2.5.7 FPL/Computación Paralela y Distribuida

Temas:
Core

• Seguridad (safety) y vivacidad (liveness):
  1. Condiciones de carrera (race conditions)
  2. Dependencias/precondiciones
  3. Modelos de fallos (fault models)
  4. Terminación
• Modelos de programación:
  1. Modelo de actores (actor models)
  2. Modelos procedurales y reactivos
  3. Modelos de programación síncrona/asíncrona
  4. Paralelismo de datos (data parallelism)
• Propiedades:
  1. Propiedades basadas en orden:
     1. Conmutatividad
     2. Independencia
  2. Propiedades basadas en consistencia:
     1. Atomicidad
     2. Consenso
• Control de ejecución:
  1. Espera asíncrona Async await
  2. Promesas (promises)
  3. Hilos (threads)
• Comunicación y coordinación:
  1. Mutexes
  2. Paso de mensajes (message-passing)
  3. Memoria compartida (shared memory)
  4. Cobegin-coend
  5. Monitores
  6. Canales (channels)
  7. Hilos (threads)
  8. Guardas (guards)
• Futuros (futures)
• Soporte del lenguaje para paralelismo de datos como forall, desenrollado de bucles (loop unrolling), map/reduce
• Efecto de los modelos de consistencia de memoria en la semántica del lenguaje y la generación correcta de código
• Interfaces de Programación de Aplicaciones de Transferencia de Estado Representacional (REST APIs)
• Tecnologías y enfoques: computación en la nube (cloud computing), computación de alto rendimiento, computación cuántica, computación ubicua
• Sobrecarga del paso de mensajes
• Granularidad del programa para una explotación eficiente de la concurrencia
• Concurrencia y otros paradigmas de programación (por ejemplo, funcional)

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:

1. Explicar por qué los lenguajes de programación no garantizan la consistencia secuencial en presencia de condiciones de carrera (data races) y qué deben hacer los programadores como resultado [Explicar]
2. Implementar programas concurrentes correctos usando múltiples modelos de programación, como memoria compartida, actores, futuros, construcciones de sincronización y primitivas de paralelismo de datos [Implementar]
3. Usar un modelo de paso de mensajes para analizar un protocolo de comunicación [Usar]
4. Usar construcciones de sincronización como métodos monitorizados/sincronizados en un programa simple [Usar]
5. Modelar dependencia de datos usando construcciones de programación simples que involucran variables, lectura y escritura [Implementar]
6. Modelar dependencia de control usando construcciones simples como selección e iteración [Implementar]
7. Explicar cómo las APIs REST integran aplicaciones y automatizan procesos [Explicar]
8. Explicar beneficios, limitaciones y desafíos relacionados con la computación distribuida y paralela [Explicar]