72947 - SISTEMI OPERATIVI M

Anno Accademico 2023/2024

Conoscenze e abilità da conseguire

Conoscenza delle problematiche di progetto relative all'organizzazione di sistemi concorrenti. Modelli di riferimento per la sincronizzazione e comunicazione tra processi. Metodologie di analisi e sintesi di sistemi concorrenti.

Contenuti

1.Protezione e sicurezza

• Richiami sulla protezione: modelli, politiche e meccanismi
• Sicurezza multilivello
• Reference Monitor e sistemi fidati

2. Virtualizzazione

• Virtualizzazione dell'hardware: finalità e soluzioni
• Realizzazione di virtual machine monitor: virtualizzazione e paravirtualizzazione
• Analisi e sperimentazione di tecnologie: il caso di xen
• Virtualizzazione come supporto al cloud computing

3. Programmazione concorrente

• Introduzione e definizioni
• Processi non sequenziali.
• Tipi di interazione
• Architetture e linguaggi per la programmazione concorrente

4. Modello a memoria comune

Richiami su:

• Mutua esclusione
• Semafori
• Monitor
• Variabili condizione

Uso di linguaggi concorrenti nel modello a memoria comune. La libreria pthreads.

5. Modello a scambio di messaggi

• Aspetti caratterizzanti
• Richiami su canali e primitive
• Primitive send e receive
• Comandi con guardia
• Rendez-vous e chiamata di procedura remota

Uso di Linguaggi concorrenti nel modello a scambio di messaggi: go, ada.

6. Nucleo di un sistema a processi basato sul modello a memoria comune:

• Realizzazione dei meccanismi di gestione dei thread e di sincronizzazione all’interno del kernel di un sistema monoprocessore
• Estensione al caso multiprocessore: Modello a nucleo condiviso SMP, Modello loosely-coupled.

7. Sistemi distribuiti

• applicazioni distribuite: approccio centralizzato e decentralizzato. Scalabilità e tolleranza ai guasti.
  
• algoritmi per la sincronizzazione i sistemi distribuiti: orologi logici, mutua esclusione distribuita, algoritmi di elezione.

8. Programmazione parallela

• Architetture per il calcolo parallelo. Sistemi HPC.
• modelli di programmazione parallela: memoria comune e memoria distribuita
• Sviluppo di applicazioni parallele: le libreria MPI e open MP
• Cenni a GPGPU e alla libreria CUDA.

Testi/Bibliografia

• P.Ancilotti, M.Boari: 'Programmazione concorrente e distribuita', McGraw-Hill.
• G.R.Andrews: "Foundations of Multithreaded, Parallel and Distributed Programming", Addison-Wesley
• Peter Pacheco, An Introduction to Parallel Programming, Morgan Kauffmann, 2011
  
• P.Ancilotti, M.Boari A.Ciampolini,G.Lipari: ' Sistemi Operativi', seconda edizione, McGraw-Hill
• W.Stallings: 'Sistemi operativi', Jackson Libri
• S. Tanenbaum: 'I Moderni Sistemi Operarivi', Jackson Libri
• A.Silberschatz, P.Galvin, G.Gagne: 'Applied Operating System Concepts' I edizione, John Wiley & Son, Inc.

Metodi didattici

Le lezioni frontali saranno integrate con attività di laboratorio assistite che si svolgeranno presso i laboratori della Scuola di Ingegneria e Architettura.

In considerazione della tipologia di attività e dei metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede la preventiva partecipazione di tutti gli studenti ai Moduli 1 e 2 di formazione sulla sicurezza nei luoghi di studio, in modalità e-learning.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Prova di laboratorio: sviluppo di applicazioni concorrenti nel modello a memoria comune e nel modello a scambio di messaggi.
Prova orale.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni in aula vengono svolte anche con l'ausilio di slides e videoproiettore.
Le slides vengono rese disponibili a tutti gli studenti tramite il sito web del corso.
Assegnazione di una macchina virtuale ad ogni studente del corso.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Anna Ciampolini