• Descripció

En aquesta assignatura s'aprofundeix en el coneixement d'arquitectures avançades de computadors actuals. S'amplien els coneixements previs en Fonaments i Estructura de computadors, així com els previs en l'assignatura d'arquitectura de computadors, a diferents models d'arquitectures reals d'altes prestacions, com els multicore, i les basades en GPUs (processament mitjançant targetes gràfiques). 

Així mateix es presenten diferents models i paradigmes de programació paral·lela al voltant de les arquitectures presentades en multicomputadors, multicores i GPUs.

• L'assignatura en el conjunt del pla d'estudis

L'assignatura aprofundeix en conceptes avançats d'arquitectures actuals, en especial en els àmbits de multicomputadors, arquitectures multicore i processament mitjançant GPUs. Els conceptes bàsics necessaris pel desenvolupament de l'assignatura, s'han vist en el grau em les assignatures de Fonaments de computadors, Estructura de computadors, i en especial en Arquitectura de Computadors com assignatura prèvia a l'actual.

L'assignatura té un fort component pràctic. Les pràctiques es realitzaran en diferents arquitectures modernes i s'estudiaran diferents paradigmes de programació introduïts als mòduls.

• Informació prèvia a la matrícula

Es recomana cursar prèviament l'assignatura Arquitectura de computadors abans d'aquesta assignatura, ja que es l'assignatura precedent dins de l'itinerari d'Enginyeria de computadors al grau.

• Objectius i competències

Els objectius de l'assignatura són els següents:

• Conèixer les arquitectures (paral·leles) que ens permetran poder desenvolupar algorismes i aplicacions d'altes prestacions.
• Saber classificar les diferents arquitectures actuals en base a diferents paràmetres que les defineixen.
• Conèixer les diferents estratègies de paral·lelització, i saber realitzar programes paral·lels basats en els diferents models de programació disponibles.
• Saber utilitzar les diferents mètriques per mesurar el rendiment de programes paral·lels.
• Conèixer el problema de la coherència de memòria, i els diferents mecanismes i protocols aplicades a multicomputadors i multiprocessadors.
• Entendre quins son els beneficis de les arquitectures que exploten el paral·lelisme a nivell de fil.
• Estudiar quin tipus d'arquitectures multi-fil existeixen i quines son les propietats de cadascuna.
• Entendre en detall les arquitectures multi-nucli (multicore) i les diferents característiques que en poden fer variar més el seu disseny i rendiment.
• Estudiar quins són els factors lligats al model de programació que cal tenir en compte a l'hora de desenvolupar aplicacions multi-fil.
• Entendre les diferències i similituds entre les arquitectures CPU i GPU i conèixer les característiques de les arquitectures gràfiques modernes.
• Entendre la creixent importància de la programació massivament paral·lela i les motivacions de la computació de propòsit general per GPUs.
• Desenvolupar conceptes fonamentals per programar dispositius GPU, i els conceptes bàsics de CUDA i OpenCL.

Competències

Els objectius de l'assignatura es reflecteixen en les competències que es treballen:):

• C1. Capacitat per identificar els elements de l'estructura i els principis de funcionament d'un computador.
• C2. Capacitat per analitzar l'arquitectura i organització dels sistemes informàtics.
• C3. Conèixer les tecnologies de comunicacions actuals i emergents i saber aplicar-les de forma convenient per dissenyar i desenvolupar solucions basades en sistemes i tecnologies de la informació.

• Continguts

L'assignatura consta de cinc mòduls que cobreixen els objectius i competencies exposades:

Mòdul 1: Introducció a les arquitectures paral.leles.
Mòdul 2: Multiprocessadors vs Multicomputadors.
Mòdul 3: Arquitectures Multi-fil (Multicore)
Mòdul 4: Rendiment d'arquitectures multi-fil.
Mòdul 5: Arquitectures basades en computació gràfica (GPUs).

• Consulta dels recursos d'aprenentatge de la UOC per a l'assignatura

• Informacions sobre l'avaluació a la UOC

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.

• Consulta del model d'avaluació