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Corso
di Sistemi Concorrenti e Distribuiti Corso di Laurea Magistrale in Informatica Università di Padova, a.a. 2008/9 Docente: Tullio Vardanega |
[inserita specifica del progetto didattico]
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
e Ada
(1, 2) 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
Sistemi
Operativi.Reti.
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
Strumenti di lavoro
GNAT GPL edition 2008 (offerto da AdaCore)
Calendario delle lezioni
| Settimana | Data | Lezione | Contenuto | Materiale didattico |
| Sistemi concorrenti | ||||
| 1 | 6 ottobre |
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 |
| 7 ottobre |
2 | |||
| 8 ottobre |
3 | Lezione: Communicazione
tra processi in un
sistema
concorrente Si svolgano gli esercizi 1-3 descritti nel materiale di lezione |
1.§3
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| 10 ottobre |
4 |
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| 2 | 13 ottobre |
5 |
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 |
| 14 ottobre |
6 |
Lezione: Il
modello rendezvous Esempio:"Il crivello di Eratostene rivisitato" |
1.§5
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| 15 ottobre |
7 |
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| 17 ottobre | 8 | 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 | 20 ottobre | 9 |
Lezione: Risorse
protette Esempio: "Controllo di accodamento" Per approfondire: Per Brinch Hansen: "Structured Multiprogramming" (CACM, 1972) Per studio personale: astrazioni realizzabili mediante risorsa protetta 1: semaforo 2: segnali persistenti 3: segnali transitori 4: messaggi in diffusione 5: eventi 6: barriere |
1.§7 |
| 21 ottobre |
10 |
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| 22 ottobre |
11 |
Lezione: Criteri
di sincronizzazione |
1.§8 |
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| 24 ottobre |
12 |
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| 4 | 27
ottobre |
Assenza del docente |
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| 28
ottobre |
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| 29
ottobre |
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| 31
ottobre |
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| 5 | 3
novembre |
13 | Lezione: Correttezza
temporale Per approfondire: Definizione dei protocolli di priority inheritance Una critica alla priority inheritance Una risposta alla critica Un modello di riferimento per politiche di ordinamento |
1.§13-14 |
| 4
novembre |
14 | Lezione: Trattamento
di eventi asincroni |
1.§9 | |
| 5
novembre |
15 |
Lezione: Interazione
tra concorrenza e
orientazione a
oggetti Per approfondire: Il problema dell'inheritance anomaly |
1.§10 | |
| 7 novembre |
16 |
Ricapitolazione prima parte 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 |
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| Sistemi distribuiti | ||||
| 6 | 10
novembre |
17
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Lezione:
Definizione
e architettura di
sistema
distribuito |
2.§1-2
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| 11
novembre (lezione in piazza) |
18
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| 12
novembre |
19
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Lezione: Modelli
di comunicazione in un
sistema
distribuito |
2.§4 |
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| 14 novembre |
20 |
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| 7 | 17
novembre |
21 |
Lezione:
Processi
e concorrenza in un sistema
distribuito Per approfondire: La specifica stateless del server NFS |
2.§3 |
| 18 novembre | 22
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| 19
novembre |
23 |
Lezione: Denominazione
di entità |
2.§5 |
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| 21 novembre |
24 |
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| 8 | 24
novembre |
25 | Lezione: Sincronizzazione
in un
sistema
distribuito Per approfondire: Uso del "distributed snapshot" di Chandy e Lamport |
2.§6.3-5 |
| 25
novembre (valutazione didattica) |
26 |
Lezione: Il
modello Java RMI Esempio: "Un semplice ripetitore" |
2.§10.3.4 | |
| 26 novembre |
27 |
Lezione : Il
modello di distribuzione
nativo in Ada Esempio: Crivello di Eratostene in versione distribuita - codice |
PolyORB (doc) PolyORB (lib) |
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| 28 novembre |
28 |
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| 9 | 1 dicembre | 29 |
Lezione: Il
modello CORBA |
2.§10
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| 2 dicembre |
30 |
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| 3 dicembre |
31 |
Esercizi di programmazione distribuita |
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| 5 dicembre |
32 |
Ricapitolazione del corso | ||
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Esami | Specifica del
progetto didattico |
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Note pratiche
Le lezioni indicate in calendario si terranno con l'orario e la collocazione seguenti:- lunedì 14:30 - 16:15 in aula 1BC/45
- martedì 13:30 - 15:15 in aula 1BC/45
- mercoledì 13:30 - 15:15 in aula 1BC/45
- venerdì 14:30 - 16:15 in aula 1BC/45
Ricevimento studenti
Il ricevimento studenti si tiene (salvo diverso avviso) in stanza 409 il:- martedi 12:00 - 13:00
- giovedì 12:00 - 13:00