Conceptos fundamentales de la programación concurrente, elaborar preguntas guías.

La programación concurrente es un paradigma de programación que permite la ejecución simultánea de varias tareas (procesos o hilos) dentro de un sistema informático. Se usa para mejorar el rendimiento y la eficiencia de las aplicaciones, especialmente en sistemas con múltiples procesadores o núcleos.

Concurrencia se refiere a la capacidad de ejecutar varias tareas de manera intercalada o en solapamiento. No implica necesariamente que se ejecuten simultáneamente.

Paralelismo ocurre cuando varias tareas se ejecutan exactamente al mismo tiempo, generalmente en diferentes procesadores o núcleos.

Preguntas guías 

1. ¿Qué es la programación concurrente y cuál es su importancia en el desarrollo de software?

Es un paradigma que permite la ejecución simultánea de varias tareas, mejorando el rendimiento y la eficiencia en sistemas multi-hilo o multiproceso.

2. ¿Cuáles son las diferencias clave entre concurrencia y paralelismo?

La concurrencia permite la ejecución intercalada de tareas, mientras que el paralelismo implica la ejecución simultánea en diferentes procesadores o núcleos.

3. ¿Cuáles son los principales modelos de programación concurrente y en qué situaciones se aplican?

Hilos, procesos, eventos y actores. Se aplican según la necesidad de sincronización y comunicación entre tareas.

4. ¿Qué problemas pueden surgir en un sistema concurrente y cómo se pueden evitar?

Condiciones de carrera, deadlocks, inanición y livelock. Se evitan con sincronización adecuada y diseño estructurado.

5. ¿Cuáles son los mecanismos de sincronización más utilizados y cómo funcionan?

Mutex, semáforos, monitores y condiciones de espera. Controlan el acceso concurrente a recursos compartidos.

6. ¿Cómo se implementa la programación concurrente en lenguajes como Java, Python y C++?

Java usa Thread y executorService, Python emplea threading y asyncio y C++ utiliza std::thread.

7. ¿Cómo se mide la eficiencia y el rendimiento en un sistema concurrente?

Mediante tiempo de respuesta, throughput y uso de CPU.

8. ¿Qué aplicaciones prácticas tiene la concurrencia en el mundo real?

Servidores web, bases de datos, inteligencia artificial y sistemas operativos.

9. ¿ Cuáles son las técnicas más efectivas para depurar y probar sistemas concurrentes?

Uso de herramientas como gdb, valgrind, logs detallados y pruebas de concurrencia.

10. ¿Cómo han evolucionado las herramientas y paradigmas de concurrencia en los últimos años?

Con el avance de arquitecturas multi-núcleo y lenguajes como Rust y Go.