Examen Corrigé: Algorithmique et Systèmes Distribués

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Université de Chlef Mai 2018
Département Informatique
Filière : Master 1 - IL
Examen semestriel
Algorithmique et Systèmes distribués
1 H30
Corrigé
Exercice 1 (8 points) :
On considère un système réparti à trois sites S1, S2, S3. S1 a émis une requête pour entrer en Section Critique (SC)
à H1=2, et S2 a émis une requête pour utiliser la SC à l'instant H2=5.
La figure représente uniquement les évènement datés après Hi=10.
Q1/ Quel est le type du message marqué par "?" sur la figure ?.
Réponse : Le message est de type ACK
(1 point)
Q2/ Quel est l'algorithme utilisé dans ce cas pour la gestion de la SC ? Justifiez.
Réponse : Il s'agit de l'algorithme Ricart-Agrawala. Justification : Si c'était l'algorithme Lamport, S1
aurait diffusé , à sa sortie de SC, un message REL à S2 et S3. Ce n'est pas le cas. C'est donc bien
l'algorithme Ricart-Agrawala qui est utilisé et le message marqué par ? est bien un ACK .
(1 point)
Q3/ Donnez la valeur de toutes les structures de données utilisées par S2 à l'instant A.
Réponse :

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File de requêtes vide
Demande = (REQ, 5, 2)
ACK = { 1, 3}
Etat = Ready
(1 point)
Q4/ Que fera S2 à l'instant B ?.
Réponse : Il détruit les variables Demande et ACK et met son état à "Out". Il n'envoie aucun
message.
(1 point)
Q5/ Quel est le nombre de messages échangés avant (Hi=10) ? et après ? Justifiez.
Réponse :
Avant, Il y'a 7 messages : 2 REQ (de S1 vers S2 et S3), 2 REQ (de S2 vers S1 et S3),
2 ACK (de S3 vers S1 et S2), 1 ACK (de S2 vers S1)
Après, Il y'a 1 seul message : 1 ACK de S1 vers S2
(1 point)
Q6/ S2 fait une nouvelle demande pour entrer en SC à l'instant C. Représentez l'enchainement des messages qui en
découlent, l'entrée et la sortie de la SC.
Réponse :
(1 point)

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Q7/ Pensez-vous qu'il y'a des messages inutiles après l'instant C ? Si oui Lesquels ? Que proposez-vous ?. Sinon
quelle conclusion peut-on tirer ?.
Réponse : S2 venait de quitter la SC, et pour son 2ème passage il doit
réitérer le message de Requête (aux sites 1
et 2) et doit attendre les Accusés de réception de ces 2 sites. Ces messages (Requete et ACK) peuvent
paraitre inutiles.
L'idée (Algorithme de Cavalho et Roucairol) est donc de permettre à un site qui vient de quitter la SC de la
réutiliser directement , autant de fois qu'il veut, s'il a déjà obtenu les ACK des autres sites et tant qu'il n'ya
aucun de ces sites qui ne souhaite entrer en SC. On revient à l'algorithme original lorsque l'un des sites
souhaite de nouveau l'utilisation de la SC.
(2 points)
Exercice 2 (7 points) :
Q1/ Parfois pour exécuter une certaine tâche, les processus d'un système réparti doivent avoir un consensus entre
eux. Donnez deux exemples d'applications nécessitant un consensus.
Réponse : Validation d'une transaction répartie, élection d'un coordinateur, construction de groupes,
...etc.
(1 point)
Q2/ Expliquez brièvement pourquoi ce problème est réputé difficile.
Réponse : L'obtention du consensus peut devenir complexe dans les cas suivants :
• Arrêt (défaillance) d'un site
• Omission : Un site omet d'envoyer ou de recevoir certains message indispensables au calcul
du consensus.
• Fonctionnement arbitraire (ou byzantin) : Un site peut avoir un comportement douteux et
envoie des messages arbitraires.
(2 points)
Q3/ Rappelez brièvement les propriétés admises pour un consensus.
Réponse :
• Accord : la valeur décidée est la même pour tous les processus corrects
• Intégrité : tout processus décide au plus une fois (sa décision est définitive)
• Validité : la valeur décidée est l'une des valeurs proposées
• Terminaison : tout processus correct décide au bout d'un temps fini.
(2 points)
Q4/ On utilise l'algorithme de consensus par messages symétriques : Chaque site diffuse sa valeur à tous les sites, y
compris à lui-même. Après avoir reçu toutes les valeurs, chaque site calcule le min des valeurs reçues. Quelles sont
les conditions d'application de l'algorithme ?.
Réponse :
• La communication doit être synchrone.
• Pas de défaillance de processus (sites)
(1 point)

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Q5/ Quel est le coût en nombre de messages de cet algorithme si le nombre de sites est N. Justifiez.
Réponse :
Le nombre de message nécessaires est N*(N-1) : chaque site diffuse la valeur qu'il propose aux N-1
autres sites .
(1 point)
Exercice 3 (5 points) : Questions courtes
Q1/ Combien vaut 1 PetaFlops ?
Réponse : 10
15
Flops (0.5 point)
Q2/ Quelle est la plus grande unité de mesure de la capacité de traitement d'un ordinateur ? Combien vaut-elle ?
Réponse : la YotaFlops qui vaut 10
24
Flops (0.5 point).
Q3/ Quel est le processeur le plus utilisé pour équiper les super-calculateurs ?
Réponse : Xeon (0.5 point).
Q4/ Dans quel pays se trouve le plus grand nombre de supercalculateurs ?
Réponse : la Chine (0.5 point).
Q5/ Quel est l'objectif de la plate-forme BOINC ?
Réponse : BOINC est une plateforme basée sur le volontariat. Les utilisateurs volontaires peuvent
offrir la capacité de traitement de leurs ordinateurs personnels à la plateforme. La capacité de
traitement cumulée servira à des projets de recherches qui nécessitent de grands calculs. (0.5 point).
Q6/ Donnez un exemple de projet soutenu actuellement par BOINC.
Réponse : Etude du climat, Biologie moléculaire, projet de recherche en physique, ... etc (0.5 point).
Q7/ Par quelle Université (et pays) a été développé le système Amoeba ?
Réponse : l'Université de Vrije, Pays-Bas (0.5 point).
Q8/ Que signifie la "capability" pour Amoeba ?
Réponse : La "capability" est un vecteur qui sert à l'adressage et à la protection d'un objet du
système Amoeba (0.5 point).
Q9/ Quelle sont les conditions d'application de l'algorithme Lamport de la gestion de la Section critique dans les
systèmes répartis ?
Réponse : Les canaux de communication doivent être fiables (sans perte de messages) et doivent
fonctionner en FIFO (0.5 point).
Q10/ La plupart des algorithmes d'élection d'un coordinateur dans un système réparti font une formulation
mathématique du problème. Laquelle ?.
Réponse : Les algorithmes d'élection considèrent que chaque site doit avoir un numéro (capacité) et
que le coordinateur est celui qui a le plus grand numéro . Le problème revient donc à rechercher le
max d'un ensemble de valeurs dans un système réparti (0.5 point).