• 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, es por ello que se curse con anterioridad la asignatura de Sistemas Operativos.

• 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 la UOC para la asignatura

• Información adicional sobre los recursos de aprendizaje y herramientas de apoyo

Los diferentes módulos de los materiales didácticos son en soporte online y corresponden al material docente de la asignatura.

Los materiales de prácticas que propone el profesor/a estarán disponibles en el aula virtual y canales de comunicación.

El anexo se da como material complementario por su lectura, no se exigirá en la evaluación.

• Informaciones sobre la evaluación en la UOC

En la UOC, la evaluación generalmente es virtual. Se estructura en torno a la evaluación continua, que incluye diferentes actividades o retos; la evaluación final, que se lleva a cabo mediante pruebas o exámenes, y el trabajo final de la titulación.

Las actividades o pruebas de evaluación pueden ser escritas y/o audiovisuales, con preguntas aleatorias, pruebas orales síncronas o asíncronas, etc., de acuerdo con lo que decida cada equipo docente. Los trabajos finales representan el cierre de un proceso formativo que implica la realización de un trabajo original y tutorizado que tiene como objetivo demostrar la adquisición competencial hecha a lo largo del programa.

Para verificar la identidad del estudiante y la autoría de las pruebas de evaluación, la UOC se reserva la potestad de aplicar diferentes sistemas de reconocimiento de la identidad y de detección del plagio. Con este objetivo, la UOC puede llevar a cabo grabación audiovisual o usar métodos o técnicas de supervisión durante la ejecución de cualquier actividad académica.

Asimismo, la UOC puede exigir al estudiante el uso de dispositivos electrónicos (micrófonos, cámaras u otras herramientas) o software específico durante la evaluación. Es responsabilidad del estudiante asegurar que estos dispositivos funcionan correctamente.

El proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de las actividades académicas. La web sobre integridad académica y plagio de la UOC contiene información al respecto.

La falta de autenticidad en la autoría o de originalidad de las pruebas de evaluación; la copia o el plagio; la suplantación de identidad; la aceptación o la obtención de cualquier actividad académica a cambio o no de una contraprestación; la colaboración, el encubrimiento o el favorecimiento de la copia, o el uso de material, software o dispositivos no autorizados en el plan docente o el enunciado de la actividad académica, incluida la inteligencia artificial y la traducción automática, entre otras, son conductas irregulares en la evaluación que pueden tener consecuencias académicas y disciplinarias graves.

Estas conductas irregulares pueden conllevar el suspenso (D/0) en las actividades evaluables definidas en el plan docente -incluidas las pruebas finales- o en la calificación final de la asignatura, ya sea porque se han utilizado materiales, software o dispositivos no autorizados durante las pruebas (como el uso de inteligencia artificial no permitida, 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 de otros estudiantes, etc.) sin la citación correspondiente, por la compraventa de actividades académicas, o porque se ha llevado a cabo cualquier otra conducta irregular.

Asimismo, y de acuerdo con la normativa académica, las conductas irregulares en la evaluación también pueden dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y a la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda, de conformidad con lo establecido en la normativa de convivencia de la UOC.

En el marco del proceso de evaluación, la UOC se reserva la potestad de:

• Solicitar al estudiante que acredite su identidad según lo establecido en la normativa académica.
• Solicitar al estudiante que acredite la autoría de su trabajo a lo largo de todo el proceso de evaluación, tanto en la evaluación continua como en la evaluación final, a través de una entrevista oral síncrona, que puede ser objeto de grabación audiovisual, o por los medios establecidos por la UOC. Estos medios tienen el objetivo de verificar los conocimientos y las competencias que garanticen la identidad del estudiante. Si no es posible garantizar que el estudiante es el autor de la prueba, esta puede ser calificada con una D, en el caso de la evaluación continua, o con un suspenso, en el caso de la evaluación final.

Inteligencia artificial en el marco de la evaluación

La UOC reconoce el valor y el potencial de la inteligencia artificial (IA) en el ámbito educativo y, a su vez, pone de manifiesto los riesgos que supone si no se utiliza de forma ética, crítica y responsable. En este sentido, en cada actividad de evaluación se informará al estudiantado sobre las herramientas y los recursos de IA que se pueden utilizar y en qué condiciones. Por su parte, el estudiantado se compromete a seguir las indicaciones de la UOC a la hora de realizar las actividades de evaluación y de citar las herramientas utilizadas y, concretamente, a identificar los textos o imágenes generados por sistemas de IA, los cuales no podrá presentar como si fueran propios.

Respecto a usar o no la IA para resolver una actividad, el enunciado de las actividades de evaluación indica las limitaciones en el uso de estas herramientas. Debe tenerse en cuenta que usarlas de manera inadecuada, como por ejemplo en actividades en las que no están permitidas o no citarlas en las actividades en las que sí lo están, puede considerarse una conducta irregular en la evaluación. En caso de duda, se recomienda que, antes entregar la actividad, se haga llegar una consulta al profesorado colaborador del aula.

• Consulta del modelo de evaluación