Universita` di Bologna Corso di Laurea Magistrale in Ing. Informatica A.A Sistemi Operativi M. Prof. Anna Ciampolini

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1 Universita` di Bologna Corso di Laurea Magistrale in Ing. Informatica A.A Sistemi Operativi M Prof. Anna Ciampolini

2 Obiettivi del Corso Completamento dello studio dei sistemi operativi (v. Sistemi Operativi T): Virtualizzazione Protezione e sicurezza Sistemi operativi multiprocessore Sistemi operativi distribuiti Approfondire la conoscenza sulla programmazione concorrente sia in ambiente a memoria comune che in ambiente distribuito. Studiare come la concorrenza viene realizzata all interno del kernel del SO, in architetture monoprocessore, multiprocessore e distribuite. Sperimentare le tecniche di programmazione concorrente mediante lo sviluppo di programmi concorrenti in diversi linguaggi Prerequisiti: Calcolatori Elettronici T Sistemi Operativi T

3 Programma 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

4 3. Richiami sulla Programmazione concorrente Introduzione e definizioni Processi non sequenziali. Tipi di interazione Architetture, modelli e linguaggi per la programmazione concorrente 4. Modello a memoria comune. Aspetti caratterizzanti Richiami su: Mutua esclusione Semafori Monitor Variabili condizione Uso di linguaggi concorrenti nel modello a memoria comune: Java, c/pthread, Ada.

5 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: google Go, Ada. 6. Nucleo di un sistema multithreaded/multitask 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

6 7. Programmazione distribuita e parallela modelli architetturali modelli di programmazione esempio: il modello Map Reduce - La piattaforma Hadoop per l esecuzione di applicazioni Map Reduce in sistemi cluster nel cloud. 8. Azioni atomiche Definizione e proprietà Azioni atomiche multiprocesso Azioni atomiche innestate Uso di azioni atomiche nei sistemi distribuiti Realizzazione di azioni atomiche nel modello a scambio di messaggi e nel modello a memoria comune

7 Orario Alcuni giovedì in laboratorio (LAB2), a partire dal mese di ottobre.

8 Attivita` di laboratorio Verranno proposte esercitazioni pratiche per sperimentare sul campo le tematiche presentate in aula. Strumenti usati: c/linuxthreads (pthread) - Ada - Go -

9 L'esame sarà costituito da: Modalita` di Esame una prova pratica di progetto una prova orale. Prova Pratica: consiste nel progetto e nello sviluppo di un'applicazione concorrente che risolve un problema di sincronizzazione dato (da svolgersi in laboratorio). Prova Orale: verifica orale su tutto il programma. NB: Per poter sostenere l'orale e` necessario aver superato la prova pratica. La validità dell esito della prova pratica è 1 anno solare.

10 Esame: valutazione Prova Pratica: voto in trentesimi (Vp) Prova Orale: voto in trentesimi (Vo) Voto finale = 0,6.Vo + 0,4.Vp

11 Date d'esame Prove Pratiche: 3 appelli nella sessione invernale (dicembrefebbraio 2016): 21 dicembre 2015 ore 9.30, LAB2 13 gennaio 2016 ore 9.30, LAB2 3 febbraio 2016 ore 9.30, LAB2 Prove Orali: 8 gennaio 2016 ore gennaio 2016 ore febbraio 2016 ore 9.30 Date e Iscrizioni su Almaesami

12 Bibliografia Testo di riferimento: P.Ancilotti, M.Boari: PROGRAMMAZIONE CONCORRENTE E DISTRIBUITA, McGraw - Hill, Per approfondire e completare gli argomenti trattati: G.R.Andrews: "Foundations of Multithreaded, Parallel and Distributed Programming", Addison- Wesley Hwang, Fox, Dongarra: Distributed and Cloud Computing, Morgan and Kaufmann, 2012.

13 Bibliografia Testi generali sui Sistemi Operativi: P.Ancilotti, M.Boari, A.Ciampolini: "Sistemi operativi", seconda edizione, McGraw-Hill 2008 A.S. Tanenbaum: I moderni sistemi operativi, Pearson - Prentice Hall A.Silberschatz, P.Galvin, G.Gagne: Sistemi Operativi: concetti ed esempi" (versione italiana) 8^ edizione, Pearson.

14 Attività progettuali Sono previste attività progettuali su argomenti trattati nel corso Ogni Attività Progettuale vale 4 CFU (100 ore di lavoro), deve essere svolta in autonomia dallo studente. Le attività progettuali scelte devono essere inserite esplicitamente nel proprio piano di studi