Programowanie współbieżne i rozproszone

Umiejętność programowania w językach Java i C

Podstawowa znajomość współczesnych architektur komputerowych i systemów operacyjnych

Godziny realizowane z udziałem nauczyciela:

- wykład: 30 godz.

- laboratorium: 30 godz.

Łącznie z udziałem nauczyciela: 60 godz. / 2,4 pkt ECTS

Praca indywidualna studenta, potrzebna do zaliczenia przedmiotu (studiowanie literatury, realizacja zadań, przygotowanie się do laboratorium, przygotowanie się do egzaminu): 115 godz. / 4,6 pkt ECTS

Łącznie: 175 godz. / 7 pkt ECTS

- ćwiczenia praktyczne/laboratoryjne - U1, W1

- egzamin pisemny - W1, W2, U2, K1

- realizacja projektu - W1, W3, U1, K1, K2

- pisemne testy kontrolne - W1, U2

Celem przedmiotu jest zaznajomienie słuchaczy z teoretycznymi podstawami i praktyką rozwiązywania problemów informatycznych w postaci programów współbieżnych oraz metodami tworzenia systemów rozproszonego przetwarzania informacji. W szczególności omówione zostaną następujące zagadnienia:

1. Podstawowe pojęcia dotyczące współbieżności

2. Poprawność programów współbieżnych

3. Semafory (problem producent - konsument, problem ucztujących filozofów, problem wzajemnego wykluczania)

4. Monitory, problem czytelników i pisarzy

5. Wybrane mechanizmy programowania współbieżnego (blokady, operacje RMW)

6. Implementacja wybranych mechanizmów realizujących współbieżność

7. Teoretyczne zagadnienia związane z programowaniem współbieżnym

8. Realizacja współbieżności w języku Ada oraz C+PTHREADS

9. Tworzenie systemów rozproszonych w oparciu o Remote Method Invocation (RMI), standard CORBA, RMI-IIOP, protokół MQTT

Wykład jest prowadzony zdalnie przy użyciu platformy MS Teams.

Stpiczyński, P., and Brzuszek, M. Programowanie współbieżne i rozproszone w jezyku Java. Uniwersytet Marii Curie-Sklodowskiej w Lublinie, 2012, https://stpiczynski.umcs.pl/books/stpiczynski_wsp.pdf

Oracle Corporation, The Java Tutorial - Concurrency (ver. 2024) https://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/

J. Manner, S. Bohm: Lecture Notes: Concurrency Topics in Java (April 2022), https://www.researchgate.net/profile/Johannes-Manner/publication/360473694_Lecture_Notes_Concurrency_Topics_In_Java/links/62792e893a23744a7270446f/Lecture-Notes-Concurrency-Topics-In-Java.pdf

M. Herlihy, N. Shavit. Sztuka programowania wieloprocesorowego. Wydawnictwo naukowe PWN, 2010

M. Ben-Ari. Podstawy programowania współbieżnego i rozproszonego. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2009

W1: Student zna języki programowania współbieżnego i rozproszonego oraz ma wiedzę dotyczącą ich wykorzystania w rozwiązywaniu problemów - K_W01, K_W03

W2: Student ma rozszerzoną wiedzę na temat realizacji współbieżności we współczesnych systemach komputerowych - K_W05

W3: Student ma wiedzę dotyczącą specyfikacji testowania oraz wdrażania systemów ze współbieżnością K_W04

U1: Student umie tworzyć systemy o dużym stopniu komplikacji i specjalistycznym przeznaczeniu i weryfikować hipotezy odnośnie ich poprawności - K_U01

U2: Student umie dokonać implementacji algorytmu współbieżnego wykorzystując gotowe narzędzia (biblioteki i konstrukcje języków programowania) - K_U03

K1: Student odpowiedzialnie korzysta z literatury w celu rozwiązywania problemów inżynierskich/badawczych. - K_K01

K2: Student dostrzega znaczenia korzystania z opinii ekspertów przy rozwiązywaniu skomplikowanych problemów aplikacyjnych K_K02