Actor, modelo, historia posterior

En informática , el modelo Actor , publicado por primera vez en 1973 ( Hewitt et al., 1973 ) , es un modelo matemático de computación concurrente . Este artículo describe la historia posterior del modelo Actor, cuyos temas principales fueron la investigación de su poder fundamental, el estudio de cuestiones de composicionalidad, el desarrollo de arquitecturas y su aplicación a sistemas abiertos. Es la continuación del artículo sobre la historia intermedia del modelo Actor , que describe las implementaciones iniciales, las primeras aplicaciones y el desarrollo de la primera teoría de la demostración y el modelo denotacional.

Se iniciaron investigaciones sobre el poder básico del modelo Actor. Carl Hewitt [1985] argumentó que, debido al uso de Árbitros , el modelo Actor era más potente que la programación lógica (véase indeterminación en la computación concurrente ).

Keith Clark , Hervé Gallaire, Steve Gregory, Vijay Saraswat, Udi Shapiro, Kazunori Ueda, entre otros, desarrollaron una familia de sistemas concurrentes de paso de mensajes tipo Prolog que utilizaban la unificación de variables compartidas y flujos de estructuras de datos para los mensajes . Algunos de estos autores afirmaron que estos sistemas se basaban en la lógica matemática. Sin embargo, al igual que el modelo Actor, los sistemas concurrentes tipo Prolog se basaban en el paso de mensajes y, por consiguiente, estaban sujetos a la indeterminación en el orden de los mensajes en los flujos, similar a la indeterminación en el orden de llegada de los mensajes enviados a los Actores. En consecuencia, Carl Hewitt y Gul Agha [1991] concluyeron que los sistemas concurrentes tipo Prolog no eran ni deductivos ni lógicos. No eran deductivos porque los pasos computacionales no se derivaban deductivamente de sus predecesores, y no eran lógicos porque ningún sistema de lógica matemática era capaz de derivar los hechos de situaciones computacionales subsiguientes a partir de sus predecesores.

La composicionalidad se refiere a la composición de sistemas a partir de subsistemas. Los problemas de composicionalidad han demostrado ser limitaciones importantes para teorías de computación anteriores, como el cálculo lambda y las redes de Petri . Por ejemplo, dos expresiones lambda no constituyen una expresión lambda, y dos redes de Petri no constituyen una red de Petri, por lo que no pueden influirse mutuamente.

En su tesis doctoral, Gul Agha abordó cuestiones de composicionalidad en el modelo de Actor. Las configuraciones de Actor cuentan con recepcionistas que pueden recibir mensajes externos y pueden tener las direcciones de los recepcionistas de otras configuraciones de Actor. De esta forma, dos configuraciones de Actor pueden componerse para formar otra configuración cuyas subconfiguraciones pueden comunicarse entre sí. Las configuraciones de Actor tienen la ventaja de poder tener múltiples Actores ( es decir, los recepcionistas) que reciben mensajes externos sin la desventaja de tener que realizar sondeos para obtener mensajes de múltiples fuentes (véase problemas relacionados con la obtención de mensajes de múltiples canales ).

Carl Hewitt [1985] señaló que la apertura se estaba convirtiendo en un desafío fundamental en el desarrollo de sistemas de software. Los sistemas distribuidos abiertos deben afrontar los siguientes desafíos:

Monotonicidad

Una vez que algo se publica en un sistema distribuido abierto, no se puede retirar.

Pluralismo

Los distintos subsistemas de un sistema distribuido abierto incluyen información heterogénea, superpuesta y posiblemente contradictoria. En los sistemas distribuidos abiertos no existe un árbitro central de la verdad.

No determinismo ilimitado

De forma asíncrona, distintos subsistemas pueden activarse y desactivarse, y los enlaces de comunicación pueden establecerse y desactivarse entre los subsistemas de un sistema distribuido abierto. Por lo tanto, el tiempo que tardará en completarse una operación no puede determinarse de antemano (véase no determinismo no acotado ).

Inconsecuencia

Los grandes sistemas distribuidos son inevitablemente inconsistentes en lo que respecta a la información sobre las interacciones de sus usuarios humanos con el sistema de información.

Carl Hewitt y Jeff Inman [1991] trabajaron en el desarrollo de la semántica para sistemas abiertos con el fin de abordar problemas surgidos en la inteligencia artificial distribuida. Carl Hewitt y Carl Manning [1994] informaron sobre el desarrollo de la semántica participativa para sistemas abiertos.

Investigadores del Caltech, bajo la dirección de Chuck Seitz, desarrollaron el Cubo Cósmico , que fue una de las primeras arquitecturas de Actores con paso de mensajes. Posteriormente, en el MIT , investigadores bajo la dirección de Bill Dally desarrollaron la Máquina J.

Kohei Honda y Mario Tokoro (1991), José Meseguer (1992), Ugo Montanari y Carolyn Talcott (1998), M. Gaspari y G. Zavattaro (1999) intentaron relacionar la semántica de actores con el álgebra. Asimismo, John Darlington y YK Guo (1994) intentaron relacionar la lógica lineal con la semántica de actores.

Sin embargo, ninguno de los formalismos anteriores aborda la propiedad crucial de garantía de servicio (véase no determinismo no acotado ).

Los avances recientes en el modelo Actor provienen de diversas fuentes.

El desarrollo de hardware está impulsando la concurrencia masiva, tanto local como no local. La concurrencia local se posibilita mediante nuevo hardware para microprocesadores multinúcleo de 64 bits, módulos multichip e interconexión de alto rendimiento. La concurrencia no local se posibilita mediante nuevo hardware para comunicaciones de conmutación de paquetes de banda ancha cableadas e inalámbricas. Las capacidades de almacenamiento, tanto locales como no locales, crecen exponencialmente. Estos avances de hardware plantean enormes desafíos de modelado. Hewitt [Hewitt 2006a, 2006b] intenta utilizar el modelo de actores para abordar estos desafíos.

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