Arquitectura de computadors Codi:  05.578    :  6
Consulta de les dades generals   Descripció   L'assignatura en el conjunt del pla d'estudis   Coneixements previs   Objectius i competències   Continguts   Consulta dels recursos d'aprenentatge de la UOC per a l'assignatura   Informació addicional sobre els recursos d'aprenentatge i eines de suport   Informacions sobre l'avaluació a la UOC   Consulta del model d'avaluació  
Aquest és el pla docent de l'assignatura per al segon semestre del curs 2023-2024. Podeu consultar si l'assignatura s'ofereix aquest semestre a l'espai del campus Més UOC / La universitat / Plans d'estudis). Un cop comenci la docència, heu de consultar-lo a l'aula. El pla docent pot estar subjecte a canvis.

En aquesta assignatura s'aprofundeix en el coneixement de l'arquitectura dels ordinadors introduït en les assignatures de Fonaments i Estructura de computadors del Grau d'Enginyeria informàtica.

Amunt

L'assignatura aprofundeix en conceptes avançats de l'estructura del computador: el rendiment dels computadors i la segmentació del processador. Aixi mateix es fa una introducció als elements diferenciadors dels multiprocessadors, i a les diferents arquitectures d'aquests.

L'assignatura té un fort component pràctic. Les pràctiques es fan mitjançant simuladors d'arquitectures de CPU (com ara el simulador WINDLX en el entorn Windows), i en la programació de diferents paradigmes de desenvolupament per multicomputadors.

Amunt

 Els coneixements previs necessaris per a aquesta assignatura s'han vist a Fonaments de computadors i Estructura  de computadors.

És molt desitjable tenir coneixements de programació bàsica en C, maneig bàsic de Linux i Compilació C amb gcc.

Amunt

Els objectius de l'assignatura són els següents:

- Comprendre la necessitat d'avaluar el rendiment dels computadors i conèixer les diferents figures de mèrit utilitzades per fer aquesta avaluació.

- Aprendre què és el paral·lelisme a nivell d'instruccions i quines són les principals formes d'aprofitar-lo per reduir el temps d'execució dels programes.

- Entendre el concepte de segmentació de l'execució d'instruccions i conèixer els principals factors que limiten el rendiment dels processadors segmentats.

- Conèixer les organitzacions bàsiques dels sistemes multiprocessador, les xarxes d'interconnexió entre processadors més comuns, i també la seva influència en el nombre màxim de processadors del sistema. Comprendre les eines bàsiques de sincronització i comunicació entre processos, i saber-les emprar correctament en petits programes.

Els conceptes explicats en aquesta assignatura son bàsics per comprendre el funcionament i les limitacions dels microprocessadors actuals.

Competències

Els objectius de l'assignatura es reflecteixen en les competències que es treballen (i que són extretes dels documents oficials de les diferents titulacions):

C1. Capacitat per identificar els elements de la estructura i els principis de funcionament d'un ordinador.

C2. Capacitat per analitzar l'arquitectura i organització dels sistemes i de les aplicacions informatiques en xarxa.

C3. Capacitat per proposar i avaluar diferents alternatives tecnologiques per resoldre un problema concret.

Amunt

 

L'assignatura consta de quatre mòduls que cobreixen els objectius exposats.

MÒDULS

 

Breu descripció

 

Mòdul 1:

Rendiment dels computadors

Es presenten les diferents figures de mèrit utilitzades per a avaluar el rendiment dels computadors, així com els problemes que té la seva interpretació. Es presenta la llei d´Amdahl i les seves implicacions.

 

Mòdul 2:

Introducció a la Segmentació

Es presenta i s'analitza la principal tècnica que avui en dia fan servir tots el microprocessadors per reduir en temps d'execució dels programes. Aquesta tècnica es la segmentació de la execució de les instruccions i es basa en aprofitar el paral·lelisme a nivell d'instruccions per executar més d'una instrucció de llenguatge màquina per cada cicle de rellotge, reduint a la vegada el temps de cicle del processador.

 

Mòdul 3:

Processadors Segmentats

Mòdul 4:

Multiprocessadors

El quart bloc estudia els sistemes multiprocessador basats en microprocessadors escalars. Se estudia: els sistemes multiprocessador, la coherència de memòria, les xarxes d'interconnexió per a multiprocessadors, la sincronització i els models de programació paral·lela.

 

Contingut detallat per mòdul i annex:

MÒDULS DIDÀCTICS

 

Subíndex

Mòdul 1:

Rendiment dels Computadors

1.1 Necessitat d'avaluar el Rendiment.

1.2 Figures de mèrit.

1.3 Programes per a Avaluar el Rendiment.

1.4 La Llei d'Amdahl.

Mòdul 2:

Introducció a la Segmentació

2.1 Millores en el Rendiment dels Microprocessadors.

2.2 Paral·lelisme a nivell d'instruccions.

2.3 Evolució conjunta de la tecnologia i l'arquitectura.

Mòdul 3:

Processadors Segmentats

3.1 Processadors segmentats. Processador segmentat lineal.

3.2 Arquitectura seqüencial d'exemple.

3.3 Processador segmentat lineal. Instruccions de càlcul y d'accés a memòria.

3.4 Risc de dades al processador segmentat lineal.

3.5 Processador Segmentat lineal. Instruccions de ruptura de seqüència.

3.6 Reducció dels cicles perduts per riscos de dades.

3.7 Reducció dels cicles perduts per riscos de control.

3.8 Cicles perduts per riscos estructurals

3.9 Arquitectura Segmentada amb Operacions Multicicle.

3.10 Temes Avançats.

Mòdul 4:

Multiprocessadors

4.1 Els sistemes multiprocessadors

4.2 Coherència de memòria

4.3 Xarxes d'interconnexió per a multiprocessadors

4.4 Sincronització i comunicació

4.5 Models de programació paral·lela

4.5.1 Model de variables compartides

4.5.2 Model de pas de missatges

 

 

 

Amunt

Arquitectura de computadors PDF
GNU/Linux: Ubuntu destop 14.04 (32 bits) Programari en línia
Vídeo Audiovisual

Amunt

Els diferents mòduls són en suport web i l'estudiant els rep/te disponibles com a material docent de l'assignatura.

 

Els materials de pràctiques els lliurarà el professor consultor a través del Tauler en la data d'inici de cada pràctica.

Materials didàctics utilitzats.

A més dels materials en suport web rebreu el material complementari via el tauler del professor.

Amunt

El procés d'avaluació es fonamenta en el treball personal de l'estudiant i pressuposa l'autenticitat de l'autoria i l'originalitat dels exercicis realitzats.

La manca d'autenticitat en l'autoria o d'originalitat de les proves d'avaluació; la còpia o el plagi; l'intent fraudulent d'obtenir un resultat acadèmic millor; la col·laboració, l'encobriment o l'afavoriment de la còpia, o la utilització de material o dispositius no autoritzats durant l'avaluació, entre d'altres, són conductes irregulars que poden tenir conseqüències acadèmiques i disciplinàries greus.

D'una banda, si es detecta alguna d'aquestes conductes irregulars, pot comportar el suspens (D/0) en les activitats avaluables que es defineixin en el pla docent - incloses les proves finals - o en la qualificació final de l'assignatura, sigui perquè s'han utilitzat materials o dispositius no autoritzats durant les proves, com ara xarxes socials o cercadors d'informació a internet, perquè s'han copiat fragments de text d'una font externa (internet, apunts, llibres, articles, treballs o proves d'altres estudiants, etc.) sense la citació corresponent, o perquè s'ha practicat qualsevol altra conducta irregular.

De l'altra, i d'acord amb les normatives acadèmiques, les conductes irregulars en l'avaluació, a més de comportar el suspens de l'assignatura, poden donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i a l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui.

La UOC es reserva la potestat de sol·licitar a l'estudiant que s'identifiqui o que acrediti l'autoria del seu treball al llarg de tot el procés d'avaluació pels mitjans que estableixi la Universitat (síncrons o asíncrons). A aquests efectes, la UOC pot exigir a l'estudiant l'ús d'un micròfon, una càmera o altres eines durant l'avaluació i que s'asseguri que funcionen correctament.

La verificació dels coneixements per garantir l'autoria de la prova no implicarà en cap cas una segona avaluació.

Amunt

Aquesta assignatura es pot superar únicament mitjançant la realització d'un examen final (EX), la nota del qual es combina amb la nota final de pràctiques obligatòries (Pr). Si nota final de la pràctica és diferent a N (no presentat), la nota de l'assignatura serà diferent a N (no presentat). La nota d'avaluació contínua (AC) complementa la nota combinada de l'examen final (EX) i la part pràctica (Pr). La fórmula d'acreditació de l'assignatura és la següent: (EX+Pr) +AC.

 
 

Amunt