Dipartimento di Ingegneria dell Informazione, delle Infrastrutture e dell Energia Sostenibile Corso di laurea:

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1 Nome insegnamento: Sistemi Operativi e Basi di Dati (Corso Integrato) Dipartimento: Dipartimento di Ingegneria dell Informazione, delle Infrastrutture e dell Energia Sostenibile Corso di laurea: Ingegneria dell Informazione Classe: L-8 Tipo Attività formativa: caratterizzante Ambito disciplinare: ingegneria informatica Settore Scientifico-Disciplinare: ING-INF/05 Numero di Crediti Formativi 12 Universitari: Propedeuticità obbligatoria: Fondamenti di Informatica Anno di corso: III Semestre: I Ore di insegnamento: 48 Modalità di esame: L esame consiste in una prova scritta, in un piccolo elaborato progettuale e in una prova orale dove si discuterà l elaborato preparato. TITOLARI DEI MODULI: Sistemi Operativi (6 CFU) Prof. Francesco Buccafurri Basi di Dati (6 cfu) Prof. Domenico Ursino MODULO DI SISTEMI OPERATIVI (6 CFU) PROF. FRANCESCPO BUCCAFURRI Obiettivi formativi Comprensione e assimilazione del concetto di tipo di dato astratto come strumento di rappresentazione della realtà nonché dei principali algoritmi, con particolare riguardo agli algoritmi su grafi (ed alle applicazioni alle reti di computer), delle principali tecniche di programmazione e dell'analisi di complessità degli algoritmi. Capacità di applicare i concetti teorici assimilati nella risoluzione di problemi e opportuni casi d uso. Acquisizione di un appropriato livello di autonomia nell apprendimento delle tecniche di progetto di algoritmi e di implementazione che seguono il paradigma object-oriented. Capacità di comunicare con adeguata competenza tecnica con altri partner in attività di gruppo di implementazione su larga scala. Capacità di apprendimento di nuove tecniche di programmazione e strutture dati più avanzate nonché di diversi linguaggi che seguono il paradigma object-oriented. Programma dettagliato Introduzione Cos'e' un sistema operativo Diversi tipi di sistemi operativi Funzionamento di un sistema di calcolo e Struttura di I/O Struttura della memoria e Gerarchia delle memorie Strutture dei sistemi operativi Componenti del sistema

2 Servizi di un sistema operativo Chiamate del sistema Cenni alla Progettazione e realizzazione di un sistema Gestione dei processi Concetto del processo Scheduling dei processi Operazioni sui processi Processi cooperanti Cenni su Comunicazione tra processi I Thread Modelli di programmazione multithread Scheduling della CPU Concetti fondamentali Criteri di scheduling Algoritmi di scheduling Sincronizzazione dei processi, Programmazione Concorrente e Deadlock Problema della sezione critica Architetture di sincronizzazione Semafori Problemi tipici di sincronizzazione Monitor Implementazione di Monitor Caratteristiche delle situazioni di stallo Metodi per la gestione delle situazioni di stallo Evitare le situazioni di stallo Rilevamento delle situazioni di stallo Ripristino da situazioni di stallo Programmazione concorrente in Java Introduzione a Java Ereditarietà in Java La class Thread Utilizzo dei "costrutti" synchronized, notify(), wait() e notifyall() Gestione della memoria Avvicendamento dei processi Assegnazione contigua della memoria Paginazione Tabella delle Pagine, Tabella delle pagine invertita Bit di validita, modifica, blocco, riferimento Cenni alla Segmentazione MMU, TLB Memoria virtuale Paginazione su richiesta Creazione dei processi Sostituzione delle pagine Algoritmi di rimpiazzamento delle pagine

3 Assegnazione dei blocchi di memoria Attivita' di paginazione degenere File system Concetto di file Metodi d'accesso Struttura di directory Cenni su Condivisione e Protezione di file Struttura del file system Gestione dello spazio libero e Metodi di Allocazione dei File Cenni sui File System Distribuiti Sistemi di I/O I/O a controllo di programma I/O interrupt-driven I/O basato sul DMA I/O mappato in memoria Memoria secondaria Struttura dei dischi Scheduling del disco Strutture RAID (0,1,2,3,4,5) Sistemi ad Orientamento Specifico Sistemi operativi real-time Sistemi operativi multimediali Testi Consigliati Silberschatz, Galvin, Gagne. Sistemi operativi: Concetti ed esempi (8 ed.). Pearson, ISBN: S. Tanenbaum. Modern Operating Systems, (3 ed.). Pearson Prentice Hall, ISBN-10: Paolo Ancilotti, Maurelio Boari, Anna Ciampolini, Giuseppe Lipari. Sistemi Operativi, (2 ed.) McGraw-Hill ISBN: Deitel & Deitel: Java. Fondamenti di programmazione. 2a ediz, Apogeo, 2003 (per la parte di Programmazione Concorrente in Java)

4 MODULO DI BASI DI DATI (6 CFU) Prof. Domenico Ursino Obiettivi formativi Il corso intende fornire tanto gli elementi per la comprensione della struttura e delle funzioni di un sistema di gestione di basi di dati quanto una conoscenza dei modelli e dei linguaggi correntemente utilizzati per la realizzazione delle basi di dati. Programma dettagliato Introduzione (0.5 crediti) Introduzione Scopi di un DBMS, modelli dei dati, schemi e istanze, Data Definition Language, Data Manipulation Language, Architettura di un DBMS, il ciclo di vita dei sistemi informativi, metodologia di progettazione di un sistema informativo Modellazione di un Sistema Informativo (1.5 crediti) Modello Entità-Relazione Entità, Relazioni o associazioni, attributi, costruzioni di schemi con i costrutti di base, cardinalità delle relazioni, cardinalità degli attributi, identificatori o chiavi, generalizzazioni, documentazione degli schemi E/R, ulteriori usi degli schemi E/R. Modello Relazionale Relazioni e tabelle, relazioni con attributi, relazioni e basi di dati, informazione incompleta e valori nulli, vincoli di integrità, vincoli di dominio, vincoli di tupla, chiavi, chiavi e valori nulli, vincoli di integrità referenziale. Lo Unified Modeling Language Cos è UML, una breve storia di UML, i diagrammi UML, il diagramma delle classi, casi d uso e diagrammi dei casi d uso, diagrammi di sequenza Analisi dei requisiti e progettazione di un Sistema Informativo (1.5 crediti) Specifica e analisi dei requisiti Il modello dei requisiti, formulazione dei requisiti, requisiti funzionali e non funzionali, organizzare i requisiti, attributi dei requisiti, raccolta dei requisiti, interviste, questionari, workshop sui requisiti, dai requisiti ai casi d uso. Progettazione della componente dati Introduzione, Metodologia generale di progettazione concettuale, criteri generali di rappresentazione di una realtà in un diagramma E/R, progettazione concettuale in un caso reale, ristrutturazione di schemi E/R nella progettazione logica, analisi delle ridondanze, eliminazione delle gerarchie, partizionamento/accorpamento di concetti, eliminazione di attributi multivalore, eliminazione degli attributi composti, scelta degli identificatori principali, traduzione verso il modello relazionale, progettazione logica di un caso reale, introduzione alla Progettazione Fisica, adattamento dello schema logico al DBMS prescelto, analisi delle transazioni, scelta dell organizzazione dei file, scelta degli indici, stima delle richieste di spazio su disco, progettazione fisica di un caso reale. Progettazione della componente applicativa Introduzione, definizione del diagramma delle classi, progettazione delle funzionalità e raffinamento delle classi, progettazione delle applicazioni per un caso reale. I linguaggi di gestione delle basi di dati (1.5 crediti) Algebra Relazionale

5 Introduzione all Algebra Relazionale, Selezione, Proiezione, Rename, Unione, Differenza, Intersezione, Prodotto Cartesiano, Theta Join, Equi Join, Natural Join, Semi Join, Outer Join, Divisione. SQL Introduzione ad SQL, il Data Definition Language di SQL, tipi di dati, creazione di tabelle, cancellazione di tabelle, modifica di tabelle, valori di default, dichiarazione delle chiavi, la clausola UNIQUE, la clausola NOT NULL, vincoli di integrità referenziale, specifica dei vincoli di dominio e di tupla mediante la clausola CHECK, specifica dei vincoli intra-relazionali e inter-relazionali mediante le asserzioni Il Query Language di SQL, dichiaratività di SQL, interrogazioni semplici, l istruzione LIKE, gestione dei valori nulli, interpretazione algebrica delle interrogazioni SQL, gestione dei duplicati, inner e outer join, uso di variabili, ordinamento, operatori aggregati, interrogazioni con raggruppamento, predicati sui gruppi, interrogazioni di tipo insiemistica, interrogazioni nidificate, l operatore EXISTS, gestione dei concetti di tutti e solo in SQL. Inserimento, rimozione e modifica dei dati in SQL. Gestione delle viste in SQL. Il DBMS Oracle (0.5 crediti) Installazione di Oracle e il linguaggio SQL*Plus Requisiti, Oracle DBMS, installazione di Oracle 11g, come accedere a SQL*Plus, le istruzioni DDL in Oracle, l istruzione DESCRIBE, le istruzioni DML in Oracle, la tabella DUAL, le funzioni Oracle, il tipo DATE, le funzioni di raggruppamento, l istruzione DECODE. Aspetti Tecnologici(0.5 crediti) Tranzazioni Definizione di transazione, proprietà delle transazioni, controllo della concorrenza, architettura di un sistema per il controllo della concorrenza, anomalie delle transazioni concorrenti, teoria del controllo della concorrenza, locking a due fasi, lock gerarchico. Forme Normali Lo scopo della Normalizzazione, ridondanza dei dati e anomalie di aggiornamento, dipendenze funzionali, regole di inferenza delle dipendenze funzionali, il processo di normalizzazione, la Prima Forma Normale, la Seconda Forma Normale, la Terza Forma Normale, Definizioni generali di 2NF e 3NF, la Boyce-Codd Normal Form. Testi consigliati P. Atzeni, S. Ceri, S. Paraboschi, R. Torlone, Basi di Dati Modelli e linguaggi di interrogazione, Terza Edizione, McGraw Hill, 2009 M. Fowler, UML Distilled, III Edizione, Addison Wesley, 2004 H. Garcia-Molina, J.D. Ullman, J. Widom, Database Systems The complete book, Second Edition, Pearson Education, A. Silberschatz, H.F. Korth, S. Sudarshan, Database System Concepts, VI Edizione, McGraw Hill, 2010 R. Ramakrishnan, J. Gehrke, Sistemi di Basi di Dati, McGraw Hill, 2004 T. Connolly, C. Begg, Database Systems, V Edizione, Pearson Education, 2009 Eventuali dispense fornite dal docente

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