Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage...
Fehlertolerante verteilte Algorithmen sind das Herzstück jedes verteilten Computersystems für kritische Anwendungen und implementieren grundlegende Services wie Uhrensynchronisation, Group Membership und Consensus. Derartige Algorithmen müssen ihre Spezifikation trotz der inhärenten Unsicherheit erfüllen, die in netzwerk- oder shared-memory-gekoppelten verteilten Systemen unvermeidbar ist. Quellen dieser Unsicherheit sind variable/unbekannte Ausführungs- und Nachrichtenübertragungszeiten und, insbesondere, Fehler von Subsystemen. Die daraus resultierende kombinatorische Explosion macht es in vielen Fällen unmöglich, die korrekte Operation solcher Algorithmen durch Model Checking (oder gar erschöpfendes Testing) zu verifizieren. Korrektheitsbeweise basierend auf einer geeigneten formal-mathematischen Modellierung stellen hier die einzig taugliche Alternative dar.
Diese Master-level Basis-LVA bietet eine Einführung in verteilte Algorithmen und deren formal-mathematische Analyse und hat folgende konkreten Inhalte:
Die LVA wird im "angloamerikanischen Modus" abgehalten, der auf kontinuierlicher Beschäftigung mit den Inhalten während des gesamten Semesters basiert: Mehrere Quizzes, Studierendenpräsentationen und Homework-Assignments stellen sicher, dass (1) die in Vorlesung vermittelten Inhalte effizient erlernt und (2) die individuelle Problemlösungskompetenz im formal-mathematischen Bereich entwickelt werden. Die Homework-Assignments werden in Form von "Mini-Konferenzen" (LaTex Ausarbeitung, Reviewing, Lösungspräsentation) abgewickelt, wodurch (3) auch die entsprechenden wissenschaftlichen Soft-Skills "hands-on" trainiert werden.
Für die Teilnahme an der LVA ist zunächst die Anmeldung im entsprechenden TUWEL-Kurs erforderlich, in dem auch der konkrete Link für die on-line Teilnahme veröffentlicht wird. Detaillierte Instruktionen und notwendige Voraussetzungen dafür sind auf der Homepage zu finden.
ECTS-Breakdown (6 ECTS = 150 Stunden):
33h Lecture time 1.5h 2 Quizzes 8h 4 Studierenden-Präsentationen 22h Vorbereitungszeit für Quizzes und Studiernden-Präsentationen 85.5h Vorbereitungszeit für 4 Homework-Assignments (jeweils 3-5 Exercises): First and Final Version (in LaTeX); Reviewing.
Lösung von Übungsbeispielen + Reviewing (upload .pdf via myTI) + Quizzes (via ZOOM, mit Hochladen eines Scans (.pdf) der Lösung in TUWEL) + Studierenden-Präsentationen (via ZOOM). Erfordert ZOOM Basisausstattung, Scanner mit .pdf-Ausgabe für Upload in TUWEL sowie nach Möglichkeit Drucker für die Quiz-Angaben. Details siehe Webseite der LVA.
Textbook: Hagit Attiya, Jennifer Welch. Distributed Computing: Fundamentals, Simulations and Advanced Topics (2nd ed.), John Wiley and Sons, 2004. ISBN 0-471-45324-2
Vertrautheit mit der Analyse von sequentiellen Algorithmen und elementarer diskreter Mathematik; ausreichende Fertigkeiten bei der Erstellung mathematischer Beweise. Hintergrundwissen über verteilte Systeme und fehlertolerante Systeme ist hilfreich, aber nicht notwendig. Vertrautheit mit den Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens (LaTeX, reviewing).