• Descripción

En esta asignatura dentro del máster de Ingeniería Computacional, intentaremos profundizar en el campo de la computación de altas prestaciones, viendo las diferentes posibilidades que nos ofrece tanto a nivel de paradigmas de programación, como aplicaciones, así como las diferentes soluciones arquitecturales hardware/software que nos permiten trabajar en este campo (supercomputación, sistemas distribuidos, o arquitecturas como las GPUs).

Examinaremos arquitecturas de altas prestaciones, sus modelos por computación paralelos y distribuidos y ciertos middlewares para la computación Grid y Cloud.  Tambien observaremos los diferentes conceptos alrededor de Green Computing, como nuevo paradigma que incorpora la idea de optimización de consumo, a demás de maximizar las prestaciones de los sistemas.

• Información previa a la matrícula

The main part of the reference materials to be used are in English, and also the activities in the course. Also in this course will be used some current articles on the field of high performance computing, which are written in English.

For this reason it is recommended to have a sufficient level of understanding of technical English.

• Description: This course allows the student to know the concepts and acquire the necessary competences to design and develop computational solutions based on high performance computing as an alternative to traditionally sequential systems. It addresses the process and communications design techniques needed to develop applications that take advantage of the computing resources of today's computing architectures. Allowing the migration from classic algorithms to new optimized algorithms aware of the architecture that allow to obtain better computational performance.
      
• Requirements: Basic programming knowledge (C or Fortran) and GNU / Linux environments at the user level.
• Basic Bibliography: UOC Textbook Modules (In English or Spanish language).
• Used Software: GNU gcc (C/C++/Fortran  compiler) and GNU/Linux distributions like Ubuntu/CentOS.

• Objetivos y competencias

This course contains the tools you will need to achieve the following objectives & Skills :

1. Understand the motivations behind high performance computing andparallelism.

2. Understand the fundamentals of parallelism, parallel architectures, and programming models, including those related to shared-memory systems and distributed-memory systems.

3. Learn about the fundamental concepts for programming GPU devices using graphic computing programming models.

4. Understand the fundamentals related to management systems for high performance systems and their components, planning policies, and performance and analysis for high performance systems.

5. Understand the fundamentals and technologies related to distributed computing as well as the paradigms of grid and cloud computing, including their relationship with high performance computing.

6. Understand the fundamentals, characteristics, and main lines of research related to green computing and energy efficiency, as well as to sustainable computing and sustainability.

7. Understand the current challenges facing high performance computing.

• Contenidos

Module 1 - Introduction to high performance computing

1. Motivations behind high performance computing
2. Parallelism and parallel architectures
3. Programming parallel applications
4. Performance for parallel applications
5. Challenges for high performance computing

Module 2 - High performance architectures

1. Functional and data decomposition
2. Flynn's taxonomy
3. SIMD processor architectures
4. Multithread or MIMD processor architectures
5. Many-core architectures: the case of the Intel Xeon Phi

Module 3 - Parallel programming and computing

1. Shared-memory programming models
2. Graphics programming models
3. Programing models for distributed memory
4. Parallel algorithmic schemes

Module 4 - High performance computing system architectures

1. Organization of high performance systems
2. Interconnection networks
3. File systems for high performance systems
4. Job scheduler and resource managers

Module 5 - Introduction to high performance distributed computing

1. Fundamentals of distributed computing
2. Grid computing
3. Cloud computing

Module 6 - Green computing

1. Fundamentals and basic concepts
2. Energy efficiency
3. Sustainable computing and sustainability
4. List of recommended reading

• Consulta de los recursos de aprendizaje de la UOC para la asignatura

• Informaciones sobre la evaluación en la UOC

El proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del 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, software o dispositivos no autorizados durante la evaluación, entre otras, son conductas irregulares en la evaluación que pueden tener consecuencias académicas y disciplinarias graves.

Estas conductas irregulares pueden 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, sea porque se han utilizado materiales, software o dispositivos no autorizados durante las pruebas, como por ejemplo 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, o porque se ha llevado a cabo cualquier otra conducta irregular.

Así mismo, 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 evaluación continua como evaluación final, por medio de una prueba oral o los medios síncronos o asíncronos que establezca la universidad. Estos medios tendrán por objeto verificar los conocimientos y las competencias que garanticen la autoría; en ningún caso implicarán una segunda evaluación. Si no es posible garantizar la autoría del estudiante, la prueba será calificada con D, en el caso de la evaluación continua, o con un Suspenso, en el caso de la evaluación final.

  A estos efectos, la UOC puede exigir al estudiante el uso de un micrófono, una cámara u otras herramientas durante la evaluación; será responsabilidad del estudiante asegurar que tales dispositivos funcionan correctamente.

• Consulta del modelo de evaluación