A Foundational Library for Aggregate Programming

L'elevata diffusione di entità computazionali ha contribuito alla costruzione di sistemi distribuiti fortemente eterogenei. L'ingegnerizzazione di sistemi auto-organizzanti, incentrata sull'interazione tra singoli dispositivi, è intrinsecamente complessa, poiché i dettagli di basso livello, come la comunicazione e l’efficienza, condizionano il design del sistema. Una pletora di nuovi linguaggi e tecnologie consente di progettare e di coordinare il comportamento collettivo di tali sistemi, astraendone i singoli componenti. In tale gruppo rientra il field calculus, il quale modella i sistemi distribuiti in termini di composizione e manipolazione di field, "mappe" dispositivo-valore variabili nel tempo, attraverso quattro operatori sufficientemente generici e semplici al fine di rendere universale il modello e di consentire la verifica di proprietà formali, come la stabilizzazione di sistemi auto-organizzanti. L'aggregate programming, ponendo le sue fondamenta nel field calculus, utilizza field computazionali per garantire elasticità, scalabilità e composizione di servizi distribuiti tramite, ad esempio, il linguaggio Protelis. Questa tesi contribuisce alla creazione di una libreria Protelis per l'aggregate programming, attraverso la creazione di interfacce di programmazione (API) adatte all'ingegnerizzazione di sistemi auto-organizzanti con crescente complessità. La libreria raccoglie, all’interno di un unico framework, algoritmi tra loro eterogenei e meta-pattern per la coordinazione di entità computazionali. Lo sviluppo della libreria richiede la progettazione di un ambiente minimale di testing e pone nuove sfide nella definizione di unit e regression testing in ambienti auto-organizzanti. L'efficienza e l'espressività del lavoro proposto sono testate e valutate empiricamente attraverso la simulazione di scenari pervasive computing a larga scala.