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, per tant, s'aconsella haver cursat prèviament l'assignatura de Sistemes Operatius. 

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 didàctics són en suport web i en total són 4 mòduls.

Els materials necessaris per realitzar les pràctiques els lliurarà el professor/a a través dels canals de comunicació de l'aula virtual en la data d'inici de cada pràctica.


Amunt

A la UOC, l'avaluació generalment és virtual. S'estructura entorn de l'avaluació contínua, que inclou diferents activitats o reptes; l'avaluació final, que es porta a terme mitjançant proves o exàmens, i el treball final de la titulació.

Les activitats o proves d'avaluació poden ser escrites i/o audiovisuals, amb preguntes aleatòries, proves orals síncrones o asíncrones, etc., d'acord amb el que decideixi cada equip docent. Els treballs finals representen el tancament d'un procés formatiu que implica la realització d'un treball original i tutoritzat que té com a objectiu demostrar l'adquisició competencial feta al llarg del programa.

Per verificar la identitat de l'estudiant i l'autoria de les proves d'avaluació, la UOC es reserva la potestat d'aplicar diferents sistemes de reconeixement de la identitat i de detecció del plagi. Amb aquest objectiu, la UOC pot dur a terme enregistrament audiovisual o fer servir mètodes o tècniques de supervisió durant l'execució de qualsevol activitat acadèmica.

Així mateix, la UOC pot exigir a l'estudiant l'ús de dispositius electrònics (micròfons, càmeres o altres eines) o programari específic durant l'avaluació. És responsabilitat de l'estudiant assegurar que aquests dispositius funcionen correctament.

El procés d'avaluació es fonamenta en el treball personal de l'estudiant i pressuposa l'autenticitat de l'autoria i l'originalitat de les activitats acadèmiques. Al web sobre integritat acadèmica i plagi de la UOC hi ha més informació respecte d'aquesta qüestió.

La manca d'autenticitat en l'autoria o d'originalitat de les proves d'avaluació; la còpia o el plagi; la suplantació d'identitat; l'acceptació o l'obtenció de qualsevol activitat acadèmica a canvi d'una contraprestació o no; la col·laboració, l'encobriment o l'afavoriment de la còpia, o l'ús de material, programari o dispositius no autoritzats en el pla docent o l'enunciat de l'activitat acadèmica, inclosa la intel·ligència artificial i la traducció automàtica, entre altres, són conductes irregulars en l'avaluació que poden tenir conseqüències acadèmiques i disciplinàries greus.

Aquestes conductes irregulars poden 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, programari o dispositius no autoritzats durant les proves (com l'ús d'intel·ligència artificial no permesa, 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, per la compravenda d'activitats acadèmiques, o perquè s'ha dut a terme qualsevol altra conducta irregular.

Així mateix, i d'acord amb la normativa acadèmica, les conductes irregulars en l'avaluació també poden donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i a l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui, de conformitat amb el que estableix la normativa de convivència de la UOC.

En el marc del procés d'avaluació, la UOC es reserva la potestat de:

  • Sol·licitar a l'estudiant que acrediti la seva identitat segons el que estableix la normativa acadèmica.
  • Sol·licitar a l'estudiant que acrediti l'autoria del seu treball al llarg de tot el procés d'avaluació, tant en l'avaluació contínua com en l'avaluació final, per mitjà d'una entrevista oral síncrona, que pot ser objecte d'enregistrament audiovisual, o pels mitjans que estableixi la Universitat. Aquests mitjans tenen l'objectiu de verificar els coneixements i les competències que garanteixin la identitat de l'estudiant. Si no és possible garantir que l'estudiant és l'autor de la prova, aquesta pot ser qualificada amb una D, en el cas de l'avaluació contínua, o amb un suspens, en el cas de l'avaluació final.

Intel·ligència artificial en el marc de l'avaluació

La UOC reconeix el valor i el potencial de la intel·ligència artificial (IA) en l'àmbit educatiu, alhora que posa de manifest els riscos que comporta si no s'utilitza de manera ètica, crítica i responsable. En aquest sentit, en cada activitat d'avaluació s'informarà l'estudiantat sobre les eines i els recursos d'IA que es poden utilitzar i en quines condicions. Per la seva banda, l'estudiantat es compromet a seguir les indicacions de la UOC a l'hora de dur a terme les activitats d'avaluació i de citar les eines utilitzades i, concretament, a identificar els textos o les imatges generats per sistemes d'IA, els quals no podrà presentar com si fossin propis.

Amb relació a fer servir o no la IA per resoldre una activitat, l'enunciat de les activitats d'avaluació indica les limitacions en l'ús d'aquestes eines. Cal tenir en compte que fer-les servir de manera inadequada, com ara en activitats en què no estan permeses o no citar-les en les activitats en què sí que ho estan, es pot considerar una conducta irregular en l'avaluació. En cas de dubte, es recomana que, abans de lliurar l'activitat, es faci arribar una consulta al professorat col·laborador de l'aula.

Amunt

L'assignatura només es pot aprovar amb el seguiment i la superació de l'avaluació contínua (AC). La qualificació final de l'assignatura és la nota obtinguda a l'AC.

 

Amunt