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Operating Systems and Databases

Degree course Information and Communication Technologies (ICT) Engineering
Curriculum Curriculum unico
Learnings Orientamento unico
Academic Year 2016/2017

Module: Operating Systems

Degree course Information and Communication Technologies (ICT) Engineering
Curriculum Curriculum unico
Learnings Orientamento unico
Academic Year 2016/2017
ECTS 6
Scientific Disciplinary Sector ING-INF/05
Year Third year
Time unit First semester
Class hours 48
Educational activity Formative educational activities

Single group

Professor FRANCESCO ANTONIO BUCCAFURRI
Objectives The aim of the course is to provide the basic notion of Operating Systems through the anaysis of their main functions and structures.
Specific objectives of the course are:
- Expertise about Processes, Memory Management, I/O, File Systems
- Expertise about Concurrent Programming and Java multi.threading
- Expertise about Theory and Practice of Operating Systems
- Ability to evaluate operating systems
- Ability to knowledge exchange in technical teams about the main issue concerning Operating Systems, to apply them also to different software systems.
Programme Introduction
Basic Concepts
Types of Operating Systems
Computer Architectures

Structure of the Operating System
Components
Services and functions is OS
Interrupt and System Call

Processes
Representation of a process in a OS
Process Scheduling
State transition diagram
Cooperation and Communication between processes

Threads
Multithreading Programming
User-level and Kernel-level Threads
Mixed solutions (Solaris)
Scheduling of Threads

Concurrent Programming and Deadlock
Liveness, Fairness
Critical Section
Peterson Solution
Semaphores
Productor-Consumer problem
Monitors
Implementation of Monitors
Resourse management
Deadlock
Deadlock Detecting and Deadlock Prevention

Concurrent Programming in Java
The class Thread
Constructs synchronized, notify(), wait() and notifyAll()
Examples of concurrent programs

Memory Management
Process swapping
Contiguous memory al location
Relocation, Base and limit registers
Pagination
Page Table and reverse page table
Reference bit, dirty bit, block bit, cache bit, validity bit
Segmentation
MMU, TLB

Virtual Memory
Memory page replacement algorithms
Local and global allocation
Working set and trashing

File system
The abstraction file
Directories
Structure of a file system
File allocation methods
Free-space management

I/O
Program control I/O
interrupt-driven I/O
DMA-based I/O
Memory mapped I/O

Secondary memory
Structure of disks
Disk scheduling
RAID (0,1,2,3,4,5)

Oriented Operating Systems
Real-time operating systems
Multimedia operating systems
Books • Silberschatz, Galvin, Gagne. Sistemi operativi: Concetti ed esempi (8° ed.). Pearson, ISBN: 9-
788871-925691
• S. Tanenbaum. Modern Operating Systems, (3° ed.). Pearson Prentice Hall, ISBN-10:
0136006639
• Paolo Ancilotti, Maurelio Boari, Anna Ciampolini, Giuseppe Lipari. Sistemi Operativi, (2° ed.)
McGraw-Hill ISBN: 9788838664328
• Deitel & Deitel: Java. Fondamenti di programmazione. 2a ediz, Apogeo, 2003 (per la parte di
Programmazione Concorrente in Java)
Traditional teaching method Yes
Distance teaching method No
Mandatory attendance No
Written examination evaluation Yes
Oral examination evaluation Yes
Aptitude test evaluation No
Project evaluation No
Internship evaluation No
Evaluation in itinere No
Practice Test No

Further information

No document in this course
No news posted
No class timetable posted

Module: Databases

Degree course Information and Communication Technologies (ICT) Engineering
Curriculum Curriculum unico
Learnings Orientamento unico
Academic Year 2016/2017
ECTS 6
Scientific Disciplinary Sector ING-INF/05
Year Third year
Time unit First semester
Class hours 48
Educational activity Formative educational activities

Single group

Professor DOMENICO URSINO
Objectives This course aims at illustrating the design and implementation techniques of an information system. First, it describes the lifecycle of an information system, the specification and the analysis of requirements, the design of both the data and the application components. Then, it focuses on languages for DBMS, especially on SQL. In order to illustrate both SQL and the implementation of an information system, it presents the DBMS MySQL. This courses terminates with the description of transactions, normal forms, XML and JSON.
Programme Introduzione (0.5 crediti)

Introduzione
Scopi di un DBMS, modelli dei dati, schemi e istanze, Data Definition Language, Data Manipulation Language, Architettura di un DBMS, il ciclo di vita dei sistemi informativi, metodologia di progettazione di un sistema informativo


Modellazione di un Sistema Informativo (1.5 crediti)

Modello Entità-Relazione
Entità, Relazioni o associazioni, attributi, costruzioni di schemi con i costrutti di base, cardinalità delle relazioni, cardinalità degli attributi, identificatori o chiavi, generalizzazioni, documentazione degli schemi E/R, ulteriori usi degli schemi E/R.

Modello Relazionale
Relazioni e tabelle, relazioni con attributi, relazioni e basi di dati, informazione incompleta e valori nulli, vincoli di integrità, vincoli di dominio, vincoli di tupla, chiavi, chiavi e valori nulli, vincoli di integrità referenziale.

Analisi dei requisiti e progettazione di un Sistema Informativo (1 credito)


Specifica e analisi dei requisiti
Definizione del contesto di riferimento, tecniche per la specifica e l’analisi dei requisiti

Progettazione della componente dati
Introduzione, Metodologia generale di progettazione concettuale, criteri generali di rappresentazione di una realtà in un diagramma E/R, progettazione concettuale in un caso reale, ristrutturazione di schemi E/R nella progettazione logica, analisi delle ridondanze, eliminazione delle gerarchie, partizionamento/accorpamento di concetti, eliminazione di attributi multivalore, eliminazione degli attributi composti, scelta degli identificatori principali, traduzione verso il modello relazionale, progettazione logica di un caso reale, introduzione alla Progettazione Fisica, adattamento dello schema logico al DBMS prescelto, analisi delle transazioni, scelta dell’organizzazione dei file, scelta degli indici, stima delle richieste di spazio su disco, progettazione fisica di un caso reale.

Progettazione della componente applicativa
Introduzione, definizione dell’architettura, definizione dei mock-up, definizione del diagramma delle classi, l’Object Relational Mapping.


I linguaggi di gestione delle basi di dati (1.5 crediti)

Algebra Relazionale
Introduzione all’Algebra Relazionale, Selezione, Proiezione, Rename, Unione, Differenza, Intersezione, Prodotto Cartesiano, Theta Join, Equi Join, Natural Join, Semi Join, Outer Join, Divisione.

SQL
Introduzione ad SQL, il Data Definition Language di SQL, tipi di dati, creazione di tabelle, cancellazione di tabelle, modifica di tabelle, valori di default, dichiarazione delle chiavi, la clausola UNIQUE, la clausola NOT NULL, vincoli di integrità referenziale, specifica dei vincoli di dominio e di tupla mediante la clausola CHECK, specifica dei vincoli intra-relazionali e inter-relazionali mediante le asserzioni

Il Query Language di SQL, dichiaratività di SQL, interrogazioni semplici, l’istruzione LIKE, gestione dei valori nulli, interpretazione algebrica delle interrogazioni SQL, gestione dei duplicati, inner e outer join, uso di variabili, ordinamento, operatori aggregati, interrogazioni con raggruppamento, predicati sui gruppi, interrogazioni di tipo insiemistica, interrogazioni nidificate, l’operatore EXISTS, gestione dei concetti di “tutti” e “solo” in SQL.

Inserimento, rimozione e modifica dei dati in SQL.

Gestione delle viste in SQL.

Aspetti Tecnologici (0.5 crediti)

Tranzazioni
Definizione di transazione, proprietà delle transazioni, controllo della concorrenza, architettura di un sistema per il controllo della concorrenza, anomalie delle transazioni concorrenti, teoria del controllo della concorrenza, locking a due fasi, lock gerarchico.

Forme Normali
Lo scopo della Normalizzazione, ridondanza dei dati e anomalie di aggiornamento, dipendenze funzionali, regole di inferenza delle dipendenze funzionali, il processo di normalizzazione, la Prima Forma Normale, la Seconda Forma Normale, la Terza Forma Normale, Definizioni generali di 2NF e 3NF, la Boyce-Codd Normal Form.

Il DBMS MySQL (1 credito)

Installazione di MySQL, SQL in MySQL, gestione di semplici applicazioni in MySQL.

Books • P. Atzeni, S. Ceri, P. Fraternali, S. Paraboschi, R. Torlone, “Basi di Dati – Modelli e linguaggi di interrogazione”, Quarta Edizione, McGraw Hill, 2013
• M. Fowler, “UML Distilled”, III Edizione, Addison Wesley, 2004
• H. Garcia-Molina “Database Systems – The complete book”, Pearson Education, 2014.
• Silberschatz, H.F. Korth, S. Sudarshan, “Database System Concepts”, VI Edizione, McGraw Hill, 2010
• C. Coronel, S. Morris, “Database Systems: Design, Implementation & Management”, XI Edizione, Cengage Learning, 2014
• T. Connolly, C. Begg, “A Practical Approach to Design, Implementation, and Management”, VI Edizione, Pearson Education, 2014

Eventuali dispense fornite dal docente
Traditional teaching method Yes
Distance teaching method No
Mandatory attendance No
Written examination evaluation No
Oral examination evaluation Yes
Aptitude test evaluation No
Project evaluation Yes
Internship evaluation No
Evaluation in itinere No
Practice Test No

Further information

Description Document
Dispensa Installazione XAMPP (dispensa) Document
Dispensa MySQL (dispensa) Document
Dispensa N. 1 (dispensa) Document
Dispensa N. 2 (dispensa) Document
Dispensa N. 3 (dispensa) Document
Dispensa N. 4 (dispensa) Document
Dispensa N. 5 (dispensa) Document
Dispensa N. 6 (dispensa) Document
Esempio N. 1 di tesina (dispensa) Document
Esempio N. 2 di tesina (dispensa) Document
Esempio N. 3 di tesina (dispensa) Document
Esempio N. 4 di tesina (dispensa) Document
Tracce di esame (dispensa) Document

Office hours list:

Description News
Office hours by:
Venerdì ore 15 presso Laboratorio Barbiana 2.0 ad Ingegneria vicino alla Cappella Universitaria
No news posted
No class timetable posted
Via dell'Università, 25 (già Salita Melissari) - 89124 Reggio Calabria - CF 80006510806 - Fax 0965 332201 - URP:Indirizzo di posta elettronica dell'ufficio relazioni con il pubblico- PEC:Indirizzo di posta elettronica certificata dell'amministrazione
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