Распределённые алгоритмы — различия между версиями

Материал из Кафедра математической кибернетики
Перейти к: навигация, поиск
(не показаны 37 промежуточные версии 1 участника)
Строка 3: Строка 3:
 
Обязательный курс для студентов группы 521. Курс читает [[Подымов Владислав Васильевич|В. В. Подымов]].
 
Обязательный курс для студентов группы 521. Курс читает [[Подымов Владислав Васильевич|В. В. Подымов]].
  
Актуальность информации: весенний семестр 2023/2024 учебного года.
+
Актуальность информации: весенний семестр 2024/2025 учебного года.
  
= Слайды лекций =
+
= Слайды =
 +
 
 +
== Лекции ==
  
 
[[Media: DA_VP_01.pdf| Блок 1.]] О чём этот курс. Литература.
 
[[Media: DA_VP_01.pdf| Блок 1.]] О чём этот курс. Литература.
Строка 13: Строка 15:
 
[[Media: DA_VP_03.pdf| Блок 3.]] Иллюстрация трудности разработки распределённых алгоритмов: начало.
 
[[Media: DA_VP_03.pdf| Блок 3.]] Иллюстрация трудности разработки распределённых алгоритмов: начало.
  
''Слайды будут появляться по мере чтения лекций.''
+
[[Media: DA_VP_04.pdf| Блок 4.]] Системы переходов.
  
== Прошлогодние слайды ==
+
[[Media: DA_VP_05.pdf| Блок 5.]] Справедливые вычисления систем.
  
[[Media: DAS_VP_01.pdf| Блок 1.]] О чём этот курс. Литература.
+
[[Media: DA_VP_06.pdf| Блок 6.]] Основные соглашения о псевдокоде.
  
[[Media: DAS_VP_02.pdf| Блок 2.]] Вступление: несколько слов о распределённых системах, проблемы организации их вычислений, особенности распределённых алгоритмов.
+
[[Media: DA_VP_07.pdf| Блок 7.]] Адресованные сообщения.
  
[[Media: DAS_VP_03.pdf| Блок 3.]] Модель распределённой системы: система переходов системы, система переходов узла, распределённый алгоритм, асинхронный и синхронный обмен сообщениями.
+
[[Media: DA_VP_08.pdf| Блок 8.]] Симметричный протокол раздвижного окна.
  
[[Media: DAS_VP_04.pdf| Блок 4.]] Справедливые вычисления.
+
[[Media: DA_VP_09.pdf| Блок 9.]] Как обосновывать корректность распределённых алгоритмов. Свойства безопасности и живости. Свойства корректности симметричного протокола раздвижного окна.
  
[[Media: DAS_VP_05.pdf| Блок 5.]] Иллюстрация трудности разработки распределённых алгоритмов
+
[[Media: DA_VP_10.pdf| Блок 10.]] Безопасность симметричного протокола раздвижного окна.
  
[[Media: DAS_VP_06.pdf| Блок 6.]] Причинно-следственный порядок событий.
+
[[Media: DA_VP_11.pdf| Блок 11.]] Живость симметричного протокола раздвижного окна.
  
[[Media: DAS_VP_07.pdf| Блок 7.]] Логические часы.
+
[[Media: DA_VP_12.pdf| Блок 12.]] Особенности реализации симметричного протокола раздвижного окна. Протокол альтернирующих битов.
  
[[Media: DAS_VP_08.pdf| Блок 8.]] Дополнительные допущения. Сложность.
+
[[Media: DA_VP_13.pdf| Блок 13.]] Напоминание о графах.
  
[[Media: DAS_VP_09.pdf| Блок 9.]] Симметричный протокол раздвижного окна.
+
[[Media: DA_VP_14.pdf| Блок 14.]] Типовые допущения и ограничения.
  
[[Media: DAS_VP_10.pdf| Блок 10.]] Как обосновывать корректность распределённых алгоритмов. Свойства безопасности и живости.
+
[[Media: DA_VP_15.pdf| Блок 15.]] Коммуникационная и битовая сложности.
  
[[Media: DAS_VP_11.pdf| Блок 11.]] Корректность симметричного протокола раздвижного окна.
+
[[Media: DA_VP_16.pdf| Блок 16.]] Задача маршрутизации.
  
[[Media: DAS_VP_12.pdf| Блок 12.]] Особенности реализации симметричного протокола раздвижного окна.
+
[[Media: DA_VP_17.pdf| Блок 17.]] Основные допущения в задаче маршрутизации. Маршрутизация и свойства графов.
  
[[Media: DAS_VP_13.pdf| Блок 13.]] Коммуникационный протокол с таймерами.
+
[[Media: DA_VP_18.pdf| Блок 18.]] Алгоритм Флойда-Уоршелла.
  
[[Media: DAS_VP_14.pdf| Блок 14.]] Корректность протокола с таймерами.
+
[[Media: DA_VP_19.pdf| Блок 19.]] Алгоритм Туэга
  
[[Media: DAS_VP_15.pdf| Блок 15.]] Задача маршрутизации.
+
[[Media: DA_VP_20.pdf| Блок 20.]] Алгоритм Чанди-Мисры.
  
[[Media: DAS_VP_16.pdf| Блок 16.]] Основные допущения о весах в задаче маршрутизации. Маршрутизация и свойства графов.
+
[[Media: DA_VP_21.pdf| Блок 21.]] Диаграммы событий. Причинно-следственный порядок событий.
  
[[Media: DAS_VP_17.pdf| Блок 17.]] Построение оптимальных путей для всех пар вершин. Алгоритм Флойда-Уоршелла.
+
[[Media: DA_VP_22.pdf| Блок 22.]] Логические часы.
  
[[Media: DAS_VP_18.pdf| Блок 18.]] Алгоритм маршрутизации Туэга.
+
[[Media: DA_VP_23.pdf| Блок 23.]] Сложность распределённого алгоритма по времени.
  
[[Media: DAS_VP_19.pdf| Блок 19.]] Алгоритм маршрутизации Мерлина-Сигалла.
+
[[Media: DA_VP_24.pdf| Блок 24.]] Волновые алгоритмы: основные определения и свойства.
  
[[Media: DAS_VP_20.pdf| Блок 20.]] Алгоритм маршрутизации Чанди-Мисры.
+
[[Media: DA_VP_25.pdf| Блок 25.]] Кольцевой волновой алгоритм.
  
[[Media: DAS_VP_21.pdf| Блок 21.]] Волновые алгоритмы: основные определения и свойства.
+
[[Media: DA_VP_26.pdf| Блок 26.]] Древесный волновой алгоритм.
  
[[Media: DAS_VP_22.pdf| Блок 22.]] Применение волновых алгоритмов: PIF, SYN, INF.
+
[[Media: DA_VP_27.pdf| Блок 27.]] Алгоритм эха.
  
[[Media: DAS_VP_23.pdf| Блок 23.]] Примеры волновых алгоритмов: кольцевой алгоритм, древесный алгоритм, алгоритм эха.
+
[[Media: DA_VP_28.pdf| Блок 28.]] Распределённые алгоритмы обхода.
  
[[Media: DAS_VP_24.pdf| Блок 24.]] Примеры волновых алгоритмов: фазовый алгоритм.
+
[[Media: DA_VP_29.pdf| Блок 29.]] Алгоритм Тарри.
  
[[Media: DAS_VP_25.pdf| Блок 25.]] Примеры волновых алгоритмов: алгоритм Финна.
+
[[Media: DA_VP_30.pdf| Блок 30.]] Классический обход в глубину.
  
[[Media: DAS_VP_26.pdf| Блок 26.]] Распределённые алгоритмы обхода. Алгоритм Тарри. Классический распределённый обход в глубину.
+
[[Media: DA_VP_31.pdf| Блок 31.]] Алгоритм Авербаха.
  
[[Media: DAS_VP_27.pdf| Блок 27.]] Распределённый обход в глубину: алгоритм Авербаха.
+
[[Media: DA_VP_32.pdf| Блок 32.]] Задача избрания лидера: основные определения и допущения, избрание лидера INF-алгоритмом.
  
[[Media: DAS_VP_28.pdf| Блок 28.]] Алгоритмы избрания лидера: основные определения и допущения, волновое избрание лидера.
+
[[Media: DA_VP_33.pdf| Блок 33.]] Задача избрания лидера: эффект угасания.
  
[[Media: DAS_VP_29.pdf| Блок 29.]] Избрание лидера в дереве.
+
[[Media: DA_VP_34.pdf| Блок 34.]] Избрание лидера в дереве.
  
[[Media: DAS_VP_30.pdf| Блок 30.]] Избрание лидера в кольце: алгоритм Ле-Ланна, алгоритм Ченя-Робертса.
+
[[Media: DA_VP_35.pdf| Блок 35.]] Избрание лидера в кольце: алгоритм Ле-Ланна, алгоритм Ченя-Робертса.
  
[[Media: DAS_VP_31.pdf| Блок 31.]] Избрание лидера: эффект угасания.
+
[[Media: DA_VP_36.pdf| Блок 36.]] Задача избрания лидера: нижние оценки.
 +
 
 +
[[Media: DA_VP_37.pdf| Блок 37.]] Избрание лидера и построение остовного дерева: алгоритм Галлагера-Хамблета-Спиры (GHS).
 +
 
 +
[[Media: DA_VP_38.pdf| Блок 38.]] Задача сохранения снимка сети.
 +
 
 +
[[Media: DA_VP_39.pdf| Блок 39.]] Алгоритм Чанди-Лэмпорта.
 +
 
 +
[[Media: DA_VP_40.pdf| Блок 40.]] Алгоритм Лаи-Янга.
 +
 
 +
''Слайды будут появляться по мере чтения лекций.''
  
[[Media: DAS_VP_32.pdf| Блок 32.]] Избрание лидера: нижние оценки.
+
=== Прошлогодние ===
  
[[Media: DAS_VP_33.pdf| Блок 33.]] Избрание лидера: алгоритм Галлагера-Хамблета-Спиры (GHS).
+
[[Media: DA_VP_41.pdf| Блок 41.]] Отказоустойчивые алгоритмы. Модели неисправностей. Задачи приниятия решения.
  
[[Media: DAS_VP_34.pdf| Блок 34.]] Задача сохранения снимка сети.
+
[[Media: DA_VP_42.pdf| Блок 42.]] Задача консенсуса.
  
[[Media: DAS_VP_35.pdf| Блок 35.]] Сохранение снимка сети: алгоритм Чанди-Лэмпорта.
+
[[Media: DA_VP_43.pdf| Блок 43.]] Паксос.
  
[[Media: DAS_VP_36.pdf| Блок 36.]] Сохранение снимка сети: алгоритм Лаи-Янга.
+
== Семинары ==
  
[[Media: DAS_VP_37.pdf| Блок 37.]] Задача обнаружения завершения вычислений.
+
[[Media: DA_VP_S01.pdf| Семинар 1.]] Псевдокод, системы переходов и справедливость на примере передачи данных с обеспечением надёжности.
  
[[Media: DAS_VP_38.pdf| Блок 38.]] Обнаружение завершения вычислений: алгоритм Дейкстры-Шолтена.
+
[[Media: DA_VP_S02.pdf| Семинар 2.]] Свойства безопасности и живости.
  
[[Media: DAS_VP_39.pdf| Блок 39.]] Обнаружение завершения вычислений: алгоритм Шави-Франчеза.
+
[[Media: DA_VP_S04.pdf| Семинар 4.]] Вычисление таблиц маршрутизации. Коммуникационная и битовая сложности.
  
[[Media: DAS_VP_40.pdf| Блок 40.]] Обнаружение завершения вычислений: алгоритм возвращения кредита.
+
[[Media: DA_VP_S05.pdf| Семинар 5.]] Алгоритмы маршрутизации.
  
[[Media: DAS_VP_41.pdf| Блок 41.]] Отказоустойчивые алгоритмы. Модели неисправностей. Задачи принятия решения.
+
[[Media: DA_VP_S06.pdf| Семинар 6.]] Сложность по времени.
  
[[Media: DAS_VP_42.pdf| Блок 42.]] Задача консенсуса.
+
[[Media: DA_VP_S07.pdf| Семинар 7.]] Приложения волновых алгоритмов.
  
[[Media: DAS_VP_43.pdf| Блок 43.]] Консенсус: Паксос.
+
<!--
 +
''Слайды будут появляться по мере проведения занятий.''
 +
-->
  
 
= Литература =
 
= Литература =

Версия 16:50, 17 апреля 2025


Обязательный курс для студентов группы 521. Курс читает В. В. Подымов.

Актуальность информации: весенний семестр 2024/2025 учебного года.

Слайды

Лекции

Блок 1. О чём этот курс. Литература.

Блок 2. Вступление: несколько слов о распределённых системах, проблемы организации их вычислений, особенности распределённых алгоритмов.

Блок 3. Иллюстрация трудности разработки распределённых алгоритмов: начало.

Блок 4. Системы переходов.

Блок 5. Справедливые вычисления систем.

Блок 6. Основные соглашения о псевдокоде.

Блок 7. Адресованные сообщения.

Блок 8. Симметричный протокол раздвижного окна.

Блок 9. Как обосновывать корректность распределённых алгоритмов. Свойства безопасности и живости. Свойства корректности симметричного протокола раздвижного окна.

Блок 10. Безопасность симметричного протокола раздвижного окна.

Блок 11. Живость симметричного протокола раздвижного окна.

Блок 12. Особенности реализации симметричного протокола раздвижного окна. Протокол альтернирующих битов.

Блок 13. Напоминание о графах.

Блок 14. Типовые допущения и ограничения.

Блок 15. Коммуникационная и битовая сложности.

Блок 16. Задача маршрутизации.

Блок 17. Основные допущения в задаче маршрутизации. Маршрутизация и свойства графов.

Блок 18. Алгоритм Флойда-Уоршелла.

Блок 19. Алгоритм Туэга

Блок 20. Алгоритм Чанди-Мисры.

Блок 21. Диаграммы событий. Причинно-следственный порядок событий.

Блок 22. Логические часы.

Блок 23. Сложность распределённого алгоритма по времени.

Блок 24. Волновые алгоритмы: основные определения и свойства.

Блок 25. Кольцевой волновой алгоритм.

Блок 26. Древесный волновой алгоритм.

Блок 27. Алгоритм эха.

Блок 28. Распределённые алгоритмы обхода.

Блок 29. Алгоритм Тарри.

Блок 30. Классический обход в глубину.

Блок 31. Алгоритм Авербаха.

Блок 32. Задача избрания лидера: основные определения и допущения, избрание лидера INF-алгоритмом.

Блок 33. Задача избрания лидера: эффект угасания.

Блок 34. Избрание лидера в дереве.

Блок 35. Избрание лидера в кольце: алгоритм Ле-Ланна, алгоритм Ченя-Робертса.

Блок 36. Задача избрания лидера: нижние оценки.

Блок 37. Избрание лидера и построение остовного дерева: алгоритм Галлагера-Хамблета-Спиры (GHS).

Блок 38. Задача сохранения снимка сети.

Блок 39. Алгоритм Чанди-Лэмпорта.

Блок 40. Алгоритм Лаи-Янга.

Слайды будут появляться по мере чтения лекций.

Прошлогодние

Блок 41. Отказоустойчивые алгоритмы. Модели неисправностей. Задачи приниятия решения.

Блок 42. Задача консенсуса.

Блок 43. Паксос.

Семинары

Семинар 1. Псевдокод, системы переходов и справедливость на примере передачи данных с обеспечением надёжности.

Семинар 2. Свойства безопасности и живости.

Семинар 4. Вычисление таблиц маршрутизации. Коммуникационная и битовая сложности.

Семинар 5. Алгоритмы маршрутизации.

Семинар 6. Сложность по времени.

Семинар 7. Приложения волновых алгоритмов.


Литература

  1. G. Tel. Introduction to Distributed Algorithms. Cambridge University Press. 2000. (русск. пер. Ж. Тель. Введение в распределенные алгоритмы, изд-во МЦНМО, 2009 г., 616 с.)
  2. W. Fokkink. Distributed Algorithms: Intuitive Approach. The MIT Press. 2013. (русск. пер. У. Фоккинк. Распределенные алгоритмв: интуитивный подход., изд-во Питер, 2017 г., 231 с.)
  3. N. Lynch. Distributed Algorithms. Morgan Kaufmann, 1996, 906 pp.