Un programa es un conjunto de datos, asignaciones e instrucciones de control de flujo que compilan a instrucciones de máquina, las cuales se ejecutan secuencialmente en un procesador y acceden a datos almacenados en memoria principal o memorias secundarias.
Un programa concurrente es un conjunto de programas secuenciales que pueden ejecutarse en paralelo. Esto implica que no necesariamente se ejecutaran en paralelo, como por ejemplo, cuando contamos con un solo procesador (con un solo hilo de ejecución). Consiste en un conjunto finito de procesos secuenciales.
Un proceso es (para esta materia) cada uno de los programas secuenciales que conforman el programa concurrente. Está compuesto por un conjunto finito de instrucciones atómicas. En la práctica, reciben el nombre de thread.
Un sistema paralelo es un sistema compuesto por varios programas que se ejecutan simultáneamente en procesadores distintos.
El multitasking es la ejecución de múltiples procesos concurrentemente en un cierto periodo de tiempo. El scheduler se encargará de coordinar el acceso a los procesadores. Usualmente, le dará un time-slice o quantum a cada proceso, en el cual podrá ejecutarse libremente antes de ser interrumpido nuevamente por el kernel.
El multithreading es la construcción provista por algunos lenguajes de programación que permite la ejecución concurrente de threads dentro del mismo programa.
Desafíos de la Concurrencia
El principal desafío es la necesidad de sincronizar y comunicar procesos diferentes.
- Sincronización: Coordinación temporal entre distintos procesos.
- Comunicación: Datos que necesitan compartir los procesos para cumplir la función del programa.
Ventajas de la Concurrencia
La concurrencia es útil en dos escenarios principales:
- Necesitamos que nuestro programa este compuesto por partes independientes. Necesariamente, tendremos múltiples hilos de ejecución. Por ejemplo:
- Leer la entrada del usuario.
- Resolver peticiones de múltiples clientes.
- Realizar peticiones de entrada/salida.
- Mejorar el rendimiento de nuestro programa, aprovechando múltiples procesadores, o el tiempo muerto por las operaciones de entrada/salida.