• Descripción

En esta asignatura dentro del máster de Ingeniería Computacional, intentaremos profundizar en el campo de la computación de altas prestaciones, viendo las diferentes posibilidades que nos ofrece tanto a nivel de paradigmas de programación, como aplicaciones, así como las diferentes soluciones arquitecturales hardware/software que nos permiten trabajar en este campo (supercomputación, sistemas distribuidos, o arquitecturas como las GPUs).

Examinaremos arquitecturas de altas prestaciones, sus modelos por computación paralelos y distribuidos y ciertos middlewares para la computación Grid y Cloud.  Tambien observaremos los diferentes conceptos alrededor de Green Computing, como nuevo paradigma que incorpora la idea de optimización de consumo, a demás de maximizar las prestaciones de los sistemas.

• Información previa a la matrícula

The main part of the reference materials to be used are in English, and also the activities in the course. Also in this course will be used some current articles on the field of high performance computing, which are written in English.

For this reason it is recommended to have a sufficient level of understanding of technical English.

• Description: This course allows the student to know the concepts and acquire the necessary competences to design and develop computational solutions based on high performance computing as an alternative to traditionally sequential systems. It addresses the process and communications design techniques needed to develop applications that take advantage of the computing resources of today's computing architectures. Allowing the migration from classic algorithms to new optimized algorithms aware of the architecture that allow to obtain better computational performance.
      
• Requirements: Basic programming knowledge (C or Fortran) and GNU / Linux environments at the user level.
• Basic Bibliography: UOC Textbook Modules (In English or Spanish language).
• Used Software: GNU gcc (C/C++/Fortran  compiler) and GNU/Linux distributions like Ubuntu/CentOS.

• Objetivos y competencias

This course contains the tools you will need to achieve the following objectives & Skills :

1. Understand the motivations behind high performance computing andparallelism.

2. Understand the fundamentals of parallelism, parallel architectures, and programming models, including those related to shared-memory systems and distributed-memory systems.

3. Learn about the fundamental concepts for programming GPU devices using graphic computing programming models.

4. Understand the fundamentals related to management systems for high performance systems and their components, planning policies, and performance and analysis for high performance systems.

5. Understand the fundamentals and technologies related to distributed computing as well as the paradigms of grid and cloud computing, including their relationship with high performance computing.

6. Understand the fundamentals, characteristics, and main lines of research related to green computing and energy efficiency, as well as to sustainable computing and sustainability.

7. Understand the current challenges facing high performance computing.

• Contenidos

Module 1 - Introduction to high performance computing

1. Motivations behind high performance computing
2. Parallelism and parallel architectures
3. Programming parallel applications
4. Performance for parallel applications
5. Challenges for high performance computing

Module 2 - High performance architectures

1. Functional and data decomposition
2. Flynn's taxonomy
3. SIMD processor architectures
4. Multithread or MIMD processor architectures
5. Many-core architectures: the case of the Intel Xeon Phi

Module 3 - Parallel programming and computing

1. Shared-memory programming models
2. Graphics programming models
3. Programing models for distributed memory
4. Parallel algorithmic schemes

Module 4 - High performance computing system architectures

1. Organization of high performance systems
2. Interconnection networks
3. File systems for high performance systems
4. Job scheduler and resource managers

Module 5 - Introduction to high performance distributed computing

1. Fundamentals of distributed computing
2. Grid computing
3. Cloud computing

Module 6 - Green computing

1. Fundamentals and basic concepts
2. Energy efficiency
3. Sustainable computing and sustainability
4. List of recommended reading

• Consulta de los materiales de los que dispone la asignatura

• Informaciones sobre la evaluación a la UOC

La Normativa académica de la UOC dispone que el proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.

La falta de originalidad en la autoría o el mal uso de las condiciones en las que se hace la evaluación de la asignatura es una infracción que puede tener consecuencias académicas graves.

El estudiante será calificado con un suspenso (D/0) si se detecta falta de originalidad en la autoría de alguna actividad evaluable (práctica, prueba de evaluación continua (PEC) o final (PEF), o la que se defina en el plan docente), ya sea porque ha utilizado material o dispositivos no autorizados, ya sea porque ha copiado de forma textual de internet, o ha copiado de apuntes, de materiales, manuales o artículos (sin la citación correspondiente) o de otro estudiante, o por cualquier otra conducta irregular.

La calificación de suspenso (D/0) en la evaluación continua (EC) puede conllevar la obligación de hacer el examen presencial para superar la asignatura (si hay examen y si superarlo es suficiente para superar la asignatura según indique este plan docente).

Cuando esta mala conducta se produzca durante la realización de las pruebas de evaluación finales presenciales, el estudiante puede ser expulsado del aula, y el examinador hará constar todos los elementos y la información relativos al caso.

Además, esta conducta puede dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda.

La UOC habilitará los mecanismos que considere oportunos para velar por la calidad de sus titulaciones y garantizar la excelencia y la calidad de su modelo educativo.

• Consulta del modelo de evaluación