Datos Identificativos 2013/14
Asignatura (*) Arquitectura e Tecnoloxía de Supercomputadores Código 614473002
Titulación
Mestrado Universitario en Computación de Altas Prestacións
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Mestrado Oficial 1º cuadrimestre
Primeiro Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Galego
Inglés
Prerrequisitos
Departamento Electrónica e Sistemas
Coordinación
López Taboada, Guillermo
Correo electrónico
guillermo.lopez.taboada@udc.es
Profesorado
López Taboada, Guillermo
Correo electrónico
guillermo.lopez.taboada@udc.es
Web http://aula.cesga.es
Descrición xeral Mediante esta materia preténdese completar os coñecementos sobre arquitecturas de altas prestacións que o alumno estea a adquirir a través da materia de Arquitectura e Tecnoloxía de Computadores. Nesta materia, Arquitectura e Tecnoloxía de Supercomputadores, trátanse as arquitecturas paralelas modernas tanto desde o punto de vista funcional como de deseño. Estes coñecementos facilitarán ao alumno o desenvolvemento de algoritmos paralelos cubertos polas materias de Programación Paralela e Técnicas de Computación Paralela e do proxecto de computación que se realizará na asignatura “Taller de proyectos”.

Competencias do título
Código Competencias da titulación
A1 Analizar e mellorar o rendemento dunha arquitectura ou un software dado.
A2 Definir, avaliar e seleccionar a arquitectura e o software máis axeitado para a resolución dun problema.
A5 Coñecer as arquitecturas emerxentes no campo da supercomputación.
A9 Coñecer os principais elementos HW e SW dun servidor e ser capaz de mellorar o rendemento e as capacidades do mesmo.
A12 Coñecer as tendencias en supercomputación así como a súa utilización práctica nos sectores industrial, académico e público.
A13 Integrarse na operativa diaria dun centro relacionado coa supercomputación.
B1 Aplicar os coñecementos adquiridos e a súa capacidade de resolución de problemas en contornos novos ou pouco coñecidos dentro de contextos máis amplos (ou multidisciplinares) relacionados coa súa área de estudo.
B3 Comunicar conclusións (e os coñecementos e razóns últimas que as sustentan) a públicos especializados e non especializados dun modo claro e sen ambigüidades.
B4 Aplicar habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudando dun modo que deberá de ser en gran medida autodirigido ou autónomo.
B6 Capacidade de análise e síntese.
B10 Buscar e seleccionar a información útil necesaria para resolver problemas complexos, manexando con soltura as fontes bibliográficas do campo.
B12 Traballar en equipo.
B13 Expor, defender e discutir propostas.
C1 Expresarse correctamente, tanto de forma oral coma escrita, nas linguas oficiais da comunidade autónoma.
C2 Dominar a expresión e a comprensión de forma oral e escrita dun idioma estranxeiro.
C4 Desenvolverse para o exercicio dunha cidadanía aberta, culta, crítica, comprometida, democrática e solidaria, capaz de analizar a realidade, diagnosticar problemas, formular e implantar solucións baseadas no coñecemento e orientadas ao ben común.
C6 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.
C7 Asumir como profesional e cidadán a importancia da aprendizaxe ao longo da vida.
C8 Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.

Resultados de aprendizaxe
Competencias de materia (Resultados de aprendizaxe) Competencias da titulación
Búsqueda, selección y manejo de recursos (bibliografía, software, simuladores, etc.) sobre el campo de las arquitecturas de altas prestaciones. BI4
BI10
CM7
Seleccionar la arquitectura más adecuada en función de las características del problema computacional, en base a las distintas características de las arquitecturas estudiadas AI1
AI2
AI5
AI9
AI12
BI1
CM4
CM6
CM8
Análisis, comparación y evaluación de diferentes arquitecturas para supercomputación como base para la elaboración de un pliego de condiciones técnicas. AI1
AI2
AI9
AI12
BI1
BI6
Integrarse en la operativa diaria en un Centro relacionado con la supercomputación. AI13
BI3
BI4
BI12
BI13
CM1
CM2

Contidos
Temas Subtemas
Tema 1. Computadores paralelos Breve Introdución Histórica
Niveis de paralelismo
Clasificación
Organización do sistema de memoria: clasificación tradicional de sistemas MIMD
Comparación multiprocesador-multicomputador
Denominacións actuais: Lista Top500


Tema 2. Deseño en multiprocesadores: coherencia caché
Introdución
Protocolos de coherencia caché
Protocolos de snooping (arquitecturas UMA)
Protocolos baseados en directorios (arquitecturas CC-NUMA)
Tema 3. Deseño en multiprocesadores: sincronización e consistencia de memoria Primitivas de sincronización
Soporte hardware para sincronización
Implementaciones software de sincronización
Modelos de consistencia de memoria
Comparación entre os modelos de consistencia
Tema 4. Redes de interconexión Tipos de redes
Compoñentes básicos dunha rede: ligazóns, encaminadores e interfaces de rede
Parámetros de rendemento
Espazo de deseño en redes de interconexión: Clasificación, topología, técnicas de conmutación, algoritmos de encaminamiento, control de fluxo, bloqueos
Avaliación de prestacións en redes de interconexión
Tema 5. Sistemas distribuidos: clústers Introdución ás arquitecturas clúster
Arquitectura dun cluster
Nodos
Redes de interconexión
Software
Paquetes de ferramentas
Aplicacións das arquitecturas clúster:
-Alta produtividade
-Alto rendemento
-Alta dispoñibilidade
Planificación e abalo da carga

Planificación
Metodoloxías / probas Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 22 33 55
Solución de problemas 24 48 72
Traballos tutelados 2 15 17
 
Atención personalizada 6 0 6
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Exposición oral complementada co uso de medios audiovisuais e a introducción de fases de debate cos estudantes.
Solución de problemas Actividade que permite aos estudantes aprender e afianzar os coñecementos xa adquiridos mediante a resolución de problemas


Traballos tutelados Traballos académicamente dirixidos.

Atención personalizada
Metodoloxías
Solución de problemas
Traballos tutelados
Descrición
A atención personalizada na realización de prácticas de laboratorio e os traballos tutelados é altamente recomendable para dirixir os alumnos no desenvolvemento do traballo nesta materia.


Avaliación
Metodoloxías Descrición Cualificación
Solución de problemas Resolución de exercicios ou pequenos traballos plantexados nas clases interactivas 40
Traballos tutelados Realización de traballos académicamente dirixidos 60
 
Observacións avaliación

Consiste nunha avaliación continua baseada na realización de traballos
académicamente dirixidos ( 60%) e prácticas (20%) e no seguemento da
participación activa durante as clases (20%).

Avaliación
convocatoria ordinaria (Xaneiro): Se realizará segundo a avaliación
continua detallada máis arriba. Non haberá exame da asignatura.

Avaliación
convocatoria extraordinaria (Xullo): Para superar a avaliación continua
será necesario entregar os traballos académicamente dirixidos e
prácticas que se teñan suspendido durante a convocatoria ordinaria. Non
haberá exame.

NON PRESENTADO

Se considerará non presentado o alumno que non teña entregado ningún dos traballos tutelados e prácticas.

Fontes de información
Bibliografía básica

Dado que se tratan de reflectir non soamente os fundamentos da arquitectura de supercomputadores senón tamén os avances máis recentes, moita da información bibliográfica consultarase en artigos publicados en revista e dispoñibles online e noutras fontes de consulta dispoñibles online. A bibliografía básica necesaria para seguir cada parte da materia a irá indicando o profesor durante as clases. 

Bibliografía básica. Os libros polos que se segue máis directamente partes da materia son:
1.Arquitectura de Computadores, Xullo Ortega, Mancia Anguita e Alberto Prieto. Thompson. 2005.
2. High Performance Cluster Computing, Rajkumar Buyya, ed., Prentice Hall PTR, 1999. ISBN 0-13-013784-7, 0-13-013785-5.

Bibliografía complementaria

Bibliografía complementaria. Os seguintes son libros que permiten consultar máis en profundidade algúns contidos de:
1. Parallel Computer Architecture, David E. Culler, Jaswinder Pal Singh e Anoop Gupta. Morgan Kaufmann Publishers. 1999.
2. In Search of Clusters, 2ª ed., Gregory Pfister, Prentice Hall, 1998, ISBN: 0138997090.
3.Organización e Arquitectura de Computadores (7ª edición), W. Stallings. Prentice Hall. 2007.
4. Computer Architecture: a Quantitative Approach (4ª edición), John L. Hennessy e David A. Patterson. Morgan Kaufmann Publishers. 2007.


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Arquitectura e Tecnoloxía de Computadores/614473001
Programación Paralela/614473004
Técnicas de Optimización e Paralelización/614473005

Materias que continúan o temario

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías