| Arquitectura de computadores | Código: 75.578 : 6 |
La asignatura profundiza en conceptos avanzados de la estructura del computador: el rendimiento de los computadores y la segmentación del procesador. Además, se hace una introducción a los elementos diferenciadores de los multiprocesadores, y a las diferentes arquitecturas de estos.
La asignatura tiene un fuerte componente práctico. La primera parte de la práctica (Práctica 1) se hace mediante simuladores de arquitecturas de CPU (como por ejemplo el simulador WINDLX en el entorno Windows). La segunda parte de práctica (Práctica 2) trata temas básicos de programación paralela.
Los conocimientos previos necesarios para esta asignatura se han visto a Fundamentos de computadores y Estructura de computadores.
Los objetivos de la asignatura son los siguientes:
- Comprender la necesidad de evaluar el rendimiento de los computadores y conocer las diferentes figuras de mérito utilizadas por hacer esta evaluación.
- Aprender qué es el paralelismo a nivel de instrucciones y qué son las principales formas de aprovecharlo por reducir el tiempo de ejecución de los programas.
- Entender el concepto de segmentación de la ejecución de instrucciones y conocer los principales factores que limitan el rendimiento de los procesadores segmentados.
- Conocer las organizaciones básicas de los sistemas multiprocesador, las redes de interconexión entre procesadores más comunes, y también su influencia en el número máximo de procesadores del sistema. Comprender las herramientas básicas de sincronización y comunicación entre procesos, y saberlas emplear correctamente en pequeños programas.
Los conceptos explicados en esta asignatura son básicos para comprender el funcionamiento y las limitaciones de los microprocesadores actuales.
Competencias
Los objetivos de la asignatura se reflejan en las competencias que se trabajan (y que son extraídas de los documentos oficiales de las diferentes titulaciones):
C1. Capacidad por identificar los elementos de la estructura y los principios de funcionamiento de un ordenador.
C2. Capacidad por analizar la arquitectura y organización de los sistemas y de las aplicaciones informaticas en red.
C3. Capacidad por proponer y evaluar diferentes alternativas tecnológicas para resolver un problema concreto.
La asignatura consta de cuatro módulos que cubren los objetivos expuestos.
MÓDULOS
Breve descripción
Módulo 1:
Rendimiento de los computadores
Se presentan las diferentes figuras de mérito utilizadas para evaluar el rendimiento de los computadores, así como los problemas que tiene su interpretación. Se presenta la ley de Amdahl y sus implicaciones.
Módulo 2:
Introducción a la Segmentación
Se presenta y se analiza la principal técnica que hoy en día usan todos el microprocesadores por reducir en tiempos de ejecución de los programas. Esta técnica se la segmentación de la ejecución de las instrucciones y se basa en aprovechar el paralelismo a nivel de instrucciones por ejecutar más de una instrucción de lenguaje máquina por cada ciclo de reloj, reduciendo a la vez el tiempo de ciclo del procesador.
Módulo 3:
Procesadores Segmentados
Módulo 4:
Multiprocesadores
El cuarto bloque estudia los sistemas multiprocesador basados en microprocesadores escalars. Se estudia: los sistemas multiprocesador, la coherencia de memoria, las redes de interconexión para multiprocesadores, la sincronización y los modelos de programación paralela.
Contenido detallado por módulo y annexo:
MÓDULOS DIDÁCTICOS
Subíndece
Módulo 1:
Rendimiento de los Computadores
1.1 Necesidad de evaluar el Rendimiento.
1.2 Figuras de mérito.
1.3 Programas para Evaluar el Rendimiento.
1.4 La Ley de Amdahl.
Módulo 2:
Introducción a la Segmentación
2.1 Mejoras en el Rendimiento de los Microprocesadores.
2.2 Paralelismo a nivel de instrucciones.
2.3 Evolución conjunta de la tecnología y la arquitectura.
Módulo 3:
Procesadores Segmentados
3.1 Procesadores segmentados. Procesador segmentado lineal.
3.2 Arquitectura secuencial de ejemplo.
3.3 Procesador segmentado lineal. Instrucciones de cálculo y de acceso a memoria.
3.4 Riesgo de datos al procesador segmentado lineal.
3.5 Procesador Segmentado lineal. Instrucciones de ruptura de secuencia.
3.6 Reducción de los ciclos perdidos por riesgos de datos.
3.7 Reducción de los ciclos perdidos por riesgos de control.
3.8 Ciclos perdidos por riesgos estructurales
3.9 Arquitectura Segmentada con Operaciones Multiciclo.
3.10 Temas Avanzados.
Módulo 4:
Multiprocesadores
4.1 Los sistemas multiprocesadores
4.2 Coherencia de memoria
4.3 Redes de interconexión para multiprocesadores
4.4 Sincronización y comunicación
4.5 Modelos de programación paralela
4.5.1 Modelo de variables compartidas
4.5.2 Modelo de paso de mensajes
| Arquitectura de computadores | |
| GNU/Linux: Ubuntu destop 14.04 (32 bits) | Software en línea |
| Vídeo | Audiovisual |
Los diferentes módulos son en apoyo papel/web y el estudiante los recibe/té disponibles como material docente de la asignatura.
Los materiales de prácticas que propone el profesor consultor están disponibles al Campus Virtual y los estudiantes los obtienen desde allá.
El anexo se da como material complementario por su lectura, no se exigirá en la evaluación.
Además de los materiales en papel recibiréis el material complementario vía el tablón del profesor.
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.
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Esta asignatura puede superarse por una doble vía: |