En aquest mòdul, explorarem els conceptes de concurrència i processament paral·lel en MUMPS. Aquests conceptes són essencials per a la creació d'aplicacions eficients i escalables que poden gestionar múltiples tasques simultàniament.
Objectius del Mòdul
- Entendre els conceptes bàsics de concurrència i processament paral·lel.
- Aprendre a implementar concurrència en MUMPS.
- Explorar tècniques per gestionar processos paral·lels.
- Identificar i resoldre problemes comuns en aplicacions concurrents.
Conceptes Bàsics
Què és la Concurrència?
La concurrència es refereix a la capacitat d'un sistema per gestionar múltiples tasques al mateix temps. En un entorn concurrent, diverses tasques poden progressar simultàniament, millorant l'eficiència i la capacitat de resposta del sistema.
Què és el Processament Paral·lel?
El processament paral·lel implica l'execució simultània de múltiples tasques en diferents nuclis de processador. Això permet que les tasques es completin més ràpidament en comparació amb l'execució seqüencial.
Implementació de Concurrència en MUMPS
Processos en MUMPS
En MUMPS, els processos es poden crear utilitzant la instrucció JOB. Aquesta instrucció permet iniciar un nou procés que s'executa de manera independent del procés principal.
Exemple de Creació d'un Procés
; Procés principal
WRITE "Iniciant procés paral·lel...", !
; Iniciar un nou procés
JOB ProcessParal·lel
; Continuar amb el procés principal
WRITE "Procés principal continua executant-se.", !
; Definició del procés paral·lel
ProcessParal·lel
NEW i
FOR i=1:1:5 DO
. WRITE "Procés paral·lel: ", i, !
. HANG 1
QUITComunicació entre Processos
La comunicació entre processos en MUMPS es pot gestionar mitjançant variables globals. Aquestes variables són accessibles per tots els processos, permetent l'intercanvi d'informació.
Exemple de Comunicació entre Processos
; Procés principal
WRITE "Iniciant procés paral·lel amb comunicació...", !
; Iniciar un nou procés
JOB ProcessParal·lelComunicacio
; Escriure dades a una variable global
SET ^GlobalComunicacio="Hola des del procés principal!"
; Continuar amb el procés principal
WRITE "Procés principal continua executant-se.", !
; Definició del procés paral·lel amb comunicació
ProcessParal·lelComunicacio
NEW missatge
HANG 2 ; Esperar que el procés principal escrigui la dada
SET missatge=^GlobalComunicacio
WRITE "Procés paral·lel ha rebut: ", missatge, !
QUITTècniques de Gestió de Processos Paral·lels
Sincronització
La sincronització és crucial per evitar condicions de carrera i assegurar que els processos accedeixin a les dades compartides de manera segura. En MUMPS, es poden utilitzar variables globals amb mecanismes de bloqueig per gestionar la sincronització.
Exemple de Sincronització
; Procés principal
WRITE "Iniciant procés paral·lel amb sincronització...", !
; Iniciar un nou procés
JOB ProcessParal·lelSincronitzacio
; Bloquejar la variable global
LOCK ^GlobalSincronitzacio
; Escriure dades a la variable global
SET ^GlobalSincronitzacio="Dada sincronitzada"
; Desbloquejar la variable global
LOCK -^GlobalSincronitzacio
; Continuar amb el procés principal
WRITE "Procés principal continua executant-se.", !
; Definició del procés paral·lel amb sincronització
ProcessParal·lelSincronitzacio
NEW dada
; Esperar que el procés principal escrigui la dada
HANG 2
; Bloquejar la variable global
LOCK ^GlobalSincronitzacio
; Llegir la dada de la variable global
SET dada=^GlobalSincronitzacio
; Desbloquejar la variable global
LOCK -^GlobalSincronitzacio
WRITE "Procés paral·lel ha llegit: ", dada, !
QUITProblemes Comuns i Solucions
Condicions de Carrera
Les condicions de carrera ocorren quan dos o més processos accedeixen a dades compartides simultàniament, provocant resultats inesperats. La solució és utilitzar mecanismes de bloqueig per assegurar l'accés exclusiu a les dades.
Bloquejos
Els bloquejos es produeixen quan dos o més processos esperen indefinidament per recursos que estan bloquejats per altres processos. Per evitar bloquejos, és important dissenyar el sistema de manera que els recursos es desbloquegin correctament després de ser utilitzats.
Exercicis Pràctics
Exercici 1: Creació d'un Procés Paral·lel
Crea un procés paral·lel que compti fins a 10 mentre el procés principal escriu un missatge cada segon.
Solució
; Procés principal
WRITE "Iniciant procés paral·lel per comptar fins a 10...", !
; Iniciar un nou procés
JOB ComptadorParal·lel
; Continuar amb el procés principal
FOR i=1:1:10 DO
. WRITE "Procés principal: ", i, !
. HANG 1
; Definició del procés paral·lel
ComptadorParal·lel
NEW i
FOR i=1:1:10 DO
. WRITE "Procés paral·lel compta: ", i, !
. HANG 1
QUITExercici 2: Comunicació entre Processos
Crea dos processos que es comuniquin mitjançant una variable global. Un procés ha d'escriure un missatge i l'altre ha de llegir-lo i mostrar-lo.
Solució
; Procés principal
WRITE "Iniciant processos paral·lels amb comunicació...", !
; Iniciar el procés d'escriptura
JOB EscriureMissatge
; Iniciar el procés de lectura
JOB LlegirMissatge
; Definició del procés d'escriptura
EscriureMissatge
SET ^GlobalMissatge="Missatge des del procés d'escriptura"
QUIT
; Definició del procés de lectura
LlegirMissatge
NEW missatge
HANG 2 ; Esperar que el procés d'escriptura escrigui el missatge
SET missatge=^GlobalMissatge
WRITE "Procés de lectura ha rebut: ", missatge, !
QUITResum
En aquest mòdul, hem après els conceptes bàsics de concurrència i processament paral·lel en MUMPS. Hem explorat com crear processos paral·lels, gestionar la comunicació entre processos i utilitzar tècniques de sincronització per evitar problemes comuns com les condicions de carrera i els bloquejos. Els exercicis pràctics proporcionats ajuden a reforçar aquests conceptes i a aplicar-los en situacions reals.
En el següent mòdul, explorarem estructures de dades avançades en MUMPS, que ens permetran gestionar dades de manera més eficient i flexible.
Curs de Programació en MUMPS (M)
Mòdul 1: Introducció a MUMPS
Mòdul 2: Conceptes Bàsics de Programació
- Variables i Tipus de Dades
- Entrada i Sortida Bàsica
- Estructures de Control: IF, ELSE, FOR, WHILE
- Funcions i Procediments Bàsics
Mòdul 3: Treballant amb Dades
- Introducció a les Variables Globals
- Emmagatzematge i Recuperació de Dades
- Estructures de Dades: Arrays i Llistes
- Gestió d'Arxius en MUMPS
Mòdul 4: Conceptes Avançats de Programació
- Estructures de Control Avançades
- Gestió d'Errors i Depuració
- Programació Modular
- Funcions i Procediments Avançats
Mòdul 5: Gestió de Bases de Dades
- Introducció a les Bases de Dades MUMPS
- Operacions de Base de Dades: CRUD
- Indexació i Cerca
- Seguretat de la Base de Dades
Mòdul 6: Interfícies i Integració
- Interfície amb Altres Llenguatges
- Integració Web
- APIs i Serveis Web
- Interfície amb Bases de Dades SQL
Mòdul 7: Rendiment i Optimització
- Tècniques d'Optimització de Codi
- Gestió de Memòria
- Ajust de Rendiment
- Consideracions de Escalabilitat
Mòdul 8: Temes Avançats
- Concurrència i Processament Paral·lel
- Estructures de Dades Avançades
- Biblioteques i Extensions Personalitzades
- Estudis de Cas i Aplicacions del Món Real