Corso di Sistemi Concorrenti e Distribuiti Corso di Laurea Specialistica in Informatica Università di Padova, a.a. 2004/05 Docente: Tullio Vardanega

(Ultimo aggiornamento: 6 luglio 2005 ore 11:25
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Presentazione del corso

Obiettivi

Il corso si propone di:

• illustrare problematiche e modelli di base ed avanzati di concorrenza (intesa come rappresentazione di parallelismo potenziale) realizzata a software, usando Java ed Ada come strumenti di sperimentazione in quanto linguaggi dotati di supporto diretto alla concorrenza
  
• analizzare i principi costruttivi ed i paradigmi architetturali e realizzativi che stanno alla base dei sistemi distribuiti, nella loro evoluzione da sistemi multiprocessori omogenei a sistemi multicomputer eterogenei lascamente interconnessi.
  

Il corso si compone di due segmenti complementari.
Nel primo si prendono in esame modelli e paradigmi di programmazione concorrente, concentrandosi sulla concorrenza direttamente esprimibile a linguaggio (ossia senza ricorso a librerie di sistema) utilizzando Ada e Java per studiarne e raffrontarne le tecniche di realizzazione concreta.
Nel secondo si affronta l'evoluzione architetturale tecnologica dei sistemi distribuiti, culminando nell'analisi di CORBA come paradigma di interconnessione di sistemi eterogenei secondo il modello cliente-servente.
Nell'ambito di entrambi i segmenti del corso, il docente proporrà allo studente esercizi da realizzare in proprio in laboratorio per sperimentare direttamente le problematiche progettuali e realizzative ed i paradigmi di soluzione illustrati a lezione.

Propedeuticità obbligatorie strette

Architettura degli Elaboratori 2.

Materiale didattico

1. Concurrency in Ada (Second edition)
   Alan Burns and Andy Wellings
   Cambridge University Press ISBN 0-521-62911-X
   (Questa edizione del libro, non ancora rinnovata, contiene alcuni errori ed inesattezze, di cui gli autori hanno fornito la correzione.)
   
2. Distributed Systems - Principles and paradigms (International edition)
   Andrew S Tanenbaum, Maarten van Steen
   Pearson Education International ISBN 0-13-121786-0

Testo consigliato come utile complemento:

• Introduzione a CORBA
  Stefano Russo, Carlo Savy, Domenico Cotroneo, Antonio Sergio
  McGraw-Hill ISBN 88-386-6044-1

Calendario delle lezioni

Settimana	Data	Lezione	Contenuto	Materiale didattico
Sistemi concorrenti
1	13 ottobre	1	Lezione: Programmazione concorrente Esempio 1: 3 modi di programmare il sistema visto a lezione Esempio 2a: Il modulo "ora del giorno" Esempio 2b: Il modulo "tempo monotono crescente"	1.§2
	14 ottobre	2	Lezione: Communicazione tra processi in un sistema concorrente Si svolgano gli esercizi 1-3 descritti nel materiale di lezione	1.§3
	15 ottobre	3	Lezione: Un modello di concorrenza concreto Esercizio 4: "Il crivello di Eratostene". Compilare, eseguire ed analizzare le caratteristiche salienti del programma concorrente proposto per la realizzazione dell'algoritmo Esercizio 5: descritto nel materiale di lezione Esercizio 6: "Il barbiere che dorme" Esercizio 7: "I filosofi a cena"	1.§4
2	20 ottobre	4	Lezione: Il modello rendezvous Esempio: "Il crivello di Eratostene rivisitato"	1.§5
	21 ottobre	5	Lezione: Estensioni del modello rendezvous	1.§6
	22 ottobre	6	Esercizio 8: "Il crivello di Eratostene ter": compilare, eseguire e commentare tutte le differenze strutturali del programma proposto rispetto alla soluzione esaminata nell'esercizio 4 Esercizio 9: "I filosofi a cena - soluzione rivisitata"
3	27 ottobre
	28 ottobre
	29 ottobre	7	Lezione: Risorse protette	1.§7
4	2 novembre	8	Lezione: Risorse protette Esempio: "Controllo di accodamento"	1.§7
	3 novembre	9	Lezione: Criteri di sincronizzazione Esempio: "Allocazione di risorse"	1.§8
	4 novembre		Esercizio 10: Migliorare la soluzione proposta nell'esempio "Allocazione di risorse" risolvendone il problema di inefficienza secondo le indicazioni fornite nel testo Esercizio 11: Si risolva il problema illustrato a pagina 14 della lezione C07 usando il modello di concorrenza sin qui illustrato, provando poi a realizzare la stessa semantica usando un linguaggio di programmazione alternativo a piacere. Si raffrontino poi le soluzioni ottenute
	5 novembre		Per studio personale: astrazioni realizzabili mediante risorsa protetta 1: semaforo. 2: segnali persistenti. 3: segnali transienti. 4: messaggi in diffusione. 5: eventi. 6: barriere.
5	10 novembre	10	Lezione: Gestione di eventi asincroni Esempio: "Sistema ferroviario" Esercizio 12: Analizzare la soluzione mostrata nell'esempio "Sistema ferroviario" e discussa alle pagine 15-17 della lezione C07, e realizzare la stessa semantica concorrente utilizzando un linguaggio alternativo a piacere, discutendo i problemi riscontrati e le differenze eventualmente irriducibili	1.§9-10
	11 novembre	11	Lezione: Correttezza temporale Approfondimento: Un modello di riferimento per politiche di ordinamento	1.§12
	12 novembre	12	Lezione: Interazione tra concorrenza ed orientazione ad oggetti Approfondimento: Il problema dell'inheritance anomaly
Sistemi distribuiti
6	17 novembre	13	Lezione: Definizione ed architettura di sistema distribuito	2.§1
	18 novembre	14	Lezione: Modelli di comunicazione in un sistema distribuito	2.§2
	19 novembre	15
7	24 novembre	16	Lezione: Processi e concorrenza in un sistema distribuito	2.§3
	25 novembre	17	Lezione: Denominazione di entità	2.§4
	26 novembre	18	Lezione: Sincronizzazione tra processi in un sistema distribuito	2.§5.3-5
			Progetto didattico
8	1 dicembre	19	Lezione: Il modello Java RMI Esempio: Un semplice ripetitore	2.§2.3
	2 dicembre	20	Lezione: Il modello di distribuzione nativo in Ada Esempio: Crivello di Eratostene in versione distribuita (descrizione)	GLADE
	3 dicembre (in orario 9:30 - 12:00, stessa aula)	21	Lezione: Il modello CORBA Esempio: Un semplice scambio di messaggi (Visibroker Borland Enterprise Server per Java)	2.§9.1 PolyORB
	17 dicembre 14 gennaio	Esami	Per discussione del progetto (vedi modalità)

Note pratiche

Le lezioni indicate in calendario si terranno con l'orario e la collocazione seguenti:

• mercoledì 14:00 - 16:35 in aula P50
• giovedì 9:30 - 12:05 in aula P50
• venerdì 14:00 - 15:40 in aula P50

Ricevimento studenti

Il ricevimento studenti si tiene (salvo diverso avvivo) in stanza 121 il:

• giovedì 11:00 - 12:00
  
• venerdì 11 :00 - 12:00