Progetto AA 2004/2005

Scopo del Progetto

Scopo del progetto è la realizzazione di un programma per l'esecuzione di operazioni su matrici e vettori, con uso di programmazione parallela.

Valutazione

In base alla qualità del lavoro consegnato. In particolare:

Disegno complessivo del codice e delle strutture dati.
Qualità del codice (e.g. robustezza, gestione degli errori, etc.)
Qualità della documentazione consegnata

La realizzazione del progetto, unitamente alla (eventuale) realizzazione del progettino darà luogo alla valutazione finale nel modo seguente:

Progetto
- Parte minimale : max 23 punti
- Parti Facoltative: max 8 punti ciascuna
Progettino: max 7 punti

Problema

Il programma realizzato dovrà rispondere ai requisiti indicati nel paragrafo seguente (Parte Minimale) ma potrà anche implementare una o più delle parti facoltative, allo scopo di incrementare il punteggio conseguito.

Parte Minimale

Il programma (nel seguito indicato come anche come “server”) eseguirà un ciclo infinito, esaminando periodicamente il contenuto di una directory. Le operazioni che il programma può svolgere sono moltiplicazioni fra matrici e vettori. All'interno del file di input saranno indicati parametri per l'operazione stessa (dimensioni, elementi, etc).

Ogni volta che nella directory sia presente un file, il server lo leggerà per eseguire il relativo calcolo tramite l'esecuzione (fork(), exec()) di uno o più processi, rimuovendo il file di input e depositando il risultato in una seconda directory. Altrimenti, nel caso la directory sia vuota, si sospenderà per un intervallo opportuno (qualche secondo) per poi proseguire nel ciclo.

N.B. Si può assumere che la directory dove sono contenuti i files di input non abbia sottodirectory.

Il calcolo del risultato dovrà essere effettuato in parallelo, utilizzando per l'IPC memoria condivisa e semafori.

Il server sceglierà dinamicamente il numero di processi da utilizzare per il calcolo in base alle dimensioni dei dati in input (e.g. il numero di righe della matrice) e, qualora la dimensione della matrice (vettore) sia inferiore ad un valore prefissato (indicato nel file di configurazione), il calcolo verrà effettuato da un solo processo. Nel caso la dimensione sia compresa tra il valore indicato ed il suo doppio, verranno usati due processi, e così via, fino al massimo indicato nel file di configurazione.

I processi calcolatori riceveranno la loro parte di matrice tramite il buffer in memoria condivisa, effettueranno il calcolo della rispettiva parte di risultato e, quindi, la invieranno al server attraverso lo stesso buffer.

N.B. Lo scambio dei dati dovrà avvenire mediante un solo buffer di dimensioni ragionevoli il cui accesso sia sincronizzato tramite uno o più semafori, e non:

condividendo le intere matrici fra tutti i processi
utilizzando file intermedi, pipe, etc
con altre soluzioni ingegnose

N.B.B.: Per "dimensioni ragionevoli" si intende, ad esempio, un valore di qualche KB o decina di KB (ordine di grandezza di una riga della matrice di input). L'ipotesi di passare, ad un processo calcolatore, tutte le righe in una sola operazione sarebbe in contrasto con la prima delle specifiche precedenti, nel caso venga utilizzato un solo processo per il calcolo (ad esempio quando la matrice di input è relativamente piccola),

Il server, durante la fase di inizializzazione, leggerà i parametri da un file di configurazione il cui path sarà indicato da command line, ovvero da una locazione di default in mancanza di questo. Il file di configurazione conterrà:

Il nome della directory contenente i file di input
Il nome della directory contenente i file di output
Il numero massimo di processi con cui effettuare il calclo.
La dimensioni minima per l'esecuzione in parallelo (cioè con almeno due processi)

Parti Facoltative

In ordine crescente di difficoltà:

Il programma è in grado di effettuare anche:
- Moltiplicazioni fra Matrici
- Calcolo del minimo e del massimo valore di una matrice o di un vettore Il file di input dovrà, in questo caso contenere anche l'indicazione del tipo di operazione richiesta.
L'input viene ricevuto e restituito, invece che da file, tramite connessione socket. Per questo, il client leggerà un file (con le stesse specifiche della parte minimale) e ne invierà il contenuto al server. L'indirizzo del server puo' essere specificato nel file o sulla linea comando. Al termine del calcolo il client scriverà su file il risultato ricevuto dal server.
Il server gestisce l'esecuzione concorrente di più richieste. Il server non attenderà, cioè che il calcolo sia terminato per eseguirne un altro (nel caso sia disponibile un input, ovviamente). Il numero massimo di processi in esecuzione contemporanea dovrà essere indicato nel file di configurazione

Relazione

A completamento del progetto ogni gruppo dovrà consegnare una documentazione su carta con chiara indicazione sulla copertina dei componenti del gruppo (nome, matricola, anno accademico e recapito). La documentazione dovrà (almeno) contenere le informazioni dettagliate di seguito:

Lo scopo del progetto (problema da risolvere, possibili soluzioni, etc.).
Le scelte motivate di progetto (parametri e loro intervallo, etc.).
Descrizione degli errori previsti e loro gestione (in particolare nella gestione dei processi).
L'organizzazione del codice e delle strutture dati.
Descrizione dei test effettuati ed analisi dei risultati.
Manuali di installazione ed utilizzo (in formato testo).

Come appendice del documento dovrà essere incluso il codice sorgente C (commentato!).

Modalità di consegna

Ogni gruppo di lavoro dovrà creare, sotto la propria home directory, una directory come specificato di seguito, collocandovi tutti i files nella loro versione definitiva:

sorgenti (progetto e, se sviluppato, progettino)
documentazione
elenco dei componenti il gruppo
eventuale altro materiale

La cartella deve essere denominata $HOME/LSO1-0405-1/<>/ per la prima consegna e $HOME/LSO1-0405-2/<>/ per la seconda.

Esempio, per il gruppo numero 150, prima consegna:

$HOME/LSO1-0405-1/150/

ovvero, gruppo 151, seconda consegna

$HOME/LSO1-0405-2/151/

dove $HOME rappresenta la home directory del gruppo

Alla data indicata, il contenuto delle cartelle verrà “congelato”; non sarà cioè possibile più modificare il contenuto delle cartelle stesse. Una copia cartacea dovra' essere consegnata, sempre presso il laboratorio di informatica, entro il termine indicato.