Corso di Sistemi Concorrenti e Distribuiti Corso di Laurea Specialistica in Informatica Università di Padova, a.a. 2006/7 Docente: Tullio Vardanega

(Ultimo aggiornamento: 14 marzo 2007 ore 11:20)
[inserito materiale lezione 14/3]

Presentazione del corso

Obiettivi

Il corso si propone di:

• illustrare problematiche e modelli di base e avanzati di concorrenza (intesa come rappresentazione di parallelismo potenziale) realizzata a software, usando i linguaggi di programmazione Java ed Ada come strumenti di sperimentazione in quanto dotati di supporto diretto alla concorrenza
  
• analizzare i principi costruttivi e 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 articola in due segmenti sequenziali e complementari.

1. Nel primo segmento 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.
2. Nel secondo segmento 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. (A partire dall'a.a. 2007/8: Sistemi Operativi; Reti di Elaboratori.)

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 e inesattezze di cui gli autori hanno fornito la correzione.)
   
2. Distributed Systems - Principles and paradigms (Second edition)
   Andrew S Tanenbaum, Maarten van Steen
   Pearson Prentice Hall ISBN 0-13-239227-5

Testo consigliato come possibile complemento:

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

Strumenti di lavoro

Ada IDE (offerto da AdaCore)

Calendario delle lezioni

Settimana	Data	Lezione	Contenuto	Materiale didattico
Sistemi concorrenti
1	15 gennaio	1	Lezione: Programmazione concorrente Esempio 1: 3 modi di programmare il sistema visto a lezione Esempio A: Il modulo "Calendario" Esempio B: Il modulo "Tempo Reale"	1.§2
	17 gennaio	2
	19 gennaio	3	Lezione: Communicazione tra processi in un sistema concorrente Si svolgano gli esercizi 1-3 descritti nel materiale di lezione	1.§3
2	22 gennaio	4	Lezione: Un modello di concorrenza concreto Esercizio 4: "Il crivello di Eratostene". Compilare, eseguire e 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
	24 gennaio	5	Lezione: Il modello rendezvous Esempio:"Il crivello di Eratostene rivisitato"	1.§5
	26 gennaio	6	Lezione: Estensioni del modello rendezvous 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"	1.§6
3	29 gennaio		Assenza del docente
	31 gennaio
	2 febbraio	7	Lezione: Risorse protette Esempio: "Controllo di accodamento"	1.§7
4	5 febbraio	8	Lezione: Criteri di sincronizzazione Esempio: "Allocazione di risorse" 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	1.§8
	7 febbraio	9	Prima ricapitolazione
	9 febbraio		Assenza del docente
			Per studio personale: astrazioni realizzabili mediante risorsa protetta 1: semaforo 2: segnali persistenti 3: segnali transitori 4: messaggi in diffusione 5: eventi 6: barriere
5	12 febbraio	10	Lezione: Correttezza temporale Approfondimento: Il modello di concorrenza in C#	1.§12
	14 febbraio	11	Lezione: Trattamento 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 Approfondimento: Un modello di riferimento per politiche di ordinamento	1.§9-10
	16 febbraio	12	Lezione: Interazione tra concorrenza e orientazione a oggetti Approfondimento: Il problema dell'inheritance anomaly
Sistemi distribuiti
6	19 febbraio	13	Lezione: Definizione e architettura di sistema distribuito	2.§1-2
	21 febbraio	14	Lezione: Modelli di comunicazione in un sistema distribuito	2.§4
	23 febbraio	15
7	26 febbraio	16-17	Lezione: Processi e concorrenza in un sistema distribuito Lezione: Denominazione di entità	2.§3,5
	28 febbraio		Assenza del docente
	2 marzo	17-18	Lezione: Sincronizzazione tra processi in un sistema distribuito Approfondimento: Uso del "distributed snapshot" di Chandy e Lamport	2.§6.3-5
8	5 marzo	18-19	Lezione: Il modello Java RMI Esempio: "Un semplice ripetitore"	2.§10.3.4
			Valutazione didattica
	7 marzo (13:30-14:45)	20/1	Lezione: Il modello di distribuzione nativo in Ada (1/2)
	9 marzo		Assenza del docente
9	12 marzo	20/2	Lezione: Il modello di distribuzione nativo in Ada (2/2) Esempio (Crivello di Eratostene in versione distribuita - codice) Presentazione del progetto didattico	GLADE (doc) GLADE (lib)
	14 marzo	21	Lezione: Il modello CORBA	2.§10 PolyORB (doc) PolyORB (lib)
	16 marzo	22	Ricapitolazione del corso
		Esami	Per discussione del progetto (vedi modalità)

Note pratiche

Le lezioni indicate in calendario si terranno, nella nuova sede del Dipartimento, con l'orario e la collocazione seguenti:

• lunedì 14:30 - 17:15 in aula 1B/50
• mercoledì 14:30 - 16:15 in aula 1B/50
• venerdì 11:30 - 13:15 in aula 1B/50

Ricevimento studenti

Il ricevimento studenti si tiene (salvo diverso avviso) in stanza 409 il:

• martedi 12:00 - 13:00
• giovedì 12:00 - 13:00