Asignatura: Programación Concurrente

Titulación/es: Ingeniería Informática.

Créditos: 6

Carácter: Obligatoria

Curso: 3º

Temporalidad: Cuatrimestral (Segundo Cuatrimestre)

Departamento: Informática

Profesor: Julián Ruiz Fernández

Prerrequisitos: Metodología y Tecnología de la Programación (1º)

Lógica (1º)

Estructuras de Datos y de la Información (2º)

Ampliación de Programación (2º)

Sistemas Operativos (2º)

Correquisitos: Ampliación de Sistemas Operativos (2º)

Objetivos:

Proporcionar al alumno la capacidad de diseñar programas concurrentes y paralelos. Estudiamos los problemas que plantea el diseño de programas concurrentes así como los conceptos y mecanismos que se han propuestos para su diseño. Estudiamos, también, algunos lenguajes utilizados en programación concurrente.

Docencia:

3 horas semanales de teoría y problemas.

1 hora semanal de prácticas de laboratorio.

Evaluación:

Se realizará un examen final de la asignatura que constará de una parte relativa a las prácticas de laboratorio y otra de teoría y problemas, debiendo aprobar ambas por separado para superar la asignatura.

1. Introducción

1.1. Objetivos.

1.2. Desafíos.

1.3. Definición

1.4. Evolución

1.5. Ejemplo

1.6. Definiciones

1.7. Semánticas

1.8. Motivación.

1.9. Problemas

1.10. Arquitecturas

2. Especificación de la Concurrencia.

2.1. Ejecución Concurrente

2.2. Procesos

2.3. Concurrencia en el lenguaje

2.4. Características de los procesos

2.5. Jerarquía de Procesos

2.6. Representación de Procesos.

2.7. Implementación de Procesos.

3. El Problema de la Exclusión Mutua.

3.1. Definición

3.2. Esquema General

3.3. Propiedades a satisfacer

3.4. Soluciones

3.5. Algoritmo de Dekker

3.6. Algoritmo de Peterson

3.7. Algoritmo de la Panadería.

4. Semáforos.

4.1. Problemas Resolubles con semáforos

4.2. Semáforos Binarios

4.3. Semáforos Generales

4.4. Tipos de Semáforos

4.5. Aplicaciones:

4.5.1. Sincronización

4.5.2. Garantizar la Exclusión Mutua

4.5.3. Gestión correcta de Recursos Compartidos

4.6. Implementaciones

4.7. Problema del Productor-Consumidor

4.8. Problema del Barbero Dormilón

5. Regiones Críticas Condicionales.

5.1. Regiones Críticas.

5.2. Ventajas e Inconvenientes.

5.3. Aplicaciones.

6. Monitores.

6.1. Introducción.

6.2. Esquema

6.3. Ejemplo

6.4. Condiciones

6.5. Ventajas e Inconvenientes.

6.6. Regiones Críticas Condicionales vs. Monitores

6.7. Operaciones Adicionales

6.8. Semántica de Signal

6.9. Ejemplos.

7. Comunicación Directa.

7.1. Modelos.

7.1.1. Paso Asíncrono de Mensajes.

7.1.2. Paso Síncrono de Mensajes.

7.1.3. Llamadas a Procedimientos Remotos (RPC)

7.1.4. Citas (Rendez-vous).

7.2. Tareas en Ada

7.3. Entradas. Semántica de accept.

7.4. Diferencias entre llamadas a Procedimientos y llamadas a Entradas.

7.5. Ejemplos.

7.5.1. Exclusión Mutua.

7.5.2. Sincronización.

7.5.3. Simulación de Semáforos Binarios.

7.6. Comunicaciones Simétricas y Asimétricas.

7.7. Elección entre varias alternativas: Instrucción Select.

7.7.1. Semántica.

7.7.2. Ejemplos.

7.7.3. Alternativa terminate.

7.7.4. Alternativa else.

7.7.5. Alternativa delay.

7.8. Evaluación de las citas: Consideraciones.

7.9. Ejemplos.

8. Activación y Terminación

8.1. Modelos de Activación.

8.2. Estados de un Proceso.

8.3. Terminación de Procesos.

9. Programación Concurrente en Java.

9.1. Hilos en Java

9.2. Programación con hilos: Lanzamiento y Control.

9.3. Exclusión Mutua.

9.4. Sincronización

9.5. Problema del Productor-Consumidor.

9.6. Terminación.

9.7. Entrada/Salida entre hilos.

Bibliografía básica.

ANDREWS, G. R. Foundations of Multithreaded, Parallel, and Distributed Programming. Addison Wesley, 2000. ISBN 0-201-35752-6

BARNES, J. Programming in Ada 95. 2^nd Ed., Addison Wesley, 1998. ISBN 0-201-34293-6

BEN-ARI, M. Principles of Concurrent and Distributed Programming. Prentice Hall, 1990. ISBN 0-13-711821-X

BURNS, A., WELLINGS, A. Concurrency in ADA. Cambridge University Press, 1999. ISBN 0-521-62911-X

LEA, D. Concurrent Programming in Java, Design Principles and Patterns 2^nd Ed. Addison-Wesley, 2000. ISBN 0-201-31009-0. Edición en español: Programación Concurrente en Java, Principios y Patrones de Diseño Ed. Addison-Wesley, 2000. ISBN 84-7829-038-9

Bibliografía COMPLEMENTARIA.

HARTLEY, S. J. Concurrent Programming. The Java Programming Language. Oxford University Press, 1998. ISBN 0-19-511315-2

PALMA, J.T., GARRIDO, M.C., SANCHEZ, F., QUESADA, A. Programación Concurrente Thomson-Paraninfo, 2003. ISBN 84-9732-184-7

PÉREZ MARTÍNEZ, J. Programación Concurrente. Ed. Rueda, 1990. ISBN 84-7207-059-X