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Concurrencia en ALGOL

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La concurrencia es un concepto avanzado en programación que permite la ejecución de múltiples procesos o hilos de manera simultánea. En ALGOL, la concurrencia se puede manejar mediante la creación de procesos paralelos que pueden ejecutarse de manera independiente. Este módulo cubrirá los conceptos básicos de la concurrencia, cómo implementarla en ALGOL y algunos ejemplos prácticos.

Conceptos Clave de Concurrencia

  1. Proceso: Una instancia de un programa en ejecución.
  2. Hilo (Thread): La unidad más pequeña de procesamiento que puede ser ejecutada por un sistema operativo.
  3. Sincronización: Mecanismos para controlar el acceso a recursos compartidos entre procesos o hilos.
  4. Exclusión Mutua (Mutex): Técnica para asegurar que solo un proceso o hilo pueda acceder a un recurso compartido a la vez.
  5. Condiciones de Carrera (Race Conditions): Situaciones donde el comportamiento del software depende del orden en que se ejecutan los hilos.

Implementación de Concurrencia en ALGOL

Estructura Básica de un Programa Concurrente

En ALGOL, la concurrencia se puede implementar utilizando la palabra clave parbegin y parend para definir bloques de código que deben ejecutarse en paralelo.

begin
  parbegin
    process1;
  || process2;
  || process3;
  parend;
end;

En este ejemplo, process1, process2, y process3 se ejecutarán en paralelo.

Ejemplo Práctico

Vamos a crear un programa simple en ALGOL que ejecuta dos procesos en paralelo. Uno de los procesos imprimirá números pares y el otro imprimirá números impares.

begin
  integer i;

  procedure print_even;
  begin
    for i := 0 step 2 until 10 do
      print(i);
  end;

  procedure print_odd;
  begin
    for i := 1 step 2 until 9 do
      print(i);
  end;

  parbegin
    print_even;
  || print_odd;
  parend;
end;

Explicación del Código

  1. Declaración de Variables y Procedimientos:

    • Se declara una variable i de tipo entero.
    • Se definen dos procedimientos: print_even y print_odd.

  2. Procedimiento print_even:

    • Imprime números pares del 0 al 10.

  3. Procedimiento print_odd:

    • Imprime números impares del 1 al 9.

  4. Bloque Concurrente:

    • Utilizamos parbegin y parend para ejecutar print_even y print_odd en paralelo.

Ejercicio Práctico

Ejercicio: Modifica el programa anterior para que los procesos impriman números del 0 al 20, pero en lugar de imprimir números pares e impares, uno de los procesos debe imprimir números múltiplos de 3 y el otro múltiplos de 5.

Solución:

begin
  integer i;

  procedure print_multiples_of_3;
  begin
    for i := 0 step 3 until 18 do
      print(i);
  end;

  procedure print_multiples_of_5;
  begin
    for i := 0 step 5 until 20 do
      print(i);
  end;

  parbegin
    print_multiples_of_3;
  || print_multiples_of_5;
  parend;
end;

Retroalimentación y Consejos

  • Errores Comunes:

    • No sincronizar adecuadamente los procesos puede llevar a condiciones de carrera.
    • Olvidar utilizar parbegin y parend correctamente puede resultar en errores de compilación.

  • Consejos:

    • Siempre asegúrate de que los recursos compartidos entre procesos estén protegidos mediante mecanismos de sincronización.
    • Prueba tu programa con diferentes entradas para asegurarte de que los procesos concurrentes se comportan como se espera.

Conclusión

En este módulo, hemos aprendido los conceptos básicos de la concurrencia y cómo implementarla en ALGOL. La concurrencia es una herramienta poderosa que, cuando se usa correctamente, puede mejorar significativamente el rendimiento de tus programas. Sin embargo, también requiere una cuidadosa gestión de los recursos compartidos para evitar errores difíciles de depurar. En el próximo módulo, exploraremos el manejo de errores y la depuración en ALGOL, lo cual es crucial para desarrollar programas robustos y confiables.

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