Programowanie współbieżne i rozproszone/PWR Wykład 1

Wstęp

Próba definicji

Praca współbieżna polega na tym, że składające się na nią zjawiska, czynności i działania odbywają się równocześnie. Istotny jest przy tym punkt widzenia obserwatora.

Zadaniem przedmiotu Programowanie współbieżne jest przedstawienie problematyki związanej z tworzeniem programów, w których wiele czynności może odbywać się równocześnie. Zajmiemy się przede wszystkim problematyką właściwej synchronizacji czynności składających się na program współbieżny i zagadnieniami związanymi z ich poprawnością.

Motywacja

Pisanie programów jest trudne. Jest to stwierdzenie prawdziwe już w przypadku programów sekwencyjnych, gdy na raz wykonuje się jedna instrukcja i nie trzeba rozważać wszystkich możliwych interakcji z innymi działającymi w tym samym czasie programami. Wprowadzenie współbieżności jeszcze bardziej utrudnia programowanie. Dlaczego zatem warto i należy rozważać programy współbieżne?

Odpowiedzieć na to pytanie można na wiele sposobów.

1. Niektóre problemy są z natury współbieżne, ich rozwiązania dają się łatwo i elegancko wyrazić w postaci niezależnie wykonujących się procedur. Przypuśćmy, że chcemy napisać grę akcji, w której wiele postaci porusza się na ekranie wykonując pewne działania. Taką scenę możemy oprogramować sekwencyjnie rozważając akcje wszystkich postaci w jednym fragmencie kodu. Jednak znacznie elegantszym rozwiązaniem jest oprogramowanie z osobna każdej postaci (można to zrobić obiektowo, nadając każdej z nich pewne indywidualne cechy), a następnie uruchomienie współbieżne tylu procesów, ile postaci chcemy uzyskać na ekranie. Oczywiście wymaga to także prawidłowej synchronizacji działania wszystkich procesów, co obejmuje działania takie jak na przykład wykrywanie kolizji i zapobieganie im.