Programación concurrente y paralela

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Universidad de Los Andes
Núcleo Universitario “Rafael Rangel”
Departamento de Ciencias Económicas, Administrativas y Contables
Pampanito, Estado Trujillo
Programación concurrente y paralela
Elaborado por:
Joshua Barreto
2023
La programación concurrente y paralela es un campo de estudio dentro de la informática que se centra en la ejecución simultánea de múltiples tareas o procesos en un sistema computacional. A medida que las computadoras se vuelven cada vez más potentes, la capacidad de aprovechar al máximo su poder de procesamiento se vuelve esencial. A continuación, se presentan algunos de los aspectos más importantes y los avances recientes en la programación concurrente y paralela.
1. Definiciones básicas:
 - Programación concurrente: se refiere a la ejecución simultánea de múltiples tareas que pueden interactuar entre sí.
 - Programación paralela: implica dividir una tarea en subprocesos o hilos que se ejecutan simultáneamente, aprovechando los recursos de hardware disponibles.
2. Avances en lenguajes y herramientas:
 - Modelos de concurrencia: se han desarrollado diferentes modelos de concurrencia para facilitar la escritura de programas concurrentes, como el modelo de actores y el modelo de hilos.
 - Lenguajes de programación: muchos lenguajes modernos, como Java, C#, Python y Scala, ofrecen soporte integrado para la programación concurrente y paralela, proporcionando bibliotecas y abstracciones de alto nivel para facilitar el desarrollo.
 - Frameworks y bibliotecas: se han creado numerosos frameworks y bibliotecas específicamente diseñados para ayudar en la programación concurrente y paralela, como Akka, OpenMP y MPI.
3. Arquitecturas y sistemas:
 - Procesadores multinúcleo: con la aparición de los procesadores multinúcleo, la programación paralela se ha vuelto aún más relevante. Aprovechar eficientemente los núcleos de un procesador se ha convertido en un desafío importante.
 - Sistemas distribuidos: la programación concurrente y paralela también se aplica en sistemas distribuidos, donde múltiples computadoras trabajan en conjunto para realizar una tarea.
 
4. Importancia y beneficios:
 - Rendimiento: la programación concurrente y paralela permite realizar varias tareas al mismo tiempo, lo que puede mejorar significativamente el rendimiento de las aplicaciones.
 - Escalabilidad: los sistemas concurrentes y paralelos son escalables, lo que significa que se pueden agregar más recursos de hardware y aprovecharlos eficientemente.
 - Responsividad: la programación concurrente permite que las aplicaciones respondan de manera más rápida a las solicitudes de los usuarios, ya que se pueden ejecutar múltiples hilos o tareas al mismo tiempo.
 - Eficiencia energética: aprovechar al máximo los recursos de hardware disponibles mediante la programación concurrente y paralela puede conducir a un uso más eficiente de la energía.
5. Desafíos y consideraciones:
 - Concurrencia y paralelismo correctos: es importante garantizar que las tareas concurrentes o paralelas se ejecuten de manera segura, evitando problemas como las condiciones de carrera o los bloqueos.
 - Coordinación y sincronización: la sincronización de los diferentes hilos o tareas puede ser un desafío, ya que es necesario garantizar la coherencia de los datos compartidos.
 - Depuración y pruebas: la depuración de programas concurrentes puede ser más compleja que la depuración de programas secuenciales.
 - Diseño adecuado: es necesario diseñar cuidadosamente el sistema para aprovechar al máximo los recursos de hardware disponibles.
En resumen, la programación concurrente y paralela es esencial a medida que las computadoras se vuelven más poderosas, ya que permite aprovechar al máximo los recursos de hardware disponibles. Los avances en lenguajes, herramientas y arquitecturas han facilitado el desarrollo de aplicaciones concurrentes y paralelas. Sin embargo, también presenta desafíos adicionales, como la sincronización y la coordinación. La programación concurrente y paralela ofrece beneficios significativos, como un mejor rendimiento, escalabilidad y una mayor capacidad de respuesta, y es fundamental para el desarrollo de aplicaciones eficientes y modernas.