))則忽略數(shù)據(jù)流，只執(zhí)行用戶所要做的處理，或者什么處理也不做。這樣的分布式計(jì)算系統(tǒng)還允許各參與者客戶計(jì)算機(jī)在任何時(shí)刻加入分布式計(jì)算工作，并且以其固有的執(zhí)行其計(jì)算任務(wù)的速度進(jìn)行執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明的分布式計(jì)算系統(tǒng)特別適合于交互式TV應(yīng)用，因?yàn)樗试S收視者在任意時(shí)刻轉(zhuǎn)換頻道收視某個(gè)交互式TV頻道，在需要時(shí)參與交互(或根本不參與)，并且允許所有的收視者以各自不同的步調(diào)行進(jìn)。這在以下環(huán)境中尤其有價(jià)值一是商業(yè)交互式電視臺(tái)將其可執(zhí)行代碼及相關(guān)數(shù)據(jù)在交互式節(jié)目中播出，二是當(dāng)收視者希望切換頻道時(shí)。
插圖簡介在所附插圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種分布式計(jì)算系統(tǒng)的模塊圖；圖2是圖1中的服務(wù)器計(jì)算機(jī)的模塊構(gòu)成圖；圖3是一張時(shí)序圖，其中說明了圖1所示的分布式計(jì)算系統(tǒng)中的服務(wù)器計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流；圖4是圖1中所示的客戶計(jì)算機(jī)的模塊構(gòu)成圖。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種分布式計(jì)算系統(tǒng)的模塊構(gòu)成圖。如圖1所示，一臺(tái)服務(wù)器計(jì)算機(jī)10，它可含有一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過傳輸機(jī)制30與多臺(tái)客戶計(jì)算機(jī)20耦合。服務(wù)器計(jì)算機(jī)10可以與三臺(tái)以上的圖1所示的客戶計(jì)算機(jī)20耦合，而且各客戶計(jì)算機(jī)20可分散在廣闊的地理位置?？蛻粲?jì)算機(jī)22雙向耦合至本地計(jì)算機(jī)40、輔助數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)50和中央處理設(shè)施60上。該中央處理設(shè)施與服務(wù)器計(jì)算機(jī)雙向耦合。該中央處理設(shè)施60也可以與圖1所示的服務(wù)器計(jì)算機(jī)10之外的其它設(shè)施相連。本地計(jì)算機(jī)40又雙向耦合至大容量存貯設(shè)備70?？蛻粲?jì)算機(jī)22通過在顯示屏或其他輸出設(shè)備(未畫出)上向用戶80提供信息。以及經(jīng)由鍵盤或其它輸入設(shè)備(亦未畫出)接收來自用戶的信息來實(shí)現(xiàn)與用戶的交互。
客戶計(jì)算機(jī)24和26也可與其它的用戶交互(為簡化插圖未畫出)。另外，客戶計(jì)算機(jī)24和26雙向耦合至中央處理設(shè)施60。然而這些鏈路是可選的。對(duì)于任何客戶計(jì)算機(jī)20的要求僅限于與用戶交互的途徑以及在傳輸機(jī)制30的連接。到達(dá)本地計(jì)算機(jī)、輔助數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和中央處理設(shè)施60的各條鏈路都是可選的，不是每臺(tái)客戶計(jì)算機(jī)20都必須具備。
傳輸機(jī)制30包有一單向的高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)鏈路，例如從服務(wù)器70至客戶計(jì)算機(jī)20的光纖或數(shù)字衛(wèi)星鏈路。
該數(shù)據(jù)可以經(jīng)由分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)在傳輸系統(tǒng)30上傳送。在這樣的系統(tǒng)中，由包含了表示分組中的數(shù)據(jù)類型的標(biāo)識(shí)信息、實(shí)際數(shù)據(jù)以及其他內(nèi)容的數(shù)據(jù)分組構(gòu)成的分組流通過該數(shù)據(jù)鏈路傳送。這樣的分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)允許多個(gè)分別由其分組中的標(biāo)識(shí)信息標(biāo)識(shí)的相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)流在同一分組流中分時(shí)復(fù)用。
另外，也可能通過復(fù)用傳輸機(jī)制30的構(gòu)成成分之一的同一物理介質(zhì)(光纖或衛(wèi)星射頻鏈路)，形成多個(gè)分組數(shù)據(jù)流通道。例如，不同的數(shù)據(jù)流可以使用不同頻率的載波進(jìn)行調(diào)制，而這些調(diào)制后的載波又可以經(jīng)由衛(wèi)星鏈路上各自的轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)送。再者，如果其轉(zhuǎn)發(fā)器具有足夠的容量，也可能通過分時(shí)復(fù)用在同一調(diào)制后的載波上發(fā)送多路數(shù)據(jù)流。
各客戶計(jì)算機(jī)20分別擁有一數(shù)據(jù)接收器，用于選擇在傳輸機(jī)制30上傳送的某個(gè)分組流、接收所選分組流并從中取出數(shù)據(jù)。在前述例子中，該數(shù)據(jù)接收器可能含有可調(diào)的解調(diào)器，用于接收來自衛(wèi)星鏈路的不同的調(diào)制信號(hào)。另外，該數(shù)據(jù)接收器還可以含有用于對(duì)由調(diào)制載波所載的不同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行時(shí)分多路解調(diào)的電路。
運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，服務(wù)器10為客戶計(jì)算機(jī)20產(chǎn)生分組流形式的數(shù)據(jù)流。服務(wù)器10不斷向該數(shù)據(jù)流插入分組或后繼分組，這些分組含有表示分布式計(jì)算應(yīng)用的數(shù)據(jù)，其中至少包括一個(gè)可執(zhí)行代碼模塊。該代碼模塊含有用于客戶計(jì)算機(jī)20的可執(zhí)行代碼。例如，客戶計(jì)算機(jī)22的數(shù)據(jù)接收器不斷監(jiān)視傳輸機(jī)制30上的數(shù)據(jù)流的分組。當(dāng)該數(shù)據(jù)中存在這樣的分組，其標(biāo)識(shí)信息表明該分組含有客戶計(jì)算機(jī)22所需的代碼模塊(或代碼模塊的一部分)時(shí)，客戶機(jī)22將檢測到這些分組，并從分組中取出代碼模塊(或代碼模塊的一部分)并將它裝入主存。若代碼模塊接收完畢，客戶機(jī)22就將開始執(zhí)行該代碼。
可以將多個(gè)代碼模塊放入連續(xù)數(shù)據(jù)流中，其中每個(gè)模塊含有同一分布式計(jì)算應(yīng)用的不同部分。例如，有可能采用這樣一種方式將分布式計(jì)算應(yīng)用分割成多個(gè)部分，即每次只須執(zhí)行一個(gè)部分。該分布式計(jì)算應(yīng)用的當(dāng)前需要執(zhí)行的部分被裝入客戶計(jì)算機(jī)22的主存。當(dāng)前部分執(zhí)行完畢后，剛從數(shù)據(jù)流中取出該分布式計(jì)算應(yīng)用的后繼部分的可執(zhí)行代碼的代碼模塊，裝入主存并執(zhí)行。各部份僅當(dāng)需要時(shí)才從數(shù)據(jù)流中取出。若客戶計(jì)算機(jī)22帶有足夠的內(nèi)存，也可以同時(shí)裝入多個(gè)代碼模塊并在它們之間切換，而不必從數(shù)據(jù)流中讀取。但這并不是必須的。以這種方式構(gòu)造分布式計(jì)算應(yīng)用，客戶計(jì)算機(jī)22所需的內(nèi)存量可以減少。
服務(wù)器10也可以在數(shù)據(jù)流中加入一個(gè)或多個(gè)含有一個(gè)或多于一個(gè)數(shù)據(jù)模塊的分組。這些數(shù)據(jù)模塊含有由代碼模塊中的可執(zhí)行代碼所處理的數(shù)據(jù)。在執(zhí)行來自于先前取出的代碼模塊中的代碼之前或之中，客戶機(jī)22可以請(qǐng)求訪問這些數(shù)據(jù)模塊之中的數(shù)據(jù)。若然，客戶計(jì)算機(jī)22就將監(jiān)視該數(shù)據(jù)流以取得所需的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)模塊。當(dāng)含有這些數(shù)據(jù)模塊(或數(shù)據(jù)模塊的部分)的分組出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流中時(shí)，就取出它們，并將其內(nèi)容裝入客戶計(jì)算機(jī)22的主存。所有的數(shù)據(jù)模塊接收完畢后；客戶機(jī)22開始或者繼續(xù)執(zhí)行來自于代碼模塊的代碼，對(duì)來自于所接收到的一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)模塊中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。象代碼模塊一樣，如果客戶計(jì)算機(jī)22帶有足夠的存貯器，可以將多于一個(gè)的數(shù)據(jù)模塊裝入內(nèi)存。
服務(wù)器10可以更進(jìn)一步地把目前包含在數(shù)據(jù)流中的代碼和數(shù)據(jù)模塊的目錄信息的一個(gè)或多個(gè)分組反復(fù)加入數(shù)據(jù)流。該目錄含有關(guān)于出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流中的所有代碼和數(shù)據(jù)模塊的列表，以及關(guān)于這些模塊的信息。若數(shù)據(jù)流中有目錄存在，那么客戶計(jì)算機(jī)22在從該數(shù)據(jù)流中取出任何代碼或數(shù)據(jù)模塊之前要先監(jiān)視該數(shù)據(jù)流以找到目錄。當(dāng)數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)含有目錄(或部分目錄)的分組時(shí)，取出它們，并將其數(shù)據(jù)裝入客戶計(jì)算機(jī)22的主存中。目錄全部接收完畢后，客戶機(jī)22整理目錄中的各項(xiàng)，再按如前所述從數(shù)據(jù)流中取得第一個(gè)代碼及/或數(shù)據(jù)模塊并開始執(zhí)行。
任何一臺(tái)客戶計(jì)算機(jī)20可以在任何時(shí)刻加入由分組流所表示的分布式計(jì)算應(yīng)用，并且可以各自的速度運(yùn)行，通常這些都決定于用戶80(的輸入)。為此，服務(wù)器10反復(fù)將目錄和所有的、客戶計(jì)算機(jī)20可能請(qǐng)求執(zhí)行的分布式計(jì)算功能的部分的代碼和數(shù)據(jù)模塊放入傳輸機(jī)制30上的數(shù)據(jù)流?？蛻粲?jì)算機(jī)20中的某臺(tái)計(jì)算機(jī)任何時(shí)候加入分布式計(jì)算功能時(shí)，它都首先監(jiān)視傳輸機(jī)制30上的新選擇的分組流等待目錄模塊，取出它并如前所述進(jìn)行處理。在執(zhí)行期間，客戶機(jī)20中的某臺(tái)計(jì)算機(jī)任意時(shí)刻需要新的代碼和/或數(shù)據(jù)模塊時(shí)，它都監(jiān)視傳輸機(jī)30上的數(shù)據(jù)流，等待所需的新代碼和/或數(shù)據(jù)模塊，取出它，若是代碼模塊則按前述那樣執(zhí)行，若是數(shù)據(jù)模塊則如前述那樣處理。
分組裝置流中也可含有輔助數(shù)據(jù)分組。該數(shù)據(jù)對(duì)于客戶計(jì)算機(jī)22執(zhí)行代碼來說不是必須的，但它也可能與其有關(guān)。這是因?yàn)橛脩?0可能基于所接收到的輔助數(shù)據(jù)與在客戶機(jī)22上執(zhí)行的程序發(fā)生交互?？蛻粲?jì)算機(jī)22中的數(shù)據(jù)流接收器識(shí)別傳輸機(jī)制30上的數(shù)據(jù)流中的輔助數(shù)據(jù)分組，并將它們直接傳遞給輔助數(shù)據(jù)處理器50。輔助數(shù)據(jù)處理器50獨(dú)立于客戶計(jì)算機(jī)22處理其分組。若輔助數(shù)據(jù)必須呈現(xiàn)給用戶80，輔助數(shù)據(jù)處理器50可能在它自己的顯示設(shè)備(未畫出)顯示，該顯示器可以與客戶計(jì)算機(jī)22共享；或者在與客戶計(jì)算機(jī)22相連的顯示設(shè)備(未畫出)(該顯示設(shè)備可與輔助數(shù)據(jù)處理器50所共享)上顯示以給用戶80提供單一的信息顯示。輔助數(shù)據(jù)處理器50可以與其他展示部件(未畫出)連接，但這與數(shù)據(jù)類型有關(guān)。
對(duì)于交互式TV系統(tǒng)，輔助數(shù)據(jù)包括基本電視信號(hào)的視頻和音頻部分。例如，該輔助數(shù)據(jù)可包含含有代表了電視圖象的MPEG或類似MPEG的編碼數(shù)據(jù)的視頻分組，以及含有數(shù)字編碼的音頻數(shù)據(jù)的音頻分組。而且，可以有多個(gè)不同的音頻分組流以提供用于立體聲、第二音頻節(jié)目(Second audio program SAP)或多語言能力的多個(gè)音頻通道。對(duì)于這種系統(tǒng)中的輔助數(shù)據(jù)處理器50，那些視頻分組可提供給能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)的MPEG(或類似的)解碼器(未畫出)，而標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)又可以提供給電視接收器或視頻監(jiān)視器(未畫出)。那些音頻分組則提供給能為電視接收器或揚(yáng)聲器(未畫出)提供標(biāo)準(zhǔn)音頻信號(hào)的已知音頻解碼器(未畫出)。
在這樣的交互式TV系統(tǒng)中，作為對(duì)執(zhí)行可執(zhí)行代碼模塊的響應(yīng)，客戶計(jì)算機(jī)22可以產(chǎn)生圖形顯示以向用戶80提供信息。這些圖形顯示可以按已知的方式與來自于MPEG解碼器的標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)結(jié)合，而且該混合的圖象顯示在電視接收器或視頻監(jiān)視器上?？蛻粲?jì)算機(jī)22還可以產(chǎn)生聲音以向收視者提供其他信息。所產(chǎn)生的聲音可以按已知的方式與來自于音頻解碼器的標(biāo)準(zhǔn)音頻信號(hào)結(jié)合，并且通過電視接收器或揚(yáng)聲器輸出。
另外，時(shí)間編碼數(shù)據(jù)也可以包括在電視輔助分組數(shù)據(jù)流與表示交互式TV應(yīng)用的分組數(shù)據(jù)流的任何一個(gè)或同時(shí)在兩者中。這樣就使得客戶計(jì)算機(jī)22所產(chǎn)生的任何圖形圖象或聲音可以與來自于輔助數(shù)據(jù)的電視信號(hào)同步。在這種情況下，客戶計(jì)算機(jī)22就可以訪問該時(shí)間代碼數(shù)據(jù)，并根據(jù)該時(shí)間代碼數(shù)據(jù)，控制圖形圖象和/或聲音在希望的時(shí)刻產(chǎn)生。
在這種交互式TV系統(tǒng)中，客戶計(jì)算機(jī)22和輔助數(shù)據(jù)處理器50都可以包括在單一設(shè)備中，例如電視接收器或電視set-top解碼盒中。電視接收器或解碼盒將包含連接至本地計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備的連接器。
用戶80向正在客戶機(jī)22上運(yùn)行的程序提供輸入。服務(wù)器10可能需要這些輸入數(shù)據(jù)以調(diào)整該分布式計(jì)算功能。例如在交互式TV系統(tǒng)中，用戶80可能通過手持遙控部件向客戶計(jì)算機(jī)提供輸入。
用戶數(shù)據(jù)經(jīng)由中央處理設(shè)施60傳送到服務(wù)器計(jì)算機(jī)10。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)可以通過調(diào)制解調(diào)器經(jīng)由電話系統(tǒng)(在此充當(dāng)中央處理設(shè)施60)從客戶計(jì)算機(jī)20傳送到服務(wù)器計(jì)算機(jī)10。服務(wù)器10在執(zhí)行其分布式計(jì)算功能部分期間將接收并處理來自于客戶計(jì)算機(jī)20的數(shù)據(jù)。
服務(wù)器計(jì)算機(jī)10可以根據(jù)所接收到的數(shù)據(jù)，按下述方式在傳輸機(jī)制30上的數(shù)據(jù)流中產(chǎn)生新的、或修改現(xiàn)有的代碼和/或數(shù)據(jù)模塊。抑或，服務(wù)器計(jì)算機(jī)10也可以通過中央處理設(shè)施60立即向客戶計(jì)算機(jī)20返回信息。在所有參與該分布式計(jì)算功能的客戶計(jì)算機(jī)20都要處理新產(chǎn)生的代碼和/或數(shù)據(jù)模塊中的信息，而從服務(wù)器計(jì)算機(jī)10經(jīng)由中央處理設(shè)施60送達(dá)客戶計(jì)算機(jī)20的信息僅與特定的作為信息目的的地的客戶計(jì)算機(jī)(22，24，26)有關(guān)。
作為另一實(shí)施例，中央處理設(shè)施60可以含有自己的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)通過調(diào)制解調(diào)器經(jīng)由電話系統(tǒng)分別與客戶計(jì)算機(jī)20和服務(wù)器計(jì)算機(jī)10相連。在上述兩種實(shí)施例中，中央處理設(shè)施60都是通過電話系統(tǒng)提供訪問其他計(jì)算機(jī)或別的處理設(shè)施(未畫出)的途徑。這樣，若客戶計(jì)算機(jī)20或服務(wù)器計(jì)算機(jī)在執(zhí)行分布式計(jì)算功能時(shí)需要來自其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的信息，它們就可以通過調(diào)制解調(diào)器經(jīng)由電話系統(tǒng)訪問那些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
客戶計(jì)算機(jī)22上的輸入/輸出(I/O)端口耦合至本地計(jì)算機(jī)40的相應(yīng)端口。本地計(jì)算機(jī)40與客戶計(jì)算機(jī)22同處一地。本地計(jì)算機(jī)40可以是由客戶計(jì)算機(jī)22的用戶使用的個(gè)人計(jì)算機(jī)、或者是大型計(jì)算機(jī)，或者是與客戶計(jì)算機(jī)22同處一地的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。這就使得客戶計(jì)算機(jī)22可以訪問個(gè)人計(jì)算機(jī)或者與客戶計(jì)算機(jī)22同處一地的計(jì)算機(jī)網(wǎng)上的大容量存貯器70上的數(shù)據(jù)。另外，客戶計(jì)算機(jī)22可以利用本地計(jì)算機(jī)40的大容量存貯器70來存貯以后要讀取的數(shù)據(jù)。本地計(jì)算機(jī)40很可能帶有計(jì)算機(jī)監(jiān)視器之類的輸出設(shè)備(未畫出)和計(jì)算機(jī)鍵盤之類的輸入設(shè)備(亦未畫出)。這兩者都可以如前述那樣與客戶計(jì)算機(jī)22和/或輔助數(shù)據(jù)處理器50共享。
例如，圖1所示的分布式計(jì)算系統(tǒng)可以是某個(gè)大范圍的公司計(jì)算系統(tǒng)的一部分，而服務(wù)器10則可以處于該公司的中心位置?？蛻粲?jì)算機(jī)22可以處于遠(yuǎn)程地區(qū)，本地計(jì)算機(jī)40則可以與該處的個(gè)人計(jì)算機(jī)網(wǎng)連接。該處的職員也許會(huì)在該網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器上存貯共享數(shù)據(jù)(例如財(cái)政信息)。而分布式計(jì)算功能則可以包括從遠(yuǎn)程客戶計(jì)算機(jī)收集、處理當(dāng)?shù)刎?cái)政信息，并向客戶計(jì)算機(jī)返回總體財(cái)政結(jié)果信息。在這樣的應(yīng)用中，運(yùn)行于客戶計(jì)算機(jī)22上的可執(zhí)行代碼通過I/O端口訪問本地計(jì)算機(jī)40的數(shù)據(jù)(或者來自于連接的大容量存貯器70或者是通過網(wǎng)絡(luò))，并通過中央處理設(shè)施60將數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器計(jì)算機(jī)10。服務(wù)器計(jì)算機(jī)10繼續(xù)其基于從客戶計(jì)算機(jī)22(和其他客戶計(jì)算機(jī)20)處接受到的信息的處理，并將處理結(jié)果經(jīng)由中央處理設(shè)施60或傳輸機(jī)制30上的數(shù)據(jù)流返回給客戶計(jì)算機(jī)20。
作為另一個(gè)例子，該分布式計(jì)算系統(tǒng)可以是廣播家庭購物節(jié)目的交互式電視系統(tǒng)，這種節(jié)目也作為一種分布式計(jì)算應(yīng)用。在這種情形下，輔助數(shù)據(jù)則背載著電視信號(hào)的視頻和音頻部分，它們可以顯示和描述供售物品；也可以現(xiàn)場演員以及由中央演播室產(chǎn)生的疊加圖形。構(gòu)成該交互式電視應(yīng)用的代碼和數(shù)據(jù)模塊可以包含待售產(chǎn)品的有關(guān)數(shù)據(jù)，以及用于以下述方式與用戶交互的可執(zhí)行代碼。
當(dāng)某收視者想要訂購某物品時(shí)，可以按壓TV遙控器上的一個(gè)按鈕。該按鈕信號(hào)會(huì)通知客戶計(jì)算機(jī)22顯示一系列必要的命令和菜單，用來引出發(fā)送訂單的必要信息，例如物品編號(hào)，收視者的名字和地址、付款方法以及信用卡號(hào)(若需要)等等。這些指令是在客戶計(jì)算機(jī)中產(chǎn)生并疊加于電視視頻圖像上的圖形。計(jì)算機(jī)也可以產(chǎn)生聲音并以大容量或替換電視音頻的方式結(jié)合進(jìn)電視音頻。收視者則通過TV遙控器提供所需的信息以響應(yīng)那些指令。當(dāng)那些在屏幕上顯示或/和聲音指令所要求的信息已由用戶輸入后，這些信息將經(jīng)由客戶機(jī)的調(diào)制解調(diào)器發(fā)送至中央計(jì)算機(jī)。此后中央計(jì)算機(jī)也可以反向傳送訂單確認(rèn)信息。
有關(guān)收視者的永久信息(即姓名、地址、付款方式及信用卡號(hào))也可以由收視者一次性預(yù)先輸入，所以在發(fā)出訂單時(shí)就不必每次請(qǐng)求這些信息。這些信息存貯在客戶計(jì)算機(jī)的永久存貯器中。這樣，當(dāng)投放訂單時(shí)，就從永久存貯器中取出這些信息，再添加物品編號(hào)并發(fā)送給中央計(jì)算機(jī)。而且，還可能通過插入在數(shù)據(jù)流中的時(shí)間編碼或其他命令，讓客戶計(jì)算機(jī)知道那些物品目前有售。這樣，收視者就可以通過簡單地在電視遙控的按鈕上按一下就完成了訂購(操作)。作為響應(yīng)，客戶計(jì)算機(jī)可以把先前接收到的有關(guān)在售物品的信息與預(yù)先存貯的有關(guān)收視者的個(gè)人信息結(jié)合起來，向中央計(jì)算機(jī)發(fā)送訂單并接收返回的確認(rèn)。
由于有關(guān)家庭購物節(jié)目的代碼和數(shù)據(jù)模塊反復(fù)在數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)，收視者可在任何時(shí)間調(diào)入該節(jié)目并與其交互。類似地，用戶不是必須交互式地參與其中而是可以不理睬節(jié)目中的交互部分。
客戶計(jì)算機(jī)22也可以從本地計(jì)算機(jī)40接收控制信息。例如，使用本地計(jì)算機(jī)40的用戶80可以經(jīng)由I/O端口控制客戶計(jì)算機(jī)22選擇傳輸機(jī)制30上的數(shù)據(jù)流之一，處理數(shù)據(jù)流中當(dāng)前廣播的節(jié)目，并通過連接至本地計(jì)算機(jī)40的輸入和輸出設(shè)備(未畫出)與用戶80交互。
另一種可能性是，用戶80可以讓客戶計(jì)算機(jī)22不是通過傳輸機(jī)制30上的數(shù)據(jù)流而是經(jīng)由中央處理設(shè)施60訪問服務(wù)器計(jì)算機(jī)10，通過該雙向鏈路接收代碼和數(shù)據(jù)模塊。
圖2是圖1中所示的服務(wù)器計(jì)算機(jī)10的模塊圖。在圖2中，分布式計(jì)算應(yīng)用代碼和數(shù)據(jù)源101包含了應(yīng)用程序編譯器和軟件管理模塊(未畫出)，并且有一輸出端耦合至流構(gòu)造器(flow builder)102的輸入端。流構(gòu)造器102的輸出端又耦合至傳輸打包器(transportpacketizer)104的輸入端。傳輸打包器104的輸出端繼而耦合至分組多路復(fù)用器106的第一輸入端。分組多路復(fù)用器106的輸出端再耦合至傳輸多路復(fù)用器110的輸入端。傳輸多路復(fù)用器110的輸出端耦合至構(gòu)成傳輸機(jī)制30(圖1)的物理介質(zhì)。分組多路復(fù)用器106的第二輸入端耦合至輔助數(shù)據(jù)分組源107。時(shí)鐘107的各輸出端分別耦合至傳輸打包器107和輔助數(shù)據(jù)源107的相應(yīng)輸入端。數(shù)據(jù)收發(fā)器103有兩個(gè)雙向端口，第一雙向端口耦合至中央處理設(shè)施60(圖1)，第二雙向端口耦合至應(yīng)用代碼和數(shù)據(jù)源101。
應(yīng)用代碼和數(shù)據(jù)源101、流構(gòu)造端102、傳輸打包器104、輔助數(shù)據(jù)源107、時(shí)鐘109和分組多路復(fù)用器106結(jié)合起來就形成了傳輸機(jī)制的通道源(channel source)108，如虛線框所示。含有與通道源108類似組件的其他通道源(未在圖1中畫出)由另一個(gè)虛線框108a表示。別的通道源(108a)具有連接至傳輸多路復(fù)用器110的其他輸入端的輸出端，而且也可以具有通過數(shù)據(jù)收發(fā)器耦合至中央處理設(shè)施的輸入端。
至于運(yùn)行機(jī)制，表示了分布式計(jì)算應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)，以及與在傳輸機(jī)制30上發(fā)送該程序的有關(guān)數(shù)據(jù)由應(yīng)用源101提供給流構(gòu)造器102。這些數(shù)據(jù)可以以含有表示了代碼和數(shù)據(jù)模塊的文件形式，或以提供如何構(gòu)造代碼和數(shù)據(jù)模塊的腳本(scripts)的形式或者其他形式提供。代碼和數(shù)據(jù)模塊可以不變也可能動(dòng)態(tài)地變化，這要根據(jù)經(jīng)由中央計(jì)算設(shè)施60和/或其它途徑從客戶計(jì)算機(jī)收到的輸入來確定。可執(zhí)行代碼及有關(guān)數(shù)據(jù)文件可根據(jù)應(yīng)用程序員所用的編程語言按已知的方式通過編譯器、解釋器或匯編器來產(chǎn)生。由關(guān)模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)文件含有以下信息需要加入數(shù)據(jù)流的目錄、代碼和數(shù)據(jù)模塊的反復(fù)發(fā)送頻率；客戶計(jì)算機(jī)存貯各模塊并完成整個(gè)應(yīng)用程序執(zhí)行所需的主存大小。若是代碼模塊還有該模塊的優(yōu)先級(jí)信息。
流構(gòu)造器102處理來自應(yīng)用源1O1的數(shù)據(jù)。作為(對(duì)輸入數(shù)據(jù)的)響應(yīng)，流構(gòu)造器102將構(gòu)造一個(gè)反映應(yīng)用程序總體圖的目錄模塊。目錄模塊中的信息包括反復(fù)在數(shù)據(jù)流中發(fā)送的所有代碼和數(shù)據(jù)模塊的標(biāo)識(shí)，這些模塊的大小及其它相關(guān)信息。然后可通過處理這些應(yīng)用程序表示數(shù)據(jù)來產(chǎn)生代碼和數(shù)據(jù)模塊。照此產(chǎn)生的目錄、代碼和數(shù)據(jù)模塊再通過附上模塊頭、檢和/或糾錯(cuò)碼進(jìn)行格式化，同時(shí)還將產(chǎn)生發(fā)送時(shí)間表。完成所有這些處理后，就將按先前產(chǎn)生的時(shí)間表將這些表示目錄模塊、代碼和數(shù)據(jù)模塊的數(shù)據(jù)一次次地呈交給傳輸打包器104。
當(dāng)流構(gòu)造器102把目錄模塊、代碼及數(shù)據(jù)模塊提交給傳輸打包器104時(shí)，傳輸打包器104將產(chǎn)生表示這些模塊的分組流。每個(gè)分組具有預(yù)定的固定長度，它是通過將來自流構(gòu)造器的數(shù)據(jù)流分割成位組并給各位組加上含有分組數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)信息的分組頭以及檢/糾錯(cuò)碼等信息后形成的，這種分割的目的就是使各分組都有相同的預(yù)定長度。(若來自流構(gòu)造器的數(shù)據(jù)不足于填滿一個(gè)分組，就用無用數(shù)據(jù)填充)。這些分組將與輔助數(shù)據(jù)分組一起以已知的方式在分組多路復(fù)用器106中經(jīng)過分時(shí)多路復(fù)用形成單一的分組流。所產(chǎn)生的分組也可以有可變的長度，這里各分組的分組頭中就要有分組長度信息。另外根據(jù)來自于時(shí)鐘109的數(shù)據(jù)，時(shí)間編碼數(shù)據(jù)分組也要加入數(shù)據(jù)流分組和/或輔助數(shù)據(jù)分組中。
來自于所有通道源(108，108a)的分組流將通過多路復(fù)用形式經(jīng)由傳輸機(jī)制30發(fā)送的一個(gè)單一傳送通道。如前所述，各分組流可以進(jìn)行分頻復(fù)用，每個(gè)分組流用不同頻率的載波進(jìn)行調(diào)制，而全部載波都通過衛(wèi)星鏈路按已知的方式發(fā)送到客戶計(jì)算機(jī)20。另外，若一個(gè)載波通道具有足夠的帶寬，各分組流也可以通過靜態(tài)分時(shí)復(fù)用以已知的方式使用同一載波。例如，有人建議通過分時(shí)復(fù)用同一衛(wèi)星鏈路來載送多達(dá)八道的交互式電視數(shù)據(jù)流。
經(jīng)由中央處理設(shè)施60(圖1)來自于客戶計(jì)算機(jī)20的數(shù)據(jù)，由服務(wù)器計(jì)算機(jī)10通過數(shù)據(jù)收發(fā)器103接收。數(shù)據(jù)收發(fā)器103可以有自己的處理器(未畫出)。若立即有了響應(yīng)，收發(fā)器103的處理器就將把該響應(yīng)經(jīng)由中央處理設(shè)施按次序返回給特定客戶計(jì)算機(jī)(22-26)，一組特定的客戶計(jì)算機(jī)20、或者所有的客戶計(jì)算機(jī)20。如果需要對(duì)所有的客戶計(jì)算機(jī)20給出共同的響應(yīng)，程序員可以通過使用應(yīng)用程序編譯器修改應(yīng)用代碼和數(shù)據(jù)流101中的代碼和數(shù)據(jù)文件來實(shí)現(xiàn)。修改后的文件再由流構(gòu)造器重新處理以產(chǎn)生另一個(gè)流。應(yīng)用源101中的代碼和數(shù)據(jù)文件還有可能在響應(yīng)來自收發(fā)器103的數(shù)據(jù)時(shí)自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)(實(shí)時(shí)地)修改。這樣，當(dāng)接收到來自客戶計(jì)算機(jī)20的數(shù)據(jù)時(shí)，流就會(huì)(自動(dòng))更新。
圖3是圖1所示的分布式計(jì)算系統(tǒng)中服務(wù)器計(jì)算機(jī)10所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流的時(shí)序圖。在圖3中，服務(wù)器計(jì)算機(jī)10同時(shí)產(chǎn)生了多個(gè)分組流32-38。圖中所示的各分組流分別用一水平帶表示，水平帶被分割成占用相同時(shí)間具有相同(數(shù)據(jù))位數(shù)的分組。正如前述，任一分組流中的分組都可依所載送的數(shù)據(jù)量而具有不同的大小。從圖3可以看出，各分組的開始時(shí)間并不同步。雖然可以使這些分組同步，但是沒有這個(gè)必要。在圖3中，載送表示目錄的數(shù)據(jù)的分組指定為DIR，載送表示代碼模塊的數(shù)據(jù)的分組指定為CM，載送表示數(shù)據(jù)模塊的數(shù)據(jù)的分組指定為DM，而載送輔助數(shù)據(jù)的分組指定為AUX。
在最上方的分組序列32中，最左邊的分組CM含有表示代碼模塊的數(shù)據(jù)。其后跟著三個(gè)含有輔助數(shù)據(jù)的分組AUX，它們之后又是另一個(gè)含有表示代碼模塊數(shù)據(jù)的分組塊CM。從分組序列32中可以看出，代碼模塊會(huì)重復(fù)出現(xiàn)。在兩個(gè)重復(fù)出現(xiàn)的代碼模塊分組CM之間可以有更多或更少的(其他)分組。其重復(fù)頻率可由程序員在編制應(yīng)用(程序)時(shí)指定，也可應(yīng)用執(zhí)行期間發(fā)生變化。
在第二個(gè)分別序列34中，最左方的分組含有輔助數(shù)據(jù)AUX。其后的兩個(gè)分組含有某代碼模塊(CM1，CM2)的重復(fù)部分。最后一個(gè)分組含有輔助數(shù)據(jù)AUX。從分組序列34可以看出，若代碼模塊太大不夠裝入一個(gè)分組，則可以使用多個(gè)分組，每個(gè)分組含有代碼模塊的一部分。雖然分組序列34只畫出了兩個(gè)含有代碼模塊的分組(CM1和CM2)；但實(shí)際上可以根據(jù)代碼模塊的大小使用任意多個(gè)分組。帶有代碼模塊的兩個(gè)分組(CM1，CM2)將在分組序列34中重復(fù)出現(xiàn)(未畫出)，正如前述那樣。
在分組序列36中，最左方的分組含有表示代碼模塊(CM)的數(shù)據(jù)。后一分組(DM1)是第一個(gè)含有表示數(shù)據(jù)模塊的數(shù)據(jù)的分組。再后面的一個(gè)分組含有輔助數(shù)據(jù)AUX。最后一個(gè)分組(DM2)是含有表示數(shù)據(jù)模塊數(shù)據(jù)剩余部分的第二個(gè)分組。從分組序列36中可以看出，與代碼模塊(CM)有關(guān)的數(shù)據(jù)模塊(DM1，DM2)也可包含在分組流中。代碼模塊(CM)和數(shù)據(jù)模塊(DM1，DM2)將在分組序列36中重復(fù)出現(xiàn)。代碼模塊(CM)的重復(fù)率可以不同于數(shù)據(jù)模塊(DM1，DM2)，而且兩者都可由應(yīng)用程序員確定并可以在應(yīng)用執(zhí)行的過程中改變。
還可以看出，如果數(shù)據(jù)模塊太大，不能裝入一個(gè)分組，就可以使用多個(gè)分組，每個(gè)分組含有數(shù)據(jù)模塊的一部分。雖然分組序列36中只畫出了兩個(gè)含有數(shù)據(jù)模塊的分組(DM1，DM2)，但實(shí)際上可按數(shù)據(jù)模塊的大小使用任意多個(gè)分組。另外還可看出，多個(gè)載送數(shù)據(jù)模塊的分組不必連續(xù)出現(xiàn)，這些分組中間可以插入其他分組。對(duì)于代碼模塊或目錄模塊也是一樣(未畫出)。
在最下方的分組序列38中，最左邊的分組含有表示目錄的數(shù)據(jù)(DIR)。其后個(gè)分組含有表示代碼模塊的數(shù)據(jù)(CM)；再后面是一個(gè)含有輔助數(shù)據(jù)的分組(AUX)和一個(gè)含有表示數(shù)據(jù)模塊的數(shù)據(jù)的分組(DM)。在分組序列38中可以看出，所有的目錄模塊(DIR)、代碼模塊(CM)和數(shù)據(jù)模塊同在一個(gè)分組流中。這三種模塊的重復(fù)頻率可以各不相同，都可由應(yīng)用程序員指定并可在應(yīng)用執(zhí)行期間發(fā)生改變。
圖4是圖1所示的客戶計(jì)算機(jī)22的模塊圖。在圖4中，傳輸機(jī)制30(圖1)耦合至流選擇器202的輸入端。流選擇器202的輸出端分別耦合至輔助數(shù)據(jù)取出器204及分組數(shù)據(jù)取出器206的輸入端。輔助數(shù)據(jù)取出器204的輸出端耦合至輔助數(shù)據(jù)處理器50(圖1)。分組數(shù)據(jù)取出器的雙向端口耦合至流I/O適配器208的相應(yīng)端口。流I/O適配器208的控制輸出端耦合至流選擇器202的相應(yīng)控制輸入端。結(jié)合流選擇器202、輔助數(shù)據(jù)取出器204和分組數(shù)據(jù)取出器就形成了客戶計(jì)算機(jī)22的數(shù)據(jù)流接收器207，如虛線框所示。
如圖4中的另一虛線框所示，流I/O適配器208是客戶機(jī)22處理單元224的一部分。除此之外處理單元224還包括處理器210、讀/寫存貯器(RAM)212和只讀存貯器(ROM)214，它們都按已知的方式通過系統(tǒng)總線216耦合在一起。額外的輸入輸出設(shè)施由耦合至本地處理器40(圖1)的I/O端口218提供；用戶I/O適配器用于與用戶80通信，調(diào)制解調(diào)器222耦合至中央處理設(shè)施60(圖1)；這些部件也都以已知的方式耦合至系統(tǒng)總線216。還可以將其他適配器(未畫出)掛至系統(tǒng)總線216來為處理單元224提供其他能力。
正如前述，輔助數(shù)據(jù)取出器204，I/O端口218及調(diào)制解調(diào)器222在根據(jù)本發(fā)明的客戶計(jì)算機(jī)20中不是必須的。在圖1和圖4中畫出它們是為了說明可選的附加功能。
至于操作機(jī)制，處理單元224的處理器210讀取永久存貯在ROM214中或暫時(shí)存貯在RAM212中的程序指令，并執(zhí)行所讀取的指令，從ROM212和/或RAM214中讀出數(shù)據(jù)、向RAM212寫數(shù)據(jù)，并且/或者經(jīng)由I/O端口向外部(用戶I/O適配器220，及/求調(diào)制解調(diào)器)提供或從外部接收數(shù)據(jù)。處理器210也可以在程序的控制下從數(shù)據(jù)流中取得代碼和/或數(shù)據(jù)模塊。該數(shù)據(jù)流是通過傳輸機(jī)制30(圖1)向客戶計(jì)算機(jī)22提供的。為了接收該數(shù)據(jù)，處理器210首先命令流I/O適配器208向流選擇器202發(fā)送選擇控制信號(hào)，這一動(dòng)作通常是在向應(yīng)來自用戶I/O適配器220的用戶輸入時(shí)發(fā)生的。接著處理器210向流I/O適配器208發(fā)生對(duì)特定的代碼或數(shù)據(jù)模塊的請(qǐng)求。流I/O適配器208則將該請(qǐng)求遞交給分組數(shù)據(jù)取出器204。
傳輸機(jī)制30(圖1)向流選擇器202提供它所載送的全部分組流(圖3的32-38)，而流選擇器則只讓所選擇的分組流通過。輔助數(shù)據(jù)取出器204監(jiān)視所選擇的分組流，從中取出輔助數(shù)據(jù)分組并將它們直接遞交給輔助數(shù)據(jù)處理器50(圖1)。分組數(shù)據(jù)取出器206也同樣監(jiān)視所選擇的分組流，從中取出流I/O適配器208所請(qǐng)求的目錄、代碼和/或數(shù)據(jù)模塊分組并將它們提交給流I/O適配器208。分組中返回給流I/O適配器208的數(shù)據(jù)提供給RAM212。當(dāng)整個(gè)模塊全部從分組流(可能需要多個(gè)分組，如前所述)中取出后，流I/O適配器208就通知處理器210。其后處理器210就可以繼續(xù)執(zhí)行其程序。
圖1所示的分布式計(jì)算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流與采用先前技術(shù)的系統(tǒng)中的大容量存貯系統(tǒng)類似。在處理器210上執(zhí)行的應(yīng)用程序請(qǐng)求目錄中所列的模塊的方式，在先前技術(shù)系統(tǒng)中程序請(qǐng)求預(yù)先存貯在大容量存貯介質(zhì)上的含有代碼或數(shù)據(jù)模塊的文件的方式相同。數(shù)據(jù)流接收器207類似于大容量存貯設(shè)備，而流I/O 208的工作方式與先前技術(shù)系統(tǒng)中大容量存貯器適配器定位所需數(shù)據(jù)、將數(shù)據(jù)傳送至系統(tǒng)內(nèi)存的預(yù)定區(qū)域(I/O緩沖區(qū))并通知處理器讀取完畢的工作方式類似。然而，流I/O適配器208只能從數(shù)據(jù)流中讀取代碼和數(shù)據(jù)，而不能向數(shù)據(jù)流寫入數(shù)據(jù)。
如前所述，分布式計(jì)算應(yīng)用可被分割成多個(gè)代碼模塊，每個(gè)代碼模塊含有該分布式計(jì)算應(yīng)用不同部分的代碼。當(dāng)需要特定的代碼模塊時(shí)，處理器210就向流I/O適配器請(qǐng)求該代碼模塊。一個(gè)代碼模塊執(zhí)行完畢后，處理器210便向流I/O 208請(qǐng)求下一模塊。由于代碼和數(shù)據(jù)模塊會(huì)在數(shù)據(jù)流中反復(fù)出現(xiàn)，當(dāng)某模塊目前不需要時(shí)就可從RAM中刪去，不必將其保存。以后需要它時(shí)可以再從數(shù)據(jù)流中讀取。當(dāng)然，如果RAM212有足夠的容量，處理器210也可以請(qǐng)求I/O適配器同時(shí)向RAM212加載多個(gè)代碼模塊。若能這樣做，處理器210就可以在各模塊間切換而不必等待流I/O適配器208從數(shù)據(jù)流中取出它們。
如前所述，別的I/O適配器也可以已知的方式耦合至系統(tǒng)總線216。例如，在交互式TV系統(tǒng)中，可把圖形適配器耦合到系統(tǒng)總線216上。圖形適配器響應(yīng)來自處理器210的指令，按已知的方式產(chǎn)生表示圖形圖像的信號(hào)。而且，這些信號(hào)可與交互式TV系統(tǒng)中輔助數(shù)據(jù)處理器50中的視頻解碼器所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)混合。當(dāng)此二者混合時(shí)，結(jié)果信號(hào)所表示的圖像是圖形適配器所產(chǎn)生的圖像疊加在廣播視頻信號(hào)所代表的圖像之上。這兩種圖像表示信號(hào)也可在處理器210的控制下有選擇地混合。
交互式TV系統(tǒng)還可以包含耦合在系統(tǒng)總線216上的音頻適配器。音頻適配器響應(yīng)來自處理器210的指令，按已知的方式產(chǎn)生模擬聲音(computer generated sound)的信號(hào)(如音樂、仿真語言或其他聲音)。而且，這些信號(hào)可與交互式TV系統(tǒng)中輔助數(shù)據(jù)處理器50中的音頻解碼器所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)音頻信號(hào)結(jié)合。當(dāng)此二者結(jié)合時(shí)，結(jié)果信號(hào)代表了音頻適配器與廣播音頻信號(hào)二者所產(chǎn)生的聲音的混合(聲)。這兩種聲音表示信號(hào)的混合也可在處理器210的控制下有選擇地進(jìn)行。
圖形圖像以及聲音表示信號(hào)的產(chǎn)生和輸出時(shí)序可通過從數(shù)據(jù)流中接收到的時(shí)間代碼數(shù)據(jù)來控制。這樣就使得可執(zhí)行代碼模塊將處理器所產(chǎn)生的圖像的顯示及聲音的提供與廣播的視頻和音頻同步。使交互式TV應(yīng)用的運(yùn)行同步的另一種可能的途徑是通過向數(shù)據(jù)流中插入能中斷當(dāng)前正在處理器210上執(zhí)行的代碼的特殊的分組。流I/0208監(jiān)視數(shù)據(jù)流，若發(fā)現(xiàn)那些特殊的分組，就按已知的方式向處理器210發(fā)出中斷(請(qǐng)求)。處理器210通過執(zhí)行中斷服務(wù)例程(ISR)以已知的方式響應(yīng)該中斷。該ISR可用來使交互式TV應(yīng)用同步或用于別的目的。
圖1所示的分布式計(jì)算系統(tǒng)中的客戶計(jì)算機(jī)22不需要有大容量存貯設(shè)備，也不必有大量的RAM212。這種系統(tǒng)降低了客戶計(jì)算機(jī)的代價(jià)，并增強(qiáng)了低價(jià)客戶計(jì)算機(jī)的功能。另外，這種客戶計(jì)算機(jī)能夠可選地參與分布式計(jì)算功能，可以隨時(shí)加入分布式計(jì)算功能(可退出后再返回)，并且可以按自己的速度參與(計(jì)算)。
權(quán)利要求
1.一種分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)不斷包括表示分布式計(jì)算應(yīng)用的數(shù)據(jù)的連續(xù)的數(shù)據(jù)流源，以及客戶計(jì)算機(jī)(20)，它接收(207)該數(shù)據(jù)流，從該數(shù)據(jù)流中取出(206)分布式計(jì)算應(yīng)用的表示數(shù)據(jù)，并且執(zhí)行(224)所取出的分布式計(jì)算應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其更進(jìn)一步的特征在于一種輔助數(shù)據(jù)處理器；其中該數(shù)據(jù)流源所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流還包括輔助數(shù)據(jù)，而且該客戶計(jì)算機(jī)從數(shù)據(jù)流中取出輔助數(shù)據(jù)并提交給輔助數(shù)據(jù)處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)流源以分組序列的形式產(chǎn)生數(shù)據(jù)流；分組序列中的第一個(gè)分組含有表示分布式計(jì)算應(yīng)用的數(shù)據(jù)，以及指明該第一種分組內(nèi)包含有表示分布式計(jì)算應(yīng)用的數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)信息；以及分組序列中的第二個(gè)分組含有輔助數(shù)據(jù)，以及指明該第二個(gè)分組內(nèi)包含有輔助數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于該數(shù)據(jù)流源同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)數(shù)據(jù)流，各數(shù)據(jù)流中分別反復(fù)載送表示不同的分布式計(jì)算應(yīng)用的數(shù)據(jù)；并且客戶計(jì)算機(jī)還含有選擇性地接收多個(gè)數(shù)據(jù)流中的某個(gè)數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)接收器，該數(shù)據(jù)接收器還從所選擇的數(shù)據(jù)流中取出分布式計(jì)算應(yīng)用的表示數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特征在于輔助數(shù)據(jù)處理器；其中數(shù)據(jù)流源所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流中還包括輔助數(shù)據(jù)；并且客戶計(jì)算機(jī)從該數(shù)據(jù)流中取出輔助數(shù)據(jù)并提交給輔助數(shù)據(jù)處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)流源以分組序列的形式產(chǎn)生數(shù)據(jù)流；該分組序列中的第一個(gè)分組含有表示可執(zhí)行代碼模塊的數(shù)據(jù)，以及指明該第一個(gè)分組內(nèi)含有表示可執(zhí)行代碼模塊的數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)信息；該分組序列中的第二個(gè)分組含有數(shù)表示數(shù)據(jù)模塊的數(shù)據(jù)，以及指明該第二個(gè)分組內(nèi)含有表示數(shù)據(jù)模塊的數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)信息；該分組序列中的第三個(gè)分組含有輔助數(shù)據(jù)，以及指明該第三個(gè)分組內(nèi)含有輔助數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于該數(shù)據(jù)流源所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流中還包括含有有關(guān)代碼模塊的信息的目錄模塊；并且客戶計(jì)算機(jī)首先從數(shù)據(jù)流中取出目錄模塊，再根據(jù)所取出的目錄模塊中關(guān)于代碼模塊的信息取出代碼模塊，并執(zhí)行所取出的代碼模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于該數(shù)據(jù)流源以分組序列的形式產(chǎn)生數(shù)據(jù)流；該分組序列中的第一個(gè)分組含有表示可執(zhí)行代碼模塊的數(shù)據(jù)，以及指明該第一個(gè)分組內(nèi)含有表示可執(zhí)行代碼模塊的數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)信息；該分組序列中的第二個(gè)分組含有表示數(shù)據(jù)模塊的數(shù)據(jù)，以及指明該第二個(gè)分組內(nèi)含有表示數(shù)據(jù)模塊的數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)信息；該分組序列中的第三個(gè)分組含有表示目錄模塊的數(shù)據(jù)，以及指明該第三個(gè)分組內(nèi)含有表示目錄模塊的數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)信息；和該分組序列中的第四個(gè)分組含有輔助數(shù)據(jù)，以及指明該第四個(gè)分組內(nèi)含有輔助數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于該數(shù)據(jù)流源所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流中還包含數(shù)據(jù)模塊，以及含有有關(guān)數(shù)據(jù)模塊的信息的目錄模塊；并且客戶計(jì)算機(jī)還要根據(jù)所取出的目錄模塊中有關(guān)數(shù)據(jù)模塊的信息從數(shù)據(jù)流中取出數(shù)據(jù)模塊，并執(zhí)行所取出的代碼模塊來處理所取出的數(shù)據(jù)模塊。
10.在分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一種客戶計(jì)算機(jī)，其特征在于含有一個(gè)用于接收連續(xù)數(shù)據(jù)流的輸入端，該數(shù)據(jù)流反復(fù)包含有表示分布式計(jì)算應(yīng)用的數(shù)據(jù)；一個(gè)耦合至該輸入端的數(shù)據(jù)流接收器(207)，用于接收數(shù)據(jù)流并從中取出(206)分布式計(jì)算應(yīng)用的表示數(shù)據(jù)；以及一個(gè)耦合至該數(shù)據(jù)流接收器的處理單元(224)，用于接收并執(zhí)行(210)分布式計(jì)算應(yīng)用。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的客戶計(jì)算機(jī)，其特征在于該處理單元包括系統(tǒng)總線；耦合至該系統(tǒng)總線的讀/寫存貯器；在數(shù)據(jù)流接收器和系統(tǒng)總線之間進(jìn)行耦合的數(shù)據(jù)流輸入/輸出適配器，用于從數(shù)據(jù)流接收器中接收所取出的分布式計(jì)算應(yīng)用的表示數(shù)據(jù)，并存入讀/寫存貯器；以及耦合至系統(tǒng)總線的處理器，用于執(zhí)行存貯在讀/寫存貯器中的分布式計(jì)算應(yīng)用。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的客戶計(jì)算機(jī)，其特征在于該輸入端接收數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流是由載送分布式計(jì)算應(yīng)用的表示數(shù)據(jù)的分組構(gòu)成的分組序列；以及該數(shù)據(jù)流接收器包括一種耦合至輸入端的分組數(shù)據(jù)取出器，用于取出載有分布式計(jì)算應(yīng)用的表示數(shù)據(jù)的分組。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的客戶計(jì)算機(jī)，其特征在于該數(shù)據(jù)流的分組序列中還包括載送輔助數(shù)據(jù)的分組；該客戶計(jì)算機(jī)還含有輔助數(shù)據(jù)處理器；以及該數(shù)據(jù)流接收器包括耦合至輔助數(shù)據(jù)處理器的輔助數(shù)據(jù)分組取出器，用于從數(shù)據(jù)流中取出載送輔助數(shù)據(jù)的分組并遞交給輔助數(shù)據(jù)處理器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的客戶計(jì)算機(jī)，其特征在于該分布式計(jì)算系統(tǒng)是一種交互式電視系統(tǒng)，而且該輔助數(shù)據(jù)就是電視視頻和音頻(數(shù)據(jù))。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的客戶計(jì)算機(jī)，其特征在于該輸入端接收多個(gè)數(shù)據(jù)流，各數(shù)據(jù)流都分別含有表示不同的分布式計(jì)算應(yīng)用的數(shù)據(jù)；以及該數(shù)據(jù)流接收器包括耦合至輸入端的數(shù)據(jù)流選擇器，用于根據(jù)來自于處理單元的控制信號(hào)產(chǎn)生數(shù)據(jù)流組中所選擇的那個(gè)數(shù)據(jù)流；以及在數(shù)據(jù)流選擇器和處理單元之間進(jìn)行耦合的分布式計(jì)算應(yīng)用表示數(shù)據(jù)的取出器，用于從多個(gè)數(shù)據(jù)流中的所選擇的某個(gè)數(shù)據(jù)注取出分布式計(jì)算應(yīng)用的表示數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的客戶計(jì)算機(jī)，其特征在于該數(shù)據(jù)流選擇器含有選擇控制輸入端，并根據(jù)該選擇控制輸入端的控制信號(hào)從多個(gè)數(shù)據(jù)流中選擇一個(gè)數(shù)據(jù)流；該處理單元包括系統(tǒng)總線；耦合至該系統(tǒng)總線的讀/寫存貯器；在數(shù)據(jù)流接收器和系統(tǒng)總線之間進(jìn)行耦合的數(shù)據(jù)流輸入/輸出適配器，用于從數(shù)據(jù)流接收器接收所取出的分布式計(jì)算應(yīng)用的表示數(shù)據(jù)，并存入讀/寫存貯器，并且有一個(gè)耦合至數(shù)據(jù)流選擇器的選擇控制輸入端的控制輸出端，用于產(chǎn)生選擇控制信號(hào)；以及耦合至系統(tǒng)總線的處理器，用于控制該數(shù)據(jù)流輸入/輸出設(shè)備產(chǎn)生從多個(gè)數(shù)據(jù)流中選取一個(gè)特定的數(shù)據(jù)流的選擇控制信號(hào)，并用于執(zhí)行存貯在讀/寫存貯器中的分布式計(jì)算應(yīng)用。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的客戶計(jì)算機(jī)，其特征在于該輸入端接收含有可執(zhí)行代碼的分布式計(jì)算應(yīng)用的表示數(shù)據(jù)；該數(shù)據(jù)流接收器取出可執(zhí)行代碼模塊；并且該處理單元執(zhí)行所取出的代碼模塊。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的客戶計(jì)算機(jī)，其特征在于該輸入端所接收的分布式計(jì)算應(yīng)用的表示數(shù)據(jù)還包含含有有關(guān)可執(zhí)行代碼模塊信息的目錄模塊；并且該數(shù)據(jù)流接收器首先從該數(shù)據(jù)流中取出該目錄模塊；該處理單元再處理該目錄模塊中有關(guān)可執(zhí)行模塊的信息；該數(shù)據(jù)流接收器再根據(jù)所取出的目錄模塊中有關(guān)可執(zhí)行代碼模塊的信息從該數(shù)據(jù)流中取出可執(zhí)行代碼模塊；該處理單元再執(zhí)行所取出的可執(zhí)行代碼模塊。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的客戶計(jì)算機(jī)，其特征在于該分布式計(jì)算應(yīng)用的表示數(shù)據(jù)還包含數(shù)據(jù)模塊以及包含有關(guān)該數(shù)據(jù)模塊的信息的目錄模塊；該處理單元還處理目錄模塊中有關(guān)數(shù)據(jù)模塊的信息；數(shù)據(jù)流接收器還根據(jù)所取出的目錄模塊中有關(guān)數(shù)據(jù)模塊的信息從數(shù)據(jù)流中取出數(shù)據(jù)模塊；并且該處理單元將執(zhí)行所取出的代碼模塊以便處理所取出的數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求10的客戶計(jì)算機(jī)，其特征在于該分布式計(jì)算應(yīng)用被分割成多個(gè)模塊，每個(gè)模塊代表該應(yīng)用的一部分，并且該處理單元僅需存貯所述多個(gè)模塊中的執(zhí)行該應(yīng)用當(dāng)前部分所必需的部分模塊。
全文摘要
這里揭示了一種分布式計(jì)算系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括重復(fù)載送表示分布式計(jì)算應(yīng)用的數(shù)據(jù)的連續(xù)的數(shù)據(jù)流源(30)，以及一種客戶計(jì)算機(jī)(22)，客戶計(jì)算機(jī)接收該數(shù)據(jù)流，從中取出(207)分布式計(jì)算應(yīng)用的表示數(shù)據(jù)，并且執(zhí)行(224)所取出的分布式計(jì)算應(yīng)用。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1117620SQ95104730
公開日1996年2月28日 申請(qǐng)日期1995年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月28日
發(fā)明者K·約瑟夫, 小·A·W·杰蘇普, V·杜勞, A·德爾普希 申請(qǐng)人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司