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Corso
di Sistemi Concorrenti e Distribuiti Corso di Laurea Specialistica in Informatica Università di Padova, a.a. 2007/8 Docente: Tullio Vardanega |
[inserito materiale lezione 23]
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.
- 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.
- 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
- Concurrent
and Real-Time Programming
in Ada
Alan Burns and Andy Wellings
Cambridge University Press ISBN 978-0-521-86697-2
- Distributed
Systems - Principles and paradigms (Second edition)
Andrew S Tanenbaum, Maarten van Steen
Pearson Prentice Hall ISBN 0-13-239227-5
- Introduzione
a CORBA
Stefano Russo, Carlo Savy, Domenico Cotroneo, Antonio Sergio
McGraw-Hill ISBN 88-386-6044-1
Strumenti di lavoro
Calendario delle lezioni
| Settimana | Data | Lezione | Contenuto | Materiale didattico |
| Sistemi concorrenti | ||||
| 1 | 14 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.§1-2 |
| 15 gennaio | 2 | |||
| 16 gennaio | 3 | Lezione: Communicazione tra processi in un
sistema
concorrente Si svolgano gli esercizi 1-3 descritti nel materiale di lezione |
1.§3 | |
| 2 | 21 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 |
| 22 gennaio | 5 | Lezione: Il
modello rendezvous Esempio:"Il crivello di Eratostene rivisitato" |
1.§5 | |
| 23 gennaio | 6 | Ancora su argomenti di lezione 5 | 1.§5 | |
| 3 | 28 gennaio | |
Assenza del
docente |
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| 29 gennaio | |
Assenza del
docente |
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| 30
gennaio |
7 |
Lezione: Estensioni del modello rendezvous |
1.§6 | |
| 4 | 4 febbraio | 8 |
Lezione: Risorse protette Esempio: "Controllo di accodamento" |
1.§7 |
| 5 febbraio | 9
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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 Per approfondire: Toby Bloom, Evaluating Synchronization Mechanisms, CACM 1979 Per approfondire: Il modello di concorrenza in C# |
1.§8 | |
| 6 febbraio | 10 | Lezione: Correttezza temporale Per approfondire: Definizione dei protocolli di priority inheritance Una critica alla priority inheritance Una risposta alla critica |
1.§13-14 | |
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Per studio
personale:
astrazioni realizzabili mediante risorsa protetta 1: semaforo 2: segnali persistenti 3: segnali transitori 4: messaggi in diffusione 5: eventi 6: barriere |
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| 5 | 11 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 Per approfondire: Un modello di riferimento per politiche di ordinamento |
1.§9 |
| 12 febbraio | 12 | Lezione: Interazione tra concorrenza e
orientazione a
oggetti Per approfondire: Il problema dell'inheritance anomaly |
1.§10
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| 13 febbraio | 13 |
Ricapitolazione prima parte Presentazione del progetto didattico |
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| Sistemi distribuiti | ||||
| 6 | 18 febbraio | 14 | Lezione: Definizione e architettura di sistema distribuito | 2.§1-2 |
| 19 febbraio | 15 | Lezione: Modelli di comunicazione in un sistema distribuito | 2.§4 | |
| 20 febbraio | 16 | |||
| 7 | 25 febbraio | 17 | Lezione: Processi e concorrenza in un sistema
distribuito Per approfondire: La specifica stateless del server NFS |
2.§3 |
| 26 febbraio | 18 | Lezione: Denominazione di entità | 2.§5 | |
| 27
febbraio |
19 |
Lezione: Sincronizzazione tra processi in un
sistema
distribuito Per approfondire: Uso del "distributed snapshot" di Chandy e Lamport |
2.§6.3-5 | |
| 8 | 3 marzo | 20 | Lezione:
Il modello Java RMI Esempio: "Un semplice ripetitore" |
2.§10.3.4 |
| 4
marzo |
21 | Lezione : Il modello di distribuzione nativo in Ada (1/2) | GLADE
(doc) GLADE (lib) |
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| 5 marzo (valutazione didattica) |
22 | Lezione: Il
modello di distribuzione nativo in Ada (2/2) Esempio (Crivello di Eratostene in versione distribuita - codice) |
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| 9 | 10 marzo | 23 | Lezione: Il modello CORBA | 2.§10 PolyORB (doc) PolyORB (lib) |
| 11 marzo | |
Assenza del
docente |
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| 12 marzo | 24 | Esercizi di
progettazione e programmazione distribuita Ricapitolazione seconda parte |
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Esami | Per discussione del progetto (vedi modalità) | |
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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 1BC/50
- martedì 14:30 - 16:15 in aula 1BC/50
- mercoledì 11:30 - 13:15 in aula 1BC/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