Semana 12¶
Evaluación 4¶
La evaluación consiste en entregar los RETOS 12 y 13 de la semana 11. SOLO EN VERSIÓN CONSOLA ojo!
Tenga presente las siguientes consideraciones
Plazo de entrega, viernes 17 de abril a las 12 del MEDIO DÍA.
Cree una carpeta. Incluya en esa carpeta otras CARPETAS, una para cada reto y un archivo .pdf con:
EL ENLACE, solo el ENLACE a un video que tenga las siguientes secciones:
- Sección 1: mostrar cómo se compila el proyecto.
- Sección 2: mostrar el proyecto corriendo. Mostrar claramente cómo se lanza el ejecutable y cómo está pasando los archivos
- Sección 3: mostrar cómo probó cada programa, mostrar claramente el contenido de los archivos de entrada y salida.
- Sección 4: explicación detallada de cómo funciona el código. OJO NO QUE PARTES TIENE, se trata de explicar cómo funciona el código y mostrar que efectivamente domina el código escrito.
Comprima la carpeta anterior con SOLO usando .ZIP, no RAR, no 7Z, SOLO .ZIP. NO CUMPLIR CON ESTO REBAJARÁ EN UNA UNIDAD AUTOMÁTICAMENTE LA NOTA FINAL.
El video debe tener buena calidad de audio para poder escuchar claramente su sustentación.
Suba la sustentación aquí
Criterios de evaluación¶
Nota_Final = Funcionamiento*sustentación
Donde funcionamiento será una nota de 0 a 5 y sustentación un factor de 0 a 1. ESTO quiere decir que el funcionamiento puede ser 5, pero si la sustentación es 0, la nota final final 0.
Para la sustentación:
- 1: incluye todas las sesiones del video.
- 0.6: Las sesiones 3 o 4 presentan algunos errores conceptuales leves.
- 0.4: Las sesiones 3 o 4 presentan errores conceptuales o las explicaciones son muy pobres.
- 0: las sesiones 3 o 4 presentan errores conceptuales graves o no hay explicación.
Sesión 1¶
En esta sesión vamos a introducir los conceptos de sincronización y comunicación entre hilos.
Ejercicio 1¶
Considere el siguiente código:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 | using System;
using System.Threading;
class HelloWorld {
static int counter = 0;
const int ITERATIONS = 100;
static void Main() {
Thread t = new Thread(Code);
t.Start();
Code();
t.Join();
Console.WriteLine("Counter: {0}",counter);
}
static void Code(){
int temporal = 0;
for(int i= 0; i < ITERATIONS; i++){
temporal = counter;
temporal++;
counter = temporal;
}
}
}
|
- Explique el funcionamiento detallado.
- Corra el programa varias veces. ¿El resultado es el esperado?
- Aumente gradualmente el valor de ITERATIONS en pasos de un órden de magnitud. Corra varias veces el programa. El resultado es el esperado?
- Explique qué puede estar pasando.
Ejercicio 2¶
¿Cómo podemos solucionar el problema que se nos presenta en el ejercicio 1?
Podemos recurrir al ejercicio 5 de la semana 11. A esto se le conoce como un semáforo de exclusión mutua (?)
Considere el siguiente código:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 | using System;
using System.Threading;
class HelloWorld {
static int counter = 0;
const int ITERATIONS = 1000000;
static readonly object locker = new object();
static void Main() {
Thread t = new Thread(Code);
t.Start();
Code();
t.Join();
Console.WriteLine("Counter: {0}",counter);
}
static void Code(){
int temporal = 0;
for(int i= 0; i < ITERATIONS; i++){
lock(locker){
temporal = counter;
temporal++;
counter = temporal;
}
}
}
}
|
- ¿Cómo funciona el código anterior?
- ¿Qué pasa si el semáforo se coloca aquí?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | static void Code(){
int temporal = 0;
lock(locker){
for(int i= 0; i < ITERATIONS; i++){
temporal = counter;
temporal++;
counter = temporal;
}
}
}
|
- ¿El código funciona?
- Explique cómo funciona
Ejercicio 3¶
En la literatura técnica de las bibliotecas de diferentes lenguajes de programación se observa este término: Thread Safety. El término indica si la biblioteca o el procedimiento en cuestión es o no Thread Safe. Pero, ¿Qué quiere decir?
Se dice que un programa o un método es Thead-safe si al ejecutarse no se presentan comportamientos indeterminados (ejercicio 1) en un escenario con múltiples hilos. En otras palabras, si nos dicen que un método es Thread-Safe quiere decir que lo podemos usar sin problema en varios hilos.
- El método Code() del ejercicio 1 es Thread-safe?
- el método Code() del ejercicio 2 es Thread-safe?
Ejercicio 4:¶
Uno de los programas que más usamos en IDED es Unity. En Unity podemos construir programas con varios hilos, además del hilo principal (?); sin embargo, es usual que en el proceso encontremos errores. Al buscar la causa de esos errores veremos que en la documentación oficial de Unity encontraremos cosas como estas:
- El API de Unity no es thread-safe
- El API de Unity, en su mayoría solo puede ser usada en el hilos principal.
¿Entonces qué hacemos si queremos usar hilos?
PERO ANTES:
- ¿Para qué podríamos necesitar hilos en Unity?
Ejercicio 5: RETO¶
Este ejercicio es muy importante: por favor repita los ejercicios 1 al 4. Verifique sus notas, analice el código, experimente.
Sesión 2¶
En esta sesión vamos a comenzar aplicando nuestros nuevos conocimientos al uso del motor Unity.
Ejercicio 1: una razón para usar hilos¶
Vamos a crear un proyecto en Unity. Luego creamos el siguiente script:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 | using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System.Threading;
using UnityEngine.UI;
public class ioSim : MonoBehaviour
{
public Text myText;
int counter = 0;
private void OnEnable()
{
myText.fontSize = 100;
myText.horizontalOverflow = HorizontalWrapMode.Overflow;
myText.verticalOverflow = VerticalWrapMode.Overflow;
myText.text = counter.ToString();
}
// Update is called once per frame
void Update()
{
counter++;
myText.text = counter.ToString();
}
}
|
- Añanada el script a la cámara principal.
- Añada un GameObject tipo Text (es un UI).
- Luego arrastre el GameObject Text al campo My Text del script añadido a la cámara .
- ¿Qué pasa cuando se ejecuta el proyecto?
Ahora vamos a simular una operación de entrada salida:
Ejercicio 2¶
Ahora vamos a arreglar el problema anterior introduciendo hilos para simular la operación de entrada salida.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 | using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System.Threading;
using UnityEngine.UI;
public class ioSim : MonoBehaviour
{
public Text myText;
int counter = 0;
Thread myThread;
private void OnEnable()
{
myText.fontSize = 100;
myText.horizontalOverflow = HorizontalWrapMode.Overflow;
myText.verticalOverflow = VerticalWrapMode.Overflow;
myText.text = counter.ToString();
}
// Update is called once per frame
void Update()
{
counter++;
myText.text = counter.ToString();
if( Input.GetKeyUp(KeyCode.Space))
{
myThread = new Thread(simIoOp);
myThread.Start();
}
}
static void simIoOp()
{
Debug.Log("Start IO");
Thread.Sleep(1000);
Debug.Log("End IO");
}
}
|
- Abra la consola.
- Corra el proyecto.
- Haga click en cualquier zona de la ventana Game.
- Presione la barra espaciadora.
- ¿Qué concluye con respecto al ejercicio 1?
Ejercicio 3¶
Ahora vamos a intentar utilizar el API de Unity desde el nuevo hilo creado en el ejercicio 2.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 | using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System.Threading;
using UnityEngine.UI;
public class ioSim : MonoBehaviour
{
public Text myText;
int counter = 0;
Thread myThread;
private void OnEnable()
{
myText.fontSize = 100;
myText.horizontalOverflow = HorizontalWrapMode.Overflow;
myText.verticalOverflow = VerticalWrapMode.Overflow;
myText.text = counter.ToString();
}
// Update is called once per frame
void Update()
{
counter++;
myText.text = counter.ToString();
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.Space))
{
myThread = new Thread(simIoOp);
myThread.Start();
}
}
void simIoOp()
{
Debug.Log("Start IO");
Thread.Sleep(1000);
myText.color = new Color(Random.Range(0F, 1F), Random.Range(0, 1F), Random.Range(0, 1F));
Debug.Log("End IO");
}
}
|
- ¿Qué ocurre al ejecutar el proyecto y presionar la barra espaciadora? No olvide observar la consola.
Ejercicio 4¶
Para poder solucionar el problema anterior debemos utilizar una cola de mensajes. Esta cola permitirá que el hilo que estamos creando para realizar la operación de entrada-salida, le solicite, por medio de un mensaje, al hilo principal la actualización del contador:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 | using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System.Threading;
using UnityEngine.UI;
public class ioSim : MonoBehaviour
{
public Text myText;
int counter = 0;
Thread myThread;
Queue myQueue;
static readonly object lockObj = new object();
private void OnEnable()
{
myText.fontSize = 100;
myText.horizontalOverflow = HorizontalWrapMode.Overflow;
myText.verticalOverflow = VerticalWrapMode.Overflow;
myText.text = counter.ToString();
myQueue = new Queue();
}
// Update is called once per frame
void Update()
{
counter++;
myText.text = counter.ToString();
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.Space))
{
myThread = new Thread(simIoOp);
myThread.Start();
}
lock (lockObj)
{
if (myQueue.Count > 0)
{
if((string)myQueue.Dequeue() == "create new color")
{
myText.color = new Color(Random.Range(0F, 1F), Random.Range(0, 1F), Random.Range(0, 1F));
}
}
}
}
void simIoOp()
{
Debug.Log("Start IO");
Thread.Sleep(1000);
lock (lockObj){
myQueue.Enqueue("create new color");
}
Debug.Log("End IO");
}
}
|
Ejercicio 5¶
Vamos a recordar el concepto de jerarquía de memoria… vamos para el tablero.
¿Qué pasaría si escribo software de tal manera que aproveche la arquitectura de memoria cache que proveen los sistemas de cómputo?
Ejercicio 6¶
Para ilustrar el punto anterior, vamos a leer entre todos un artículo muy interesante que ilustra el punto anterior.
Ejercicio 7: RETO¶
Unity lleva años tranbajando en una nueva manera de construir juegos utilizando una estrategia denominada por ellos DOTs. En realidad DOTs es la suma de varias ideas, entre ellas, utilizar una estrategia de programación que busca optimizar el manejo de los datos de manera que se use mejor la jerarquía de memoria de la plataforma de cómputo. Dicha estrategia se denomina ECS: entity, component, system.
Veamos un DEMO del año 2017 donde Unity comienza a mostrar las posibilidades de la tecnología.
- En el demo, ¿Qué pasa con el frame rate al aumentar la cantidad de minions?
Ejercicio 8: RETO¶
El reto consiste en ver este video del Unite Los Angeles 2018. En el video un ingeniero de Intel explica la razón por la cual la idea del ECS funciona para mejorar el desempeño de una aplicación.