Coordinamento di cicli di controllo in sistemi distribuiti basati su gruppi

In pervasive distributed systems, we found often a large number of entities characterized by high churn and that are situated in environments that can have frequent changes. In order to support designers and developers of that kind of systems, the A-3 architectural style has been formalized. It is based on the idea of groups in which the components organize themselves dinamically. Also, an implementation of a middleware based on this style has been realized, A3JG. This tools allow the realization of self-adaptive and self-organizing systems. However, they lack of an explicit formalization of the control and coordination mechanisms in the architectural model, and of a clear definition of where developer should implement adaptation strategies in the middleware. The purpose of this thesis is to extend the A-3 architectural model, considering the presence of a self-adaptive logic realized by multiple distributed explicit control loops. We have analyzed coordination methods for those distributed loops and we have extended A3JG in order to implement the designed mechanisms. We have defined a design methodology for systems based on this models and we have verified its applicability and its correctness through several examples.

Nei sistemi pervasivi, distribuiti e decentralizzati, ci si trova spesso a dover gestire un gran numero di entità, caratterizzate da un elevato turn-over e poste in ambienti soggetti a frequenti variazioni. Per supportare i progettisti e gli sviluppatori di tali sistemi, è stato formalizzato in lavori precedenti lo stile architetturale A-3, basato sull’idea di gruppi in cui i componenti si organizzano dinamicamente. È stata fornita anche una implementazione di un middleware basato su tale stile, A3JG. Questi strumenti permettono di realizzare sistemi con caratteristiche di auto-adattività ed in grado di auto-organizzarsi. Manca però una formalizzazione esplicita dei meccanismi di controllo e coordinamento distribuito nel modello architetturale ed una definizione chiara per gli sviluppatori di dove andare ad implementare le strategie di adattamento nel middleware. Lo scopo di questa tesi è perciò quello di andare ad estendere il modello architetturale A-3 considerando la presenza di una logica di auto-adattamento realizzata con più cicli di controllo espliciti distribuiti nel sistema. Sono stati analizzati i metodi per coordinare tali cicli ed è stato esteso A3JG per implementare i meccanismi ideati. È stata definita una metodologia di progettazione di sistemi basati su questi modelli e ne sono state verificate, tramite diversi esempi, l’applicabilità e la correttezza.