Objetivos da Unidade Curricular

A utilização crescente de sistemas distribuídos numa grande diversidade de aplicações levanta dois problemas: i) o número crescente de componentes dos sistemas levanta preocupações sobre a sua fiabilidade; ii) a distribuição geográfica levanta possibilidades interessantes de replicação por diversos servidores. A unidade curricular introduz o conceito de tolerância a faltas distribuída, que faz uso de diferentes processos interligados para replicar componentes de software de uma forma mais económica e flexível do que utilizando equipamento dedicado. A unidade curricular aborda conceitos, metodologias e mecanismos para a construção de sistemas em rede fiáveis.

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Pré-requisitos

Sem pré-requisitos

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Conteúdos

Abstracções básicas de sistemas distribuídos. Modelos de sistemas distribuídos. Algoritmos de difusão. Algoritmos de memória partilhada. Acordo distribuído. Aplicações de acordo distribuído.

 

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Descrição detalhada dos conteúdos programáticos

Componente Teórica

1- Sistemas distribuídos e tolerância a faltas: Paradigmas básicos de sistemas distribuídos; Características de sistemas distribuídos; Evolução dos sistemas distribuídos; Medidas de confiabilidade; Classificação de faltas; Propriedades da confiabilidade; Mecanismos de tolerância a faltas.

2- Modelos de sistemas distribuídos.

3- Algoritmos de difusão e problemas relacionados: Difusão melhor-esforço, fiável com e sem uniformidade no modelo de falha por paragem. Ordenação FIFO, causal e total de mensagens. Problema do acordo distribuído.

4- Deteção de falhas: Mecanismos; Propriedades de detetores de falhas; Acordo distribuído com detetores de falhas.

5- Replicação: Gestão da replicação em sistemas não particionáveis e particionáveis; Replicação de máquina de estados; Paxos.

6- Comunicação em grupo: Conceitos; Gestão de vistas; Sincronia de vistas; Aspetos de segurança.

7- Transações: Modelo transacional; Recuperação; Checkpointing.

8- Memória partilhada: Registos atómicos; Sincronização por memória partilhada; Coordenação; Espaços de tuplos.

9- Computação e armazenamento em larga escala.

 

Componente Teórica-Prática

Desenvolvimento de aplicações tolerantes a faltas. Aplicações práticas e desenvolvimento de variantes dos algoritmos estudados nas aulas teóricas.

 

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Bibliografia

Recomendada

P. Veríssimo, L. Rodrigues. Distributed Systems for System Architects. Kluwer. Part 1 (Distributed systems) and Part 2 (Fault-tolerance)

C. Cachin, R. Guerraoui, L. Rodrigues. Reliable and Secure Distributed Programming. (2nd edition). Springer. 2011

 

Outros elementos de estudo

Artigos sobre várias partes da matéria, disponibilizados aos alunos e acessíveis através ba biblioteca B-On.

 

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Métodos de Ensino

As aulas teóricas tentam estimular o envolvimento dos alunos, constriuindo colaborativamente algoritmos que resolvem os problemas levantados no início da aula. Nas aulas práticas os estudantes são convidados a resolver individualmente os problemas apresentados no início da aula e a discutir as suas resoluções com os colegas.

 

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Métodos de Avaliação

Exame final que avalia a componente teórica. Provas escritas curtas, ao longo do semestre. Trabalhos de análise de artigos e apresentações. Desenvolvimento de uma aplicação tolerante a faltas.

 

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Língua de ensino

A unidade curricular é leccionada em Inglês caso estejam inscritos alunos que não dominem a língua portuguesa. Caso contrário é leccionado em português