• Descripción

• La asignatura en el conjunto del plan de estudios

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.

• Conocimientos previos

Los conocimientos previos necesarios para esta asignatura se han visto a Fundamentos de computadores y Estructura de computadores.

Es muy deseable tener conocimientos de programación básica en C, manejo básico de Linux y Compilación C con gcc.

• Objetivos y competencias

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.

• Contenidos

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

• Consulta de los recursos de aprendizaje de los que dispone la asignatura

• Recursos de aprendizaje y herramientas de apoyo

Los diferentes módulos son en apoyo pdf/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 pdf/web recibiréis material complementario vía el tablón del profesor.

• Informaciones sobre la evaluación en la UOC

El proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal de cada estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.

La falta de autenticidad en la autoría o de originalidad de las pruebas de evaluación; la copia o el plagio; el intento fraudulento de obtener un resultado académico mejor; la colaboración, el encubrimiento o el favorecimiento de la copia, o la utilización de material o dispositivos no autorizados durante la evaluación, entre otras, son conductas irregulares que pueden tener consecuencias académicas y disciplinarias graves.

Por un lado, si se detecta alguna de estas conductas irregulares, puede comportar el suspenso (D/0) en las actividades evaluables que se definan en el plan docente –incluidas las pruebas finales– o en la calificación final de la asignatura, ya sea porque se han utilizado materiales o dispositivos no autorizados durante las pruebas, como redes sociales o buscadores de información en internet, porque se han copiado fragmentos de texto de una fuente externa (internet, apuntes, libros, artículos, trabajos o pruebas del resto de estudiantes, etc.) sin la correspondiente citación, o porque se ha practicado cualquier otra conducta irregular.

Por el otro, y de acuerdo con las normativas académicas, las conductas irregulares en la evaluación, además de comportar el suspenso de la asignatura, pueden dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y a la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda.

• Consulta del modelo de evaluación