Sistemi Concorrenti e Distribuiti Corso di Laurea Magistrale in Informatica Università di Padova, a.a. 2018/19 Docente: Tullio Vardanega

Presentazione del corso

Obiettivi

L'insegnamento si propone di illustrare problematiche architetturali e modelli di computazione di concorrenza e distribuzione (dalle reti locali fino al Cloud) dal punto di vista del supporto a tempo d'esecuzione (aka runtime) necessario a realizzare le astrazioni offerte al programmatore.
L'insegnamento prevede alcune esercitazioni pratiche in aula e flipped classroom nelle quali gli studenti saranno chiamati ad approfondire specifici argomenti e risolvere alcune sfide.
L'insegnamento utilizza il linguaggio di programmazione Ada per illustrare alcuni astrazioni sofisticate e il loro utilizzo nella soluzione di problemi concreti.

Materiale didattico

1. Concurrent and Real-Time Programming in Ada
   Alan Burns and Andy Wellings
   Cambridge University Press ISBN 978-0-521-86697-2
   
   
2. Distributed Systems - Principles and paradigms (2nd edition)
   Andrew S Tanenbaum, Maarten van Steen
   Pearson Prentice Hall ISBN 0-13-239227-5

Risorse

• GNAT GPL 2018 (ambiente di programmazione offerto da AdaCore)
• Ada e-learning
• Ada information clearinghouse
  

Calendario delle lezioni

Settimana	Data	Lezione	Contenuto
1	3 ottobre	1	Lezione: la nozione di run-time support
	4 ottobre	2	Lezione: la multiprogrammazione a livello di sistema operativo
2	10 ottobre	3	Lezione: virtualizzazione Esercizio: studiare il funzionamento "under the hood" di Virtualbox
	11 ottobre	4	Lezione: requisiti di programmazione concorrente Esercizio: individuare linguaggi in uso corrente che supportino coroutine o concorrenza Per approfondire: il modello di concorrenza in C# Per approfondire: Per Brinch Hansen sulla concorrenza in Java Per approfondire: il problema dell'inheritance anomaly
3	17 ottobre	5	Lezione: continuazione lezione 4
	18 ottobre	6	Lezione: comunicazione tra processi concorrenti
4	24 ottobre	7	Lezione: continuazione lezione 6 Per studio autonomo: il modello base di concorrenza in Ada Risorse supplementari  Esempio: master & dependent Esempio: crivello di Eratostene
	25 ottobre	8	Lezione: comunicazione sincrona Esempio: una soluzione al problema dei filosofi a cena Esempio: una implementazione sincrona del crivello di Eratostene
5	31 ottobre	9	Lezione: continuazione lezione 8
7	14 novembre	10	Lezione: comunicazione asincrona Esempio: controllo di accodamento Esempio: sistema produttore consumatore con bounded buffer Per approfondire: Per Brinch Hansen: "Structured Multiprogramming" (CACM, 1972)
	15 novembre	11	Lezione (in modalità flipped): altri modelli di concorrenza
8	21 novembre	12	Lezione: meccanismi di sincronizzazione avanzati Esempio: allocazione di risorse Per approfondire: Toby Bloom: "Evaluating Synchronization Mechanisms" (CACM, 1979)
	23 novembre (14:00-16:00)	13	Esercitazione (in modalità flipped): sistema ferroviario Esempio di soluzione Esercizio: risolvere il problema in un linguaggio concorrente a piacere, analizzando le differenze significative di semantica realizzata
Questionario valutazione didattica (06/12/2018-23/02/2019)
9	28 novembre	14	Lezione: visione architetturale di sistema distribuito Per approfondire: topologie di interconnessione
	29 novembre	15	Lezione: continuazione lezione 14
10	4 dicembre (16:30-18:30)	16	Lezione: comunicazione in distribuito Per approfondire: naming e DNS
	5 dicembre	17	Lezione: uso di concorrenza in distribuito Per approfondire: statelessness
	6 dicembre	18	Lezione: continuazione lezione 17
11	12 dicembre	19	Lezione: sincronizzazione in distribuito Esercizio: implementazione dimostrativa di terminazione sincronizzata Per approfondire: uso del "distributed snapshot" di Chandy e Lamport Per approfondire: materiale di lezione @ Cornell University (Ken Birman)
	13 dicembre	20	Lezione: il modello Java RMI
12	19 dicembre	21	Lezione: il modello di distribuzione nativo in Ada Esercizio: "crivello di Eratostene in versione distribuita" - codice Altri esempi d'uso di DSA: 1 Per approfondire (implementazione middleware): GLADE, RT-GLADE Per approfondire: YAMI4: un middleware per scambio messaggi in distribuito
	20 dicembre	22	Lezione: Cloud computing /1 - introduzione generale - visione dall'alto secondo Ken Birman (Cornell Univ.)
13	9 gennaio	23	Lezione: Cloud computing /2 - problematiche a livello applicazione
	10 gennaio (16:00-17:30)	24	Lezione: Cloud computing /3 - riflessioni sulla scalabilità Presentazione dei temi d'esame
14	16 gennaio	25	Eventuale recupero

Note pratiche

Le lezioni indicate in calendario si terranno con l'orario e la collocazione riportati sul sito del CCS di Informatica.

Ricevimento studenti

Il ricevimento studenti si tiene (per appuntamento) in studio 400 il:

• mercoledì 16:30 - 17:30
• giovedì 16:30 - 17:30