INF302S Distribuované systémy

Obchodně podnikatelská fakulta v Karviné
zima 2006
Rozsah
2/1/0. 5 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. Mgr. Petr Suchánek, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Petr Suchánek, Ph.D. (cvičící)
Garance
doc. Mgr. Petr Suchánek, Ph.D.
Katedra informatiky a matematiky – Obchodně podnikatelská fakulta v Karviné
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je seznámit posluchače se základními pojmy distribuovaných systémů a jejich modely, strukturou distribuovaného systému, topologií. Dále poskytnout základní přehled technik nutných pro efektivní meziprocesovou a mezisystémovou komunikaci, distribuované výpočty apod.
Osnova
  • Struktura výkladu:
    1. Obecné pojmy DS
    2. Meziprocesová komunikace
    3. Skupinová komunikace
    4. Synchronizace
    5. Topologické úlohy
    6. Směrování toku zpráv
    7. Transakční zpracování
    8. Distribuované databázové systémy
    9. Identifikace objektů
    10. Distribuovaná sdílená paměť
    11. Vzdálené spouštění procesů
    12. Správa prostředků a souborů
    Obsah předmětu:
    1. Definice a funkce distribuovaných systémů (základní charakteristika distribuovaných systémů - výhody, nevýhody). Požadavky na hardware. Architektury a modely distribuovaných systémů. Spolehlivost DS. Ekonomická hlediska tvorby DS.
    2. Meziprocesová komunikace. Model klient/server, Request/reply protokol. Struktura zpráv, synchronní a asynchronní komunikace, zasílání zpráv. Správa distribuovaných dat.
    3. Skupinová komunikace (unicast, broadcast, multicast), pracovní skupiny, atomicita. Uspořádání zpráv, doručovací protokoly.
    4. Synchronizace v distribuovaném systému. Uspořádání událostí, logické hodiny, synchronizace fyzických hodin. Vzájemné vyloučení procesů. Distribuované semafory. Globální stav systému. Distribuovaná dohoda. Detekce uváznutí a ukončení.
    5. Topologické úlohy. Topologie v distribuovaném prostředí. Topologické struktury (virtuální) kruh, kořenový strom, kostra grafu, t-kostry podsítí
    6. Směrování toku zpráv. Směrování nejkratší cestou (centralizovaný Bellman-Fordův algoritmus, distribuovaný asynchronní Bellman-Fordův algoritmus). Šíření směrovacích informací.
    7. Transakční zpracování. Distribuované transakce. Vlastnosti transakcí, implementace transakcí (stabilní paměť, lokální pracovní prostor, intenční seznam). Transakční komunikační primitiva. Kontrola konkurence (zámky, dvoufázové uzamykání, optimistická kontrola konkurence, časové značky). Transakční servery na Internetu.
    8. Distribuované databázové systémy. Základní struktura DDBS, přístupy k DDBS, potvrzovací protokoly. Rozvrhy.
    9. Identifikace objektů v distribuovaném systému. Identifikační systém (struktura jmen, cesty, adresy a mapování). Systémová jména. Kapability (s podpisem, s redutancí). Uživatelská jména.
    10. Distribuovaná sdílená paměť. Konzistenční modely (striktní, sekvenční, kauzální, PRAM, slabá, uvolňovací, přístupová konzistence). Distribuované stránkování. Distribuované sdílené proměnné. Distribuované objekty.
    11. Vzdálené spouštění procesů, alokace volného procesoru. Klasifikace a implementace alokačních algoritmů. Migrace procesů. Mechanismus migrace procesů, reziduální dependence, doručování zpráv.
    12. Správa prostředků. Správci prostředků (centralizovaná a distribuovaná správa prostředků, správa prostředků pomocí agentů). Zablokování (deadlock). Ochrana prostředků. Správa souborů. Diskové služby, souborové služby, adresářové služby, replikace, trendy. Příklady využití distribuovaných systémů v praxi.

    Výuka seminářů probíhá v počítači vybavených učebnách. Studijní materiály jsou dostupné v elektronické podobě prostřednictvím fakultní počítačové sítě.
Informace učitele
Pět kreditů bude uděleno za získání alespoň 60 bodů ze 100 možných. 0-20 bodů lze získat za zpracování seminární práce, 0-30 bodů z průběžného kontrolního testu a 0-50 bodů ze závěrečné písemné zkoušky. Seminární práce bude zaměřena na zpracování konkrétního tématu z probíraných oblastí s přímou vazbou na využití distribuovaných systémů v praxi. Seminární práce bude prezentována studentem na jednom ze seminářů v předem dohodnutém termínu formou 10-20 minutového referátu. Seminární práce bude zadána na začátku semestru, aby doba na zpracování byla několik týdnů.
Hodnocení je následující:

výborně 85 - 100 b.
velmi dobře 70 - 84 b.
dobře 60 - 69 b.
nevyhověl 0 - 59 b.
Prezentaci seminární práce, průběžný test a závěrečnou zkoušku studenti absolvují ve vypsaných termínech. Přednesení obsahu seminární práce a její odevzdání v daném termínu je jednou z nutných podmínek pro absolvování předmětu.
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 1990, zima 1991, zima 1992, zima 1993, zima 1994, zima 1995, zima 1996, zima 1997, zima 1998, zima 1999, zima 2000, zima 2001, zima 2002, zima 2003, zima 2004, zima 2005, zima 2007.