Un vistazo al green coding

Green coding es un concepto de de­sa­rro­llo de software cuyo objetivo es crear programas con un consumo mínimo de energía.

¿Qué es green coding?

Green coding es un concepto de pro­gra­ma­ción orientado a de­sa­rro­llar software que sea lo más re­s­pe­tuo­so posible con el medio ambiente. An­te­ce­de­n­tes: debido al avance de la di­gi­ta­li­za­ción, el software desempeña un papel cada vez más im­po­r­ta­n­te en casi todos los ámbitos de la vida. El software que consume mucha energía co­n­tri­bu­ye si­g­ni­fi­ca­ti­va­me­n­te a las emisiones de gases de efecto in­ve­r­na­de­ro. Green coding es una solución.

El pilar central de green coding no consiste úni­ca­me­n­te en la op­ti­mi­za­ción ene­r­gé­ti­ca del software, sino también en un de­sa­rro­llo de software más so­s­te­ni­ble que, por ejemplo, utilice energías re­no­va­bles para alimentar los centros de datos o los sistemas en la nube.

¿Cómo funciona el green coding?

Green coding se aplica a todos los niveles del proceso de de­sa­rro­llo del software: se puede optimizar tanto la ar­qui­te­c­tu­ra del software como su enfoque de de­sa­rro­llo y otros factores adi­cio­na­les. En los programas verdes se debe evitar el código en­re­ve­sa­do y mal op­ti­mi­za­do. La razón es sencilla: un código poco op­ti­mi­za­do suele ejecutar in­s­tru­c­cio­nes que no son im­pre­s­ci­n­di­bles para la lógica del programa, lo cual provoca un consumo in­ne­ce­sa­rio de recursos y, por tanto, un derroche de energía.

En el contexto de green coding se suele hablar de los “pilares de green coding”, que co­n­s­ti­tu­yen la base de un software más so­s­te­ni­ble.

Pilares de green coding

La pro­gra­ma­ción verde se basa en cuatro pilares. Cada uno de ellos es esencial para el proceso de de­sa­rro­llo del software, y ofrece la po­si­bi­li­dad de ahorrar en recursos y emisiones.

Ar­qui­te­c­tu­ra verde

La ar­qui­te­c­tu­ra del software es el primer pilar. La ar­qui­te­c­tu­ra es la es­tru­c­tu­ra básica de las apli­ca­cio­nes que se van a programar. Se puede optimizar sobre todo en cuanto al consumo de energía: a modo de ejemplo, se puede em­pa­que­tar el código de tal forma que se logre un uso óptimo del hardware en todo momento y, por tanto, se requiera menos energía. Los sistemas de apagado au­to­má­ti­co que se activan cuando el software no está en uso también forman parte de la ar­qui­te­c­tu­ra verde y co­n­tri­bu­yen si­g­ni­fi­ca­ti­va­me­n­te a reducir el consumo de energía de las apli­ca­cio­nes.

Lógica verde

Otro pilar fu­n­da­me­n­tal de green coding es la lógica de los programas. En esencia, se trata de optimizar el código de los programas para que su uso no se vea ra­le­n­ti­za­do por se­n­te­n­cias in­ne­ce­sa­rias. Otros factores, como elegir es­tru­c­tu­ras de datos más efi­cie­n­tes o formatos de archivo que ahorren recursos, también de­sem­pe­ñan un papel im­po­r­ta­n­te a la hora de escribir un código de programa eficiente y re­s­pe­tuo­so con el medio ambiente.

Me­to­do­lo­gía verde

La me­to­do­lo­gía es un pilar de la pro­gra­ma­ción verde que se centra menos en el código del programa y más en el proceso de de­sa­rro­llo del software. A modo de ejemplo, el agile de­ve­lo­p­me­nt es un método diseñado es­pe­cí­fi­ca­me­n­te para adaptar el código y las apli­ca­cio­nes a la efi­cie­n­cia ene­r­gé­ti­ca. El de­sa­rro­llo y las pruebas es­ca­lo­na­das de la pro­gra­ma­ción ágil ga­ra­n­ti­zan que se puedan ide­n­ti­fi­car los co­m­po­ne­n­tes del programa con una efi­cie­n­cia ene­r­gé­ti­ca de­fi­cie­n­te y se puedan modificar en una fase temprana, de modo que el producto final sea lo más eficiente posible desde el punto de vista ene­r­gé­ti­co.

Pla­ta­fo­r­ma verde

Green coding no solo tiene que ver con el software, sino también con el hardware, a partir del cual hay una serie de puntos de partida que pueden uti­li­zar­se para conseguir sistemas que respeten más el medio ambiente. En concreto, el uso de los se­r­vi­do­res es un factor que afecta al consumo de recursos: los se­r­vi­do­res que funcionan con poca carga consumen más energía de la necesaria. Cloud computing puede remediar la situación del hardware, ya que los recursos pueden escalarse con fle­xi­bi­li­dad y adaptarse a las ne­ce­si­da­des in­di­vi­dua­les de cada uno. En un caso ideal, las ne­ce­si­da­des ene­r­gé­ti­cas de los se­r­vi­do­res de cloud computing se cubren con energía renovable.

Lenguajes de pro­gra­ma­ción efi­cie­n­tes ene­r­gé­ti­ca­me­n­te

El diseño del software no es lo único que afecta a la efi­cie­n­cia ene­r­gé­ti­ca del producto final: el lenguaje de pro­gra­ma­ción que se elige para realizar el proyecto también es muy im­po­r­ta­n­te. Los distintos lenguajes de pro­gra­ma­ción difieren mucho en cuanto a su consumo de recursos en términos de energía, memoria y tiempo.

C es el lenguaje de pro­gra­ma­ción más eficiente desde el punto de vista ene­r­gé­ti­co. Este hecho no sorprende, ya que C es un lenguaje de pro­gra­ma­ción orientado al hardware y trabaja con un nivel de ab­s­tra­c­ción bajo para que los recursos del hardware puedan uti­li­zar­se de forma eficiente. La gestión directa de la memoria también es un factor de­te­r­mi­na­n­te en la efi­cie­n­cia de C, ya que permite a los pro­gra­ma­do­res de­sa­rro­llar es­tra­te­gias efi­cie­n­tes para asignar y liberar memoria (reserva de memoria). El lenguaje C++ se basa en C, pero está orientado a objetos y también es sumamente eficiente en cuanto a recursos.

De forma análoga a C, Rust es un lenguaje de pro­gra­ma­ción bien adaptado a green coding. Rust es un lenguaje de pro­gra­ma­ción re­la­ti­va­me­n­te joven, con un sistema de gestión de memoria que permite un acceso eficiente a ella. De este modo, se evitan accesos in­ne­ce­sa­rios, los cuales consumen mucha energía. El alto grado de si­mu­l­ta­nei­dad que permite Rust también es un factor fu­n­da­me­n­tal para la efi­cie­n­cia ene­r­gé­ti­ca, de modo que se apro­ve­chan al máximo los recursos de hardware.

Lo que quizás te sorprenda es que Python, pese a ser uno de los lenguajes de pro­gra­ma­ción más populares, obtiene una pu­n­tua­ción ex­tre­ma­da­me­n­te baja en su cla­si­fi­ca­ción de efi­cie­n­cia ene­r­gé­ti­ca. Una de las razones es que los programas de Python en el momento de la ejecución solo se in­te­r­pre­tan y no se compilan, por lo que no hay un proceso de co­m­pi­la­ción único. Sin embargo, la ti­pi­fi­ca­ción dinámica del lenguaje también conlleva un mayor tiempo de ejecución de los programas, ya que los tipos de variables se de­te­r­mi­nan di­ná­mi­ca­me­n­te durante la ejecución del programa. Por razones similares, Ja­va­S­cri­pt tampoco es muy eficiente desde el punto de vista ene­r­gé­ti­co y, por tanto, es bastante poco adecuado para green coding.

Buenas prácticas de green coding

Hay una serie de buenas prácticas que puedes seguir durante el proceso de de­sa­rro­llo de tus programas si quieres que sean más eco­ló­gi­cos en el futuro.

• Ar­qui­te­c­tu­ra de software in­te­li­ge­n­te: evita el código re­du­n­da­n­te e in­ne­ce­sa­rio. Evita bucles y, si es necesario, incorpora me­ca­ni­s­mos que finalicen el programa au­to­má­ti­ca­me­n­te cuando no se esté uti­li­za­n­do.
• Elección del lenguaje de pro­gra­ma­ción: elige un lenguaje de pro­gra­ma­ción para tu proyecto que sea eficiente desde una pe­r­s­pe­c­ti­va ene­r­gé­ti­ca.
• Pruebas continuas: prueba los co­m­po­ne­n­tes de tu proyecto es­ca­lo­na­da­me­n­te durante el de­sa­rro­llo e ide­n­ti­fi­ca los co­m­po­ne­n­tes que requieran una cantidad elevada de recursos.
• Datos y redes: reduce el consumo de datos y la distancia que tienen que recorrer en la red por medio de, por ejemplo, el al­ma­ce­na­mie­n­to en caché.