Obiettivi Formativi

OF1 (Conoscenza e comprensione) - Il corso mira a far acquisire le competenze sui concetti di base relativi a: - tecniche di analisi di un sistema esistente per valutarne il comportamento dal punto di vista delle prestazioni e della affidabilità; - determinazione delle componenti di un sistema per ottimizzarne i parametri comportamentali di interesse; - definizione di piani di test per la valutazione di metriche di comportamento di un sistema. OF2 (Capacità di applicare conoscenza e comprensione) - Far acquisire le capacità per poter analizzare i comportamenti di un generico sistema, con particolare riferimento ai sistemi informatici, facendo uso di tecniche di rappresentazione formale e di strumenti software specifici. OF3 (Autonomia di giudizio)- Fare acquisire la capacità di individuare le componenti salienti di un sistema e la loro rappresentazione, nonché di scegliere la metodologia più adatta all’analisi del sistema da esaminare. OF4 (Abilità comunicative) - Fare acquisire la capacità di redigere una relazione tecnica con l’uso del linguaggio più appropriato e correttamente strutturata rispetto alla presentazione del problema di analisi in esame. OF5 (Capacità di apprendimento) - Sviluppo un metodo di studio individuale adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche del settore.

Metodi didattici

Lezioni frontali facendo uso di materiale didattico in formato elettronico reso disponibile dal docente tramite il sito di e-learning dell’Università. - Esercitazioni in laboratorio con uso di software tool di modellazione e realizzaziono di casi di studio di valutazione delle prestazioni ed affidabilità di sistemi informatici e di telecomunicazione.

Prerequisiti

Conoscenze di base su: Teoria delle probabilità e processi stocastici, architetture hardware e software dei sistemi informatici, linguaggi di programmazione

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento in itinere è demandata alle frequenti esercitazioni svolte durante lo svolgimento delle lezioni. Periodicamente, viene richiesto l’applicazione delle metodologie presentate per risolvere un problema che viene posto alla classe e la cui soluzione è proposta dagli studenti e discussa con la classe sotto la guida del docente. La prova finale consiste nello sviluppo di un semplice progetto da svilupparsi secondo le metodologie presentate e sperimentate durante le verifiche periodiche svolte in classe, con una breve discussione degli aspetti teorici ad esso collegati, durante cui si dovrà adeguatamente supportare e giustificare le scelte di progetto fatte.

Programma del Corso

CONCETTI DI BASE SULLA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI: Nozioni di base sulla teoria della probabilità. Variabili casuali. Funzioni di distribuzione di probabilità. Operazioni con variabili casuali. La distribuzione esponenziale di variabile casuale. SIMULAZIONE AD EVENTI DISCRETI: Struttura di un simulatore ad eventi discreti. Generatori di numeri casuali. Modelli di simulazione. Analisi dell'output per un singolo modello: misure delle prestazioni e loro stima. Stima dell'intervallo di confidenza. Analisi dell'output per terminare la simulazione. Analisi dell'output per la simulazione allo stato stazionario. Definizione del piano di test. Definizione e verifica della campagna di misure. AFFIDABILITA’: Definizione, tasso di fallimento, curva di affidabilità a “vasca da bagno”. Distribuzione di Weibull. Diagramma a blocchi di affidabilità: sistemi in serie, sistemi in parallelo. Ridondanza: per componente, per sistema, standby, sistema N/K. DISPONIBILITA’: Calcolo della disponibilità. Tempo medio di guasto (MTTF). Tempo medio di riparazione (MTTR). Disponibilità di sistemi in serie. Disponibilità del sistema parallelo. MODELLAZIONE CON CATENE DI MARKOV: Catene di Markov tempo discrete e tempo continue. Esempi: processi di nascita-morte, disponibilità con diverse politiche di riparazione. - Processi di reward. RETI DI PETRI: Definizione formale, processo di marcatura. Reti di Petri stocastiche. Reti petri stocastiche generalizzate. Tecniche di soluzione. Reti di ricompensa stocastiche. Valutazione delle prestazioni e dell'affidabilità con le reti di Petri. LABORATORIO: utilizzo di strumenti software per la progettazione e l'analisi numerica di diagrammi a blocchi di affidabilità e reti di Petri stocastiche.