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lpr-a:progetto2

Questa è una vecchia versione del documento!


Progetto 2

ATTENZIONE: Pagina in corso di preparazione!

Questa pagina descrive il II Progetto di LPR 2009/10 .

Descrizione del gioco

Un certo numero di robot assassini sono intrappolati all'interno di una struttura, composta da varie stanze variamente collegate, e interamente circondata da un muro. Ciascun robot può spostarsi all'interno di questo “labirinto”, guardarsi intorno, e fare fuoco con un raggio laser incorporato. Ogni robot è poi dotato di una batteria che lo alimenta, e che viene (lentamente) ricaricata tramite pannelli fotovoltaici dalla luce ambientale. Ogni giocatore controlla un numero variabile di robot, che possono agire individualmente o come squadra; lo scopo del gioco è distruggere il maggior numero possibile di robot avversari… prima che questi ultimi distruggano voi!

Il campo di gioco è costituito da una superficie di 32×32 caselle, suddivisa in ambienti da una serie di muri; su questi muri si aprono tipicamente varie porte che li mettono in collegamento. Ogni robot è controllato da un client, che interagisce col server tramite protocollo TCP; i diversi client di una squadra devono interagire tra di loro, con modalità a scelta dello studente, per realizzare strategie di cooperazione che consentano di ottenere una maggior efficienza.

Per ogni robot avversario distrutto, viene assegnato al robot assassino un punteggio pari a 1 più la metà del punteggio dell'avversario distrutto (approssimato in basso); i robot più efficaci sono quindi anche le prede più ambite.

File eseguibili

TBC

Documentazione del protocollo

Client e server comunicano tramite un unico canale tramite TCP. Tutte le comunicazioni sono iniziate dal client.

Convenzioni generali

Formato

Il protocollo di comunicazione è basato sullo scambio di comandi e risposte di un singolo byte; alcuni comandi considerano il byte suddiviso in campi di bit, a cui sono assegnati specifici significati; in altri casi, i byte vengono interpretati come valori numerici a 8 bit.

Temporizzazione

Ciascun cliente deve inviare almeno un messaggio ogni 5 secondi (altrimenti viene dichiarato morto di sonno e chiuso). Per prevenire lo spamming, il server ignora ogni messaggio che sia ricevuto dopo meno di 50ms dal messaggio precedente dello stesso client. È comunque possibile inviare poi in seguito altri messaggi, sempre rispettando i vincoli temporali di cui sopra. Si noti che se un messaggio ignorato prevedeva una risposta, la risposta non verrà inviata: è quindi opportuno assicurarsi di non inviare messaggi troppo ravvicinati, oppure prendere le dovute cautele per rilevare, con un timeout, il caso in cui una risposta attesa non arrivi in tempo. In condizioni normali, le risposte ai comandi vengono inviate immediatamente dopo la ricezione ed elaborazione del comando da parte del server.

Fairness

Tentativi di sabotare il server o il protocollo sono lodevoli, ma considerati illegali ai fini dell'esame. È possibile contattare il docente per verificare la “legalità” di una tecnica non ortodossa che si intende usare. È altresì considerato illegale usare nella propria implementazione classi del server o del client di esempio, estratte dal codice fornito.

Messaggi TCP

I comandi hanno la seguente struttura:

  • bit 7-6: riservati per future espansioni
  • bit 5-2: opcode di comando
  • bit 1-0: codice di direzione

Comandi

Comando Descrizione Risposta Consumo energia
Nome Valore
Comandi con codice di direzione
STEP 1 Si sposta di un passo verso la direzione, se possibile. - 1 unità
LOOK 2 Guarda verso la direzione, fino a incontrare un ostacolo a distanza d. Un byte contenente il tipo di ostacolo, seguito da un byte contenente d. -
FIRE 3 Emette un raggio laser lungo la direzione, fino a incontrare un ostacolo a distanza d. Un byte NAK se non è stato colpito alcun avversario, o se non si ha energia sufficiente; un byte ACK se è stato colpito un avversario. d unità
Comandi senza codice di direzione
GPS 5 Restituisce la propria posizione corrente. Un byte contenente la posizione x, un byte contenente la posizione y. -
BATTERY 6 Restituisce la carica corrente della batteria. Un byte contenente la carica corrente; 255=massima, 0=esaurita. -
SCORE 7 Restituisce il punteggio corrente. Un byte contenente il punteggio corrente. -
TELEPORT 8 Teletrasporta il robot in un punto casuale della mappa. - 10 unità
REGISTER 9 Registra il client sul server; questo comando deve essere inviato prima di ogni altro comando, e il byte di comando deve essere seguito da una stringa ASCII NUL-terminated contenente il nome del robot, che deve essere unico. Il comando è illegale se inviato successivamente alla prima registrazione. Un byte ACK se la registrazione è stata accettata, o NAK se è stata rifiutata. -

Per il comando GPS, il sistema di coordinate utilizzato è quello consueto (in Informatica), con (0,0) nell'angolo in alto a sinistra, e coordinate crescenti verso destra e verso il basso.

Altre costanti

Costante Valore numerico Descrizione
Direzioni
N 0 nord (verso l'alto)
E 1 est (verso destra)
S 2 sud (verso il basso)
W 3 ovest (verso sinistra)
Codici di conferma
ACK 1 conferma; vero; esito positivo
NAK 0 diniego; falso; esito negativo
Oggetti di mappa
ROBOT 82 un robot
WALL 88 un muro

Gestione della batteria

Se il robot non dispone di energia sufficiente a eseguire un comando, l'azione corrispondente non viene eseguita (ma, se prevista, viene inviata una risposta come di consueto). La batteria viene ricaricata dalle celle fotovoltaiche al ritmo di 2 unità ogni secondo. La carica massima della batteria è di 255 unità, e i robot entrano in gioco con la batteria carica al massimo.

Comunicazioni intra-client

Il protocollo, i formati, e il tipo di comunicazione (tipicamente: TCP, UDP, Multicast o RMI) fra client sono interamente a discrezione dello studente, che dovrà darne documentazione nella relazione. In ogni caso, i vari clienti devono essere istanze dello stesso eseguibile, eseguite su JVM distinte e potenzialmente su macchine diverse. Non è ammessa la comunicazione fra client che utilizzi tecniche diverse dalla comunicazione via rete.

Trattamento degli errori e terminazione

Se il server riconosce un errore nel comportamento del client, la comunicazione viene interrotta (il giocatore rimane registrato ma viene “espulso” dal gioco). Il server segnala tali errori emettendo una eccezione (con l'indicazione del giocatore che ha causato l'errore e del tipo di errore). Il timeout di una comunicazione è considerato un errore, così come l'invio di comando invalidi. Lo “spamming” non è invece considerato un errore, ma i comandi in eccesso vengono scartati. Quando un robot viene distrutto, il client relativo viene sconnesso; questo caso non è considerato un errore (ma essere distrutti non fa piacere a nessuno). Il gioco non prevede la possibilità di de-registrare un giocatore, né un esplicito “fine partita”; ogni esecuzione del server corrisponde a una partita, che può essere interrotta in qualunque momento interrompendo il server (da tastiera con Ctrl-C o chiudendo la sua finestra).

Requisiti generali e modalità di consegna

Ogni studente che vuole sostenere l'esame di LPR deve consegnare il progetto svolto al docente del corso di appartenenza (Prof. Gervasi per il Corso A, Prof. Corradini per il Corso B). Il progetto deve essere sottomesso individualmente, ma può essere svolto da un gruppo di due studenti al massimo: in questo caso nel progetto va indicato esplicitamente il collega con cui si è collaborato. L'esame orale del corso, che comprende la discussione del progetto, sarà individuale: ciascuno studente è responsabile dell'intero progetto consegnato.

Per poter essere valutato, il codice del client sviluppato nel progetto deve essere in grado di interagire senza errori con il server pubblicato in questa pagina, in una o più istanze (l'esatto numero verrà comunicato dopo l'iscrizione degli studenti alla gara finale) eseguite su host diversi o anche sullo stesso host. Il progetto deve funzionare correttamente sulle macchine del CLI, dove verrà testato.

Il codice del progetto deve essere ben commentato e deve essere accompagnato da una relazione di 3-5 pagine che descrive l'organizzazione del codice, le strategie realizzate per il funzionamento del singolo client e per la collaborazione tra più client, e le politiche di sincronizzazione tra thread utilizzate. Inoltre occorre produrre un breve manuale d'uso che descrive i comandi necessari per avviare le varie istanze del client, sia su uno stesso host che su host diversi.

Codice, relazione e manuale d'uso devono essere inviati per posta elettronica al docente del corso entro le ore 24 di lunedì 21 Giugno 2010. Progetti inviati dopo tale scadenza non verranno ammessi, e lo studente dovrà svolgere un nuovo progetto che verrà pubblicato successivamente.

I progetti sottomessi verranno testati durante un evento pubblico; i dettagli verranno forniti in seguito.

Suggerimenti finali

L'implementazione del cliente di esempio (che sarebbe già sufficiente ai fini dell'esame) consta di circa 100 righe di codice Java (di cui circa 60 significative); si consiglia agli studenti di iniziare con un'implementazione semplice, e poi eventualmente dedicarsi al miglioramento dell'efficienza e delle strategie. Si noti che ai fini della valutazione verranno considerati primariamente:

  • la correttezza dell'uso delle tecniche di multithreading e di comunicazione di rete;
  • il design e l'implementazione dell'eventuale protocollo inter-client;
  • l'efficienza della soluzione (sia in termini di uso delle risorse che di efficacia della strategia complessiva della squadra);
  • la qualità complessiva di scrittura del codice e della relazione.

Nella parte orale verranno invece verificate le conoscenze teoriche su tutti gli argomenti trattati nel corso.

Si raccomanda di verificare in anticipo il funzionamento dei client sulle macchine del Centro di Calcolo (Laboratori H-Lab e M-Lab), su cui verrà svolto il “torneo” finale dopo la data di consegna. Si raccomanda altresì di contattare i docenti, a ricevimento o per email, prima della consegna in caso di dubbi sull'interpretazione del testo.

Per lanciare più istanze del client in maniera rapida, si può usare un comando di shell di questo tipo: for i in 1 2 3; do java it.unipi.di.lpr.laprore2.TestClient Test-$i & done o un suo equivalente su altri sistemi operativi.

FAQ

In questa sezione verranno raccolte le domande più frequenti poste dagli studenti durante lo svolgimento del progetto.

lpr-a/progetto2.1273514420.txt.gz · Ultima modifica: 10/05/2010 alle 18:00 (14 anni fa) da Vincenzo Gervasi