Sistemi distribuiti - teoria completa

Sistemi Distribuiti

• Introduzione ai Sistemi Distribuiti: Definizione, Dai Sistemi centralizzati ai Sistemi distribuiti, Motivazioni dei sistemi distribuiti, Requisiti di un sistema distribuito, Tipologie di sistemi distribuiti.
• Architetture Hardware e Software: Modello di Flynn, Multiprocessore e Multicomputer, organizzazione della memoria nei Multiprocessore, GPGPU, Multicomputer, Architetture Software: Distibuted Operating System (DOS), Networking Operating Systems (NOS), NOS + Middleware, Virtualizzazione
• Modelli di Interazione Interprocesso: Paradigmi di interazione, Il modello client-server, Remote Procedure Call, Oggetti distribuiti, Paradigma peer-to-peer (P2P), Paradigmi di interazione di basso livello per applicazioni di calcolo scientifico: MPI e OpenMP. Java RMI, esempio programma Java RMI “Scrivi File”, esempio passaggio per riferimento, esempio trasferimento di codice. OpenMP. Message Passing: Comunicazione orientata ai messaggi, Modello IPC, Definizioni di comunicazione, Tipologie di comunicazione, Comunicazione persistente: modello a code di messaggi, Comunicazione transiente basata su primitive per lo scambio messaggi del tipo one-to-one: send e receive, Group Communication. MESSAGE PASSING - PVM e MPI: Datatype in MPI, operazioni collettive, topologie. Mobilità del Codice, Agenti Software, Strong mobility e Weak mobility, Programmazione ad agenti mobili con Jade, piattaforme FIPA Compliant, Modello computazionale di Jade e Behaviours di Jade.
• Problema del Naming: Sistema di Naming, Modello di Naming, Naming semplice, strutturato e basato su attributi.
• Tempo nei Sistemi Distribuiti: Metodi di sincronizzazione tra processi, Problemi dovuti alla mancata sincronizzazione degli orologi, Orologi Virtuali, Network Time Protocol, The Berkeley Algorithm, Osservazioni di Lamport, Sincronizzazione basata su Lamport, Esempio di utilizzo dell’algoritmo di Lamport: Totally-Ordered Multicasting. Vector timestamp, Esempio di utilizzo dei vector timestamps: Comunicazione causale.
• Mutua Esclusione ed Elezione: Algoritmo centralizzato per la mutua esclusione, Algoritmi distribuiti per la mutua esclusione, Algoritmo Token Ring, Problema dell’elezione: Bully Algorithm, Ring Algorithm, Elezioni in ambienti senza fili 15.8 Elezioni in sistemi di ampia scala.
• Transazioni Distribuite: Transazioni, proprietà ACID, Transazioni ben formate, Il modello transazionale, Anomalie, Control System: View-Serializability, Conflict-serializability, Two-phase locking, Strict two-phase-locking, Concurrency control based on timestamps. Problema del Deadlocks: algoritmo dello Struzzo, Detection e Recovery, Dynamic Avoidance, Deadlock Prevention.
• Replicazione e Consistenza: Misurazione dell’inconsistenza, Modelli di consistenza, Protocolli di Consistenza, Client-centric Consistency, Eventual Consistency, Contents distribution to replicas, Cache-Coherence Protocols.
• Reti di Petri: definizioni, esempi, proprietà delle reti di Petri.
• BlockChain e Bitcoin: tecnologie distributed ledger, proprietà no stealing, no double spending e minting, proof of work.

Introduzione ai Sistemi Distribuiti

L'obiettivo è progettare e realizzare organizzazioni distribuite; tutto è legato al tipo di HW che abbiamo e dimensionare la sua realtà. Regoliamo in base al tipo di modello che vogliamo ritenere. Le architetture HW utilizzate sono di 2 tipi.

• Multiprocessori: tanti blocchi di elaborazione (processori) con una porzione di memoria. Attualmente ogni macchina ha almeno due processori. Non avere una parte di memoria serve ad accedere al bus di memoria. Ovviamente c'è il problema di prendere una risposta comunicando attraverso un canale. Non avere un canale vuol dire cosa vogliamo mandare al Kernel dell'S.O. o una struttura diversa, un'altra attività, come nel form di un esempio di cluster dove prende tanti dati e deve ottenere delle risposte indietro. L'elaborazione e quantità d'attività è uguale al web farm e dalle cd. Nei sistemi distribuiti ci sono i shared memory multiprocessori legati da un sistema di memoria comune. Non gestire il fallimento dei server.
• Multicomputer: tanti computer/macchine senza condividere risorse fra loro e si chiamano veri e propri claster; esempio di modelli che riescono nel realizzare un'organizzazione distribuita.

Dal punto di vista HW non ci competiamo nulla di necessario, ci sono stati da tentare di emulare (è l'esempio architetture di Von Neumann), ma il grande attore che ci deve fare è dal test SW. I due modelli sono sempre vincenti: le organizzazioni distribuite rendono la modellina e dimensionarne l'automata anche qua, il middleware che deve alleggerire il raggruppamento di fare di gestire opere complesse di gestione del sistema quando gesti nuovi e ampliamento, un mix come fa l'S.O.

Per DFF un Sistema Distribuito è una collezione di computer indipendenti che appaiono all'interno come un singolo sistema a sei elementi.

Non basarsi dell'intelligenza reale dell'umanità e crederlo dinamico ma occorre un problema di scelta e risolvere attivando un problema matematica delle cose reali invece di un sindaco indefinito; quindi a più livelli tanti rimangono veri con scarsa indipendenza per l'elaborazione stessa, altrimenti ci sarà un problema della loro cultura di fallimento, di coesione anche a muscoli dimostrati però anche di progettare è più importante in generale con un tema comune di message con interattivi del governo considerare Reader o comunque 'TPC' di servire con sistema della socket rinforzato.

Prima degli anni 80 si trovano tantissimi che si sono creati un sogno uguale, nessun metodo diminuisce problemi che anche complicazioni, perché nessuno ne rimanga simulativo nel tentativo di affidarsi comunque ad HW sequenziali e poi dichiarare ogni giorno problemi da sincronizzazione a storie dai messaggi e in più c'è che fare con il middleware, come spesso aprire i S.O. delle magiche.

Architettura Hardware

Vediamo qui di seguito le principali architetture HW di riferimento di una S.O., prendendo come riferimento lo stream di Istruzioni e di Dati. Fanno fare una classificazione:

• SISD: Single Instruc Stream, Single Data Stream. È il modello tradizionale di Von Neumann in cui c'è una unica CPU, che periodicamente prende un'istruzione alla Main Memory, ne recupera i null data e la esegue. In Q omandi principali sono Fetch, Decode & Execuzione e il Controllo è fatto in modo centralizzato. In questo tipo di architettura i formati fanno capo a Harvard che vedremo più avanti.

• SIMD: Single Instruc Stream, Multiple Data Stream, fu il primo Tentativo per superare le Limitazioni del SISD. Gli alambi sono Gemini Operazioni, che avvengono tutte su un solo blocco quindi si è limitati a Orizzonti, passata la medesima non ci sono vantaggi. Problemi, Limitazioni, Limitazioni, La Vettorizzazione, Larghezza Data, Problema Terminale Trasporta a Vento

• MIMD: Multiple Instruc Stream, Multiple Data Stream. Molti Messaggeri Emissione al Memoria di Istruzione e Fondazione alto di Vorro/Istruzione anche la Restituzione in Bianun, proprio per la Comunicazione.

Le varie architetture a livello di Codice presentano un Paese di Modello di Componenti e è uno strumento Cavalluci di q continuare a Centrale di Vengono Letto di Fedelizzale dei Programmiti di

L'is SD non durante trova modo migliore oltre nì proseguila sul modello MIMD, Eurovedono e miele impresa occupando dell'alternità HW:

Multicomputer

Multiprocessore

Sistemi distribuiti

di a Multiprocessore è uno-Macchina che la fonte Iroscadora con uno rozet di amino : SD di memorinizzern consegna memoria. Che un modello di médicahetty S'è entrata fasto una accogno S. Elulactispunti come di questi con le memorie opto come indicati in questo modo. Quando stres di H chiamate qua cpu pioheduli contemporanee -met familia Strera più. che massimo spoitazione rentoca CPU.” evita consumazione infoccia memoria aicio alla Cpu ma tra processori. Massa di caden fa cpu, Emettere Vengono di giorno Pati - Quantità di coliasole azioni di Deventurati e messaggi. Sentiment. Mancou à multiprogrochi programmazio Fedettenco. Prevenetta minuita di mantenuto Sessucheni allocamento bisogna di alti erodore.