 |
Corso
di Sistemi Concorrenti e Distribuiti Corso di Laurea Magistrale in Informatica Università di Padova, a.a. 2009/10 Docente: Tullio Vardanega |
[inserito materiale lezioni 26-27]
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, e 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 2009 (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 |
| 8 ottobre |
|
Assenza del docente |
||
| 10 ottobre |
||||
| 2 | 13 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 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 | |
| 16 ottobre |
4 |
Lezione: Il
modello rendezvous Esempio:"Il crivello di Eratostene rivisitato" |
1.§5 | |
| 3 | 20 ottobre | 5 |
||
| 22 ottobre (in aula 1A/150) |
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 | |
| 23 ottobre |
7 |
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 |
|
| 4 | 27
ottobre |
8 |
||
| 29
ottobre |
9 |
Lezione di
recupero |
||
| 30 ottobre |
10 |
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# Per approfondire: Per Brinch Hansen sulla concorrenza in Java |
1.§8 | |
| 5 | 3 novembre |
11 | 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 |
|
| 5 novembre |
12 | 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 | |
| 6 novembre |
13 |
Lezione: Trattamento di eventi asincroni | 1.§9 | |
| Per
approfondire: Interazione
tra concorrenza e
orientazione a
oggetti Il problema dell'inheritance anomaly |
1.§10 | |||
| Sistemi distribuiti | ||||
| 6 | 10
novembre |
14 |
Lezione:
Definizione
e
architettura
di
sistema
distribuito |
2.§1-2 |
| 11
novembre |
15 |
|||
| 12 novembre |
16 |
Lezione: Modelli di
comunicazione in un sistema distribuito |
2.§4 |
|
| 13
novembre |
17 |
|||
| 7 | 17
novembre |
18 |
Lezione: Processi
e concorrenza in un sistema
distribuito |
2.§3,10.2
|
| 18 novembre | 19 |
Per
approfondire: La
specifica stateless del server
NFS |
||
| 19
novembre |
20 |
Lezione: Denominazione
di
entità |
2.§5 | |
| 20 novembre |
21 |
|||
| 8 | 24
novembre |
22 | Lezione: Sincronizzazione in un sistema distribuito | 2.§6.3-5 |
| 25
novembre |
23 |
Per
approfondire: Uso
del
"distributed
snapshot" di Chandy e Lamport |
||
| 26 novembre (rilevazione) |
24 |
Lezione: Il
modello Java RMI Esempio: "Un semplice ripetitore" |
2.§10.3.4 | |
| 27 novembre |
25 |
|||
| 9 | 1 dicembre | 26 |
Lezione: Il
modello di distribuzione
nativo in Ada Esempio: Crivello di Eratostene in versione distribuita - codice |
PolyORB (doc) PolyORB (lib) |
| 3 dicembre |
27 |
Lezione: Il
modello CORBA
|
2.§10
|
|
| |
Esami | Specifica
del
progetto
didattico |
|
|
Note pratiche
Nel periodo 1 ottobre - 6 novembre le lezioni indicate in calendario si terranno con l'orario e la collocazione seguenti:- martedì 13:30 - 16:15 in aula 1BC/50
- giovedì 13:30 - 16:15 in aula 1BC/50
- venerdì 11:30 - 13:15 in aula 1BC/50
Nel periodo 10 novembre - 4 dicembre l'orario varierà come segue:
- martedì 13:30 - 15:15 in aula 1BC/50
- mercoledì
16:00 - 17:45 in aula 1C/150
- giovedì 13:30 - 15:15 in aula 1BC/50
- venerdì 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