SISTEMI OPERATIVI AVANZATI

Informatica SISTEMI OPERATIVI AVANZATI

0522500066
DIPARTIMENTO DI INFORMATICA
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INFORMATICA
2022/2023



ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2016
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
756LEZIONE
216LABORATORIO
Obiettivi
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

- PANORAMICA COMPLETA SUI MODERNI SISTEMI OPERATIVI PER SISTEMI MULTIPROCESSORE (SMP)
- PRINCIPALI ARCHITETTURE PARALLELE E STRUTTURA DI UN SISTEMA MULTICORE.
- I CONCETTI DI GRID E CLOUD COMPUTING
- EVOLUZIONE DEI SISTEMI DI CALCOLO DAI SISTEMI PARALLELI FINO AI MODERNI DATA CENTER, RIDISEGNANDO L'ARCHITETTURA DEL SISTEMA OPERATIVO E INTRODUCENDO TUTTI I NUOVI MODULI NECESSARI
- PRINCIPALI DIFFERENZE NEI MODULI PER LA GESTIONE DEI PROCESSI, SCHEDULING E GESTIONE DELLA MEMORIA VIRTUALE
- GESTIONE DELLA VIRTUALIZZAZIONE DELLE RISORSE DI CALCOLO, SISTEMI PER LA FULL-VIRTUALIZATION O PARA-VIRTUALIZATION
- FILE SYSTEM DISTRIBUITI AD ALTE PRESTAZIONI PER LA COMUNICAZIONE E LA COOPERAZIONE TRA MACCHINE VIRTUALI


CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

- INSTALLAZIONE, CONFIGURAZIONE ED AMMINISTRAZIONE DI UN CLUSTER DI WORKSTATION (PC) ATTRAVERSO L’UTILIZZO DEL MIDDLEWARE SPARK OVER HADOOP
- PROGETTARE E REALIZZARE APPLICAZIONI DISTRIBUITE BASATE SUL PARADIGMA DEL MAP REDUCE
- CONFIGURARE ED OTTIMIZZARE LE PRESTAZIONI DI UN FILE SYSTEM DISTRIBUITO
- CONFIGURARE E GESTIRE UN SISTEMA BASATO SULLA VIRTUALIZZAZIONE
Prerequisiti
LO STUDENTE DEVE CONOSCERE L’ARCHITETTURA DEI SISTEMI DI ELABORAZIONE, I SISTEMI OPERATIVI TRADIZIONALI UNIX.
E' AUSPICABILE LA CONOSCENZA DELLA PROGRAMMAZIONE OBJECT ORIENT ED IN PARTICOLARE DEI LINGUAGGI JAVA E SCALA
Contenuti
ORE DI LEZIONI FRONTALI: 56
ORE DI LABORATORIO: 16
IL CORSO È SUDDIVISO IN 4 PARTI:

IL CORSO INIZIA CON UNA SINTETICA RIVISITAZIONE DELL'APPROCCIO TRADIZIONALE PER LA PROGETTAZIONE DI SISTEMI OPERATIVI PER ARCHITETTURE BASATE SU SINGOLO PROCESSORE, [8 ORE FRONTALI]

SUCCESSIVAMENTE SARANNO ANALIZZATE LE PROBLEMATICHE CONNESSE ALLO SVILUPPO DI UN SISTEMA OPERATIVO PER SISTEMI MULTIPROCESSORE SHARED MEMORY.
LA SECONDA PARTE INTRODUCE LE PRINCIPALI ARCHIETTURE MULTIPROCESSORE PRESENTANDO MOLTEPLICI TECNICHE E SOLUZIONI PER LA REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA OPERATIVO PER SISTEMI MULTIPROCESSORE MOSTRANDONE LE PRINCIPALI CARATTERISTICHE E CRITICITÀ.
PARTICOLARE ATTENZIONE SARÀ DEDICATA AI SISTEMI PER GESTIONE EFFICIENTE DEL MULTITHREADING (APPROCCIO SHARED MEMORY) E PER IL CALCOLO DISTRIBUITO SECONDO IL PARADIGMA MAPREDUCE (HADOOP / SPARK). [24 ORE FRONTALI]

LA TERZA PARTE INTRODUCE SOLUZIONI DEDICATE ALLO STORAGE ED AI FILE SYSTEM PER SISTEMI DISTRIBUITI AD ALTE PRESTAZIONI (CONSIDERANDO KPI QUALI: AFFIDABILITÀ, CAPACITÀ, ACCESSIBILITÀ, ECC.). TRA I TEMI DI STUDIO VI SONO RAID, NFS, CODA, AFS, LBFS, HDFS ED IL GOOGLE FILE SYSTEM. [18 ORE FRONTALI]

NELLA QUARTA PARTE SARANNO INTRODOTTI I DIVERSI APPROCCI ALLA VIRTUALIZZAZIONE E LE DUE PRINCIPALI TECNICHE PER LA VIRTUALIZZAZIONE BASATE SULLE SOLUZIONI XEN PER LA PARA VIRTUALIZATION E KVM PER LA FULL VIRTUALIZATION. INFINE SARÀ INTRODOTTO IL CONCETTO DI CONTAINERIZZAZIONE (DOCKING) [6 ORE FRONTALI]

UNA VOLTA INTRODOTTO IL CONCETTO DI SISTEMA DISTRIBUITO IN LABORATORIO SARÀ PRESENTATO ED UTILIZZATO PER LE ESERCITAZIONI IL FRAMEWORK SPARK DI APACHE IMPLEMENTATO SU UN CLUSTER HADOOP, INSTALLANDONE UNA ISTANZA SU OGNI PC DELL'AULA DIDATTICA REALIZZANDO COSÌ UNA PICCOLA GRIGLIA COMPUTAZIONALE SU CUI SPERIMENTARE E MISURARE LE PRESTAZIONI (SCALABILITÀ) DEI PROGETTI REALIZZATI DAGLI STESSI GRUPPI DI STUDENTI CHE AVRANNO SCELTO DI SOSTENERE L'ESAME IN MODALITÀ SEMINARI + PROGETTO + TESINA. [16 ORE LABORATORIO]
Metodi Didattici
IL CORSO DI SISTEMI OPERATIVI AVANZATI PREVEDE LEZIONI A CARATTERE TEORICO PER IL TRASFERIMENTO DELLE CONOSCENZE RELATIVE ALLE SOLUZIONI PROVENIENTI DALLA RICERCA DI BASE NEL CAMPO DEI SISTEMI OPERATIVI ED ESERCITAZIONI PRATICHE IN LABORATORIO PER LA SPERIMENTAZIONE DI PROGRAMMI DISTRIBUITI E LA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI RAGGIUNTE DALLE SOLUZIONI REALIZZATE DAGLI STUDENTI ORGANIZZATI IN GRUPPI DI LAVORO.
Verifica dell'apprendimento
CIASCUN STUDENTE POTRÀ SCEGLIERE TRA DUE MODALITÀ D'ESAME:

LA PRIMA PREVEDE LA PARTECIPAZIONE ASSIDUA ALLE LEZIONI, LA PRESENTAZIONE DI 2 SEMINARI (UNA PER CIASCUNA PARTE DEL CORSO) IN AULA BASATI SULLO STUDIO DI UN INSIEME DI ARTICOLI SCIENTIFICI SUGGERITI DAL DOCENTE.
AL TERMINE DEL CORSO, ORGANIZZATI IN GRUPPI, SARANNO REALIZZATI PROGETTI SU SCALA REALE I CUI RISULTATI SARANNO RACCOLTI IN UNA TESINA DISCUSSA CON IL DOCENTE IN SEDE DI ESAME.
IN QUESTA PRIMA MODALITÀ D'ESAME SARANNO PREMIATE LA CAPACITÀ SINTESI OLTRE CHE LA CHIAREZZA ESPOSITIVA MOSTRATE DURANTE I SEMINARI ED I RISULTATI CONSEGUITI NELL'AMBITO DEL PROGETTO SCELTO (CORRETTA APPLICAZIONE DELLE TECNICHE APPRESE DURANTE IL CORSO, APPLICAZIONE DELLE METODOLOGIE PER LA VALUTAZIONE SPERIMENTALE DEI RISULTATI) ECC.

LA SECONDA È LA MODALITÀ TRADIZIONALE CON PROVA SCRITTA E COLLOQUIO D'ESAME DURANTE IL QUALE LO STUDENTE PRESENTERÀ LA PROPRIA PREPARAZIONE SULL'INTERO PROGRAMMA DEL CORSO.
IN QUESTO CASO LA PARTE TEORICA SARÀ VALUTATA SULLA CAPACITÀ CRITICA DEGLI STUDENTI NECESSARIA PER VALUTARE LE SOLUZIONI PRESENTATE.
IN VIRTÙ DELL'AMPIEZZA DEL PROGRAMMA SARÀ PARTICOLARMENTE APPREZZATA LA CAPACITÀ DI SINTESI E LA CAPACITÀ DI INDIVIDUARE SOLUZIONI SPECIFICHE A PROBLEMI REALI.
LA PARTE RELATIVA AL LABORATORIO SARÀ VALUTATA IN FUNZIONE DELLA QUALITÀ DELLE SCELTE EFFETTUATE NEL DISEGNO E L'IMPLEMENTAZIONE DELLA SOLUZIONE.
Testi
COME RIFERIMENTO PER I CONTENUTI DEL CORSO SARANNO UTILIZZATI I SEGUENTI ARTICOLI SCIENTIFICI LIBERAMENTE SCARICABILI DALLA PIATTAFORMA PER LA DIDATTICA:
THOMAS E. ANDERSON ET AL., SERVERLESS NETWORK FILE SYSTEMS. PAGES 41-79, 1996
ANDREW W. APPEL AND KAI LI. VIRTUAL MEMORY PRIMITIVES FOR USER PROGRAMS. IN ASPLOS, PAGES 96-107, 1991
PAUL BARHAM ET AL., XEN AND THE ART OF VIRTUALIZATION. IN SOSP, PAGES 164-177, 2003
ANDREW BAUMANN ET AL., THE MULTIKERNEL: A NEW OS ARCHITECTURE FOR SCALABLE MULTICORE SYSTEMS. IN PROCEEDINGS OF THE ACM SIGOPS 22ND SYMPOSIUM ON OPERATING SYSTEMS PRINCIPLES, SOSP '09, PAGES 29-44, NEW YORK, NY, USA, 2009 ACM
BRIAN N. BERSHAD ET AL., EXTENSIBILITY, SAFETY AND PERFORMANCE IN THE SPIN OPERATING SYSTEM. IN SOSP, PAGES 267-284, 1995
EDOUARD BUGNION ET AL. DISCO: RUNNING COMMODITY OPERATING SYSTEMS ON SCALABLE MULTIPROCESSORS. IN SOSP, PAGES 143-156, 1997
GIUSEPPE CATTANEO, LUIGI CATUOGNO, ANIELLO DEL SORBO, AND PINO PERSIANO. THE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF A TRANSPARENT CRYPTOGRAPHIC FILESYSTEM FOR UNIX. IN USENIX ANNUAL TECHNICAL CONFERENCE, FREENIX TRACK, PAGES 199-212, 2001
MICHAEL DAHLIN ET AL. COOPERATIVE CACHING: USING REMOTE CLIENT MEMORY TO IMPROVE FILE SYSTEM PERFORMANCE. IN OSDI, PAGES 267-280, 1994
MATT DEBERGALIS ET AL. THE DIRECT ACCESS FILE SYSTEM. IN FAST, 2003
DAWSON R. ENGLER, M. FRANS KAASHOEK, AND JAMES O'TOOLE. EXOKERNEL: AN OPERATING SYSTEM ARCHITECTURE FOR APPLICATION-LEVEL RESOURCE MANAGEMENT. IN SOSP, PAGES 251-266, 1995
BENJAMIN GAMSA, ORRAN KRIEGER, JONATHAN APPAVOO, AND MICHAEL STUMM. TORNADO: MAXIMIZING LOCALITY AND CONCURRENCY IN A SHARED MEMORY MULTIPROCESSOR OPERATING SYSTEM. IN OSDI, PAGES 87-100, 1999
SANJAY GHEMAWAT ET AL. THE GOOGLE FILE SYSTEM. IN SOSP, PAGES 29-43, 2003
JEFFREY DEAN AND SANJAY GHEMAWAT. MAPREDUCE: SIMPLIFIED DATA PROCESSING ON LARGE CLUSTERS. IN OSDI, PAGES 137-150, 2004
GARTH A. GIBSON ET AL., A COST-EFFECTIVE, HIGH-BANDWIDTH STORAGE ARCHITECTURE. IN ASPLOS, PAGES 92-103, 1998
HERMANN HARTIG ET AL., THE PERFORMANCE OF -KERNEL-BASED SYSTEMS. IN SOSP, PAGES 66-77, 1997
CARL HAUSER ET AL. USING THREADS IN INTERACTIVE SYSTEMS: A CASE STUDY. IN SOSP, PAGES 94-105, 1993
JOHN H. HOWARD ET AL. SCALE AND PERFORMANCE IN A DISTRIBUTED FILE SYSTEM. PAGES 51-81, 1988
M. FRANS KAASHOEK ET AL. APPLICATION PERFORMANCE AND EXTENSIBILITY ON EXOKERNEL SYSTEMS. IN SOSP, PAGES 52-65, 1997
JUDY KAY AND PIERS LAUDER. A FAIR SHARE SCHEDULER. PAGES 44-55, 1988
JAMES J. KISTLER AND MAHADEV SATYANARAYANAN. DISCONNECTED OPERATION IN THE CODA FILE SYSTEM. PAGES 3-25, 1992
JEANNA NEEFE MATTHEWS ET AL. QUANTIFYING THE PERFORMANCE ISOLATION PROPERTIES OF VIRTUALIZATION SYSTEMS. IN EXPERIMENTAL COMPUTER SCIENCE, PAGE 6, 2007
ATHICHA MUTHITACHAROEN, BENJIE CHEN, AND DAVID MAZIERES. A LOW-BANDWIDTH NETWORK FILE SYSTEM. IN SOSP, PAGES 174-187, 2001
DAVID A. PATTERSON ET AL. A CASE FOR REDUNDANT ARRAYS OF INEXPENSIVE DISKS (RAID). IN SIGMOD CONFERENCE, PAGES 109-116, 1988
KARIN PETERSEN ET AL. FLEXIBLE UPDATE PROPAGATION FOR WEAKLY CONSISTENT REPLICATION. IN SOSP, PAGES 288-301,1997
RICHARD F. RASHID ET AL. MACHINE-INDEPENDENT VIRTUAL MEMORY MANAGEMENT FOR PAGED UNIPROCESSOR AND MULTIPROCESSOR ARCHITECTURES. PAGES 896- 907,1988
MENDEL ROSENBLUM AND JOHN K. OUSTERHOUT. THE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF A LOG-STRUCTURED FILE SYSTEM. PAGES 26-52, 1992
BIANCA SCHROEDER AND GARTH A. GIBSON. DISK FAILURES IN THE REAL WORLD: WHAT DOES AN MTTF OF 1,000,000 HOURS MEAN TO YOU? IN FAST, PAGES 1-16, 2007
A. SILBERSCHATZ, P.B. GALVIN, G. GAGNE, V. MARRA, AND P. CODARA. SISTEMI OPERATIVI. CONCETTI ED ESEMPI. PEARSON, 2009 VIII EDIZIONE
A. THEKKATH, ET AL. SEPARATING DATA AND CONTROL TRANSFER, IN DISTRIBUTED OPERATING SYSTEMS. IN ASPLOS, PAGES 2-11, 1994
Altre Informazioni
E-MAIL DEL DOCENTE: CATTANEO@UNISA.IT
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2022-08-05]