Simulação de Formação de Moléculas de Água (H₂O)

Este programa simula a formação de moléculas de água (H₂O) utilizando threads e semáforos para coordenar a interação entre átomos de oxigênio (O) e hidrogênio (H). Ele implementa um problema clássico de sincronização em sistemas concorrentes, garantindo que as moléculas sejam formadas corretamente com 1 átomo de oxigênio e 2 átomos de hidrogênio.

Funcionamento

1. Átomos de Oxigênio e Hidrogênio:

   • Threads representam os átomos de oxigênio e hidrogênio.
   • Cada thread aguarda no "pool" até que os requisitos para formar uma molécula de água sejam atendidos.

2. Semáforos:

   • mutex: Garante exclusão mútua ao acessar variáveis compartilhadas.
   • oxygen_queue e hydrogen_queue: Controlam a espera de átomos de oxigênio e hidrogênio.

3. Formação de Moléculas:

   • Quando há pelo menos 1 átomo de oxigênio e 2 átomos de hidrogênio no pool, uma molécula de água é formada.
   • O programa exibe animações e atualiza o estado do pool de átomos.

4. Visualização:

   • O estado do pool de átomos e o número de moléculas formadas são exibidos no terminal.

Requisitos

• Sistema operacional Linux ou compatível.
• Compilador GCC.
• Biblioteca pthread instalada.

Como Executar

1. Clone ou copie o código para um arquivo chamado h2o.c.

2. Compile o programa com o seguinte comando:

   gcc -o h2o h2o.c -lpthread

3. Execute o programa:

   ./h2o

4. Saída esperada:

   • O terminal exibirá o estado do pool de átomos, animações de formação de moléculas e o número total de moléculas formadas ao final.

Exemplo de Saída

=== Simulação de Formação de Água H₂O ===

═══ Pool de Átomos ═══
O: ● ●
  H: ● ● ● ●
Moléculas formadas: 1
✔ Pode formar H₂O!

Formando molécula H₂O #2 ⏳
Formando molécula H₂O #2 ⚡
✔ Molécula H₂O #2 formada!

=== Simulação concluída! ===
Total de moléculas H₂O formadas: 33

Personalização

• Número de threads: Altere a constante NUM_THREADS para modificar a quantidade de átomos simulados.
• Velocidade da simulação: Ajuste os valores de usleep para alterar o tempo de espera entre eventos.