PROGRAMMAZIONE CONCORRENTE E ALGORITMI DISTRIBUITI

PROGRAMMAZIONE CONCORRENTE E ALGORITMI DISTRIBUITI

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iten
Codice
80302
ANNO ACCADEMICO
2020/2021
CFU
6 cfu al 3° anno di 8759 INFORMATICA (L-31) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
INF/01
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (INFORMATICA )
periodo
2° Semestre
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Introduzione alla programmazione multithreaded, concorrente, ad eventi e distribuita.

Nel corso vengono introdotti concetti di base legati ad architetture multicore, multithreading nei sistemi operativi e nella programmazione  algoritmi ed architetture di base per sistemi  distribuiti.

Il corso ha una parte di teoria in classe e una serie di laboratori (Sonic Pi, Pthread, Java Concorrente) e puntatori ad altri framework (Kotlin, Java per Android, C++,...).

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Comprendere i problemi e le metodologie necessarie allo sviluppo di programmi concorrenti ed asincroni attraverso lo studio dei principi di cooperazione e sincronizzazione tra processi con memoria condivisa e tra processi distribuiti. Esercitazioni in laboratorio sull'uso di librerie per concorrenza e distribuzione in diversi linguaggi/piattaforme.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Le lezioni di teoria sono mirate ad acquisire conoscenza sulle problematiche della programmazione concorrente che richiede conoscenza di aspetti di architetture, sistemi operativi e software e degli algoritmi distribuiti.

La parte di teoria inoltre mostra diversi livelli di astrazione a livello di costrutti di programmazione attraverso il passaggio da libreri a basso livello in C a libreria ad alto livello in Java e linguaggi simili (Android, Kotlin).

I laboratori sono mirati a costruire passo per passo un middleware distribuito con possibile accesso concorrente a strutture dati delle singole componenti. Il sistema risultante si può adattare per costruire un layer applicativo multiutente (es gioco multiplayer, remote controller, tracking, architetture pub/sub, ecc)

PREREQUISITI

Programmazione
Linguaggio Java
Sistemi Operativi 
Concetti di Base di Reti di Calcolatori

Modalità didattiche

Lezioni frontali di teoria
Esercitazioni in classe
Esercitazioni di laboratorio mirate alla costruzione incrementale di un server multithread con consegne delle soluzioni durante l'anno
 

PROGRAMMA/CONTENUTO

Concorrenza nel SO & MultiThreading
Introduzione alla Programmazione Concorrente
Introduzione alla concorrenza con esperienza di live coding
Introduzione pratica alla concorrenza
- Schemi di sincronizzazione lock-free (con attenzione a problemi legati ad architetture con relaxed memory)
- Librerie di sincronizzazione standard come mutex e barriere
Memory models e Consistenza Sequenziale
Pthread, semafori, monitor e barriere di sincronizzazione
Concurrent Java
-Thread come Oggetti, Primitive di base di sincronizzazione
-Librerie High Level Concurrency
-Introduzione a Eclipse e Debugging di Thread con Eclipse
-Thread e Sincronizzazione in Java
-Monitor e Semafori
-Produttore e consumatore at work: crivello concorrente

Metodologie e pattern in Concurrent Java

GUI, Eventi e Concorrenza
-Swing, Javafx e Concorrenza
-Async Task in Java for Android
-Async Task in Kotlin

Introduzione ad Algoritmi Distribuiti
Distributed Programming in Java
-Connection Pool con Caching delle Connessioni
-Server e Client con Socket Java
 

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Lucidi e note del docente messe a disposizione su Aulaweb
Materiale online (documentazione Java, Android, Kotlin)

S.Crafa, Oggetti, Concorrenza, Distribuzione. Programmare a diversi livelli di astrazione. Esculapio.

M. Herlihy and N. Shavit. The Art of Multiprocessing Programming. MK

 

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Su appuntamento in presenza o Teams

Commissione d'esame

GIORGIO DELZANNO (Presidente)

ANGELO FERRANDO

LEZIONI

Modalità didattiche

Lezioni frontali di teoria
Esercitazioni in classe
Esercitazioni di laboratorio mirate alla costruzione incrementale di un server multithread con consegne delle soluzioni durante l'anno
 

INIZIO LEZIONI

Febbraio 2021

ORARI

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

ESAMI

Modalità d'esame

L'esame consiste in un quiz online con 10 domande aperte e  2 chiuse e una presentazione (in presenza o remoto) dei laboratori consegnati durante l'anno

Modalità di accertamento

La validazione dei quiz sarà automatica per le domande chiuse e guidata dai docenti per domande aperte e laboratori.
Tale validazione è mirata a valutare l'apprendimento da parte dello studente di concetti e strumenti descritti nel corso.

Calendario appelli

Data Ora Luogo Tipologia Note
22/06/2021 09:00 GENOVA Scritto 4 giugno aule 506+505
21/07/2021 09:00 GENOVA Scritto 4 giugno aule 506+505
02/09/2021 09:00 GENOVA Scritto 4 giugno aule 506+505
01/02/2022 09:00 GENOVA Scritto 4 giugno aule 506+505