Datos Identificativos 2014/15
Asignatura (*) Arquitectura e Tecnoloxía de Supercomputadores Código 614473002
Titulación
Mestrado Universitario en Computación de Altas Prestacións
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Máster Oficial 1º cuatrimestre
Primero Obligatoria 6
Idioma
Castellano
Gallego
Inglés
Prerrequisitos
Departamento Electrónica e Sistemas
Coordinador/a
Gonzalez Gomez, Patricia
Correo electrónico
patricia.gonzalez@udc.es
Profesorado
Correo electrónico
Web http://aula.cesga.es
Descripción general Mediante esta materia pretendese completar os coñecementos sobre
arquitecturas de altas prestacións que o alumno esté adquirindo a través
da materia de Arquitectura e Tecnoloxía de Computadores. En esta materia,
Arquitectura e Tecnología de Supercomputadores, trátanse as arquitecturas
paralelas modernas tanto dende o punto de vista funcional como de deseño.
Estos coñecementos facilitarán ao alumno o desenvolvemento de algoritmos
paralelos cubertos polas materias de “Programación Paralela” e “Técnicas
de Computación Paralela”.

Competencias del título
Código Competencias de la titulación
A1 Analizar y mejorar el rendimiento de una arquitectura o un software dado.
A2 Definir, evaluar y seleccionar la arquitectura y el software más adecuado para la resolución de un problema.
A5 Conocer las arquitecturas emergentes en el campo de la supercomputación.
A9 Conocer los principales elementos HW y SW de un servidor y ser capaz de mejorar el rendimiento y las capacidades del mismo.
A12 Conocer las tendencias en supercomputación así como su utilización práctica en los sectores industrial, académico y público.
A13 Integrarse en la operativa diaria de un centro relacionado con la supercomputación.
B1 Aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
B3 Comunicar conclusiones (y los conocimientos y razones últimas que las sustentan) a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
B4 Aplicar habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que deberá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
B6 Capacidad de análisis y síntesis.
B10 Buscar y seleccionar la información útil necesaria para resolver problemas complejos, manejando con soltura las fuentes bibliográficas del campo.
B12 Trabajar en equipo.
B13 Exponer, defender y discutir propuestas.
C1 Expresarse correctamente, tanto de forma oral como escrita, en las lenguas oficiales de la comunidad autónoma.
C2 Dominar la expresión y la comprensión de forma oral y escrita de un idioma extranjero.
C4 Desarrollarse para el ejercicio de una ciudadanía abierta, culta, crítica, comprometida, democrática y solidaria, capaz de analizar la realidad, diagnosticar problemas, formular e implantar soluciones basadas en el conocimiento y orientadas al bien común.
C6 Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para resolver los problemas con los que deben enfrentarse.
C7 Asumir como profesional y ciudadano la importancia del aprendizaje a lo largo de la vida.
C8 Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad.

Resultados de aprendizaje
Competencias de materia (Resultados de aprendizaje) Competencias de la titulación
Búsqueda, selección y manejo de recursos (bibliografía, software, simuladores, etc.) sobre el campo de las arquitecturas de altas prestaciones. BI4
BI10
CM7
Seleccionar a arquitectura máis adecuada en función das características do problema computacional, en base ás distintas características das arquitecturas estudiadas AI1
AI2
AI5
AI9
AI12
BI1
CM4
CM6
CM8
Análise, comparación e avaliación de diferentes arquitecturas para supercomputación como base para a elaboración dun pliego de condicións técnicas. AI1
AI2
AI9
AI12
BI1
BI6
Integrarse na operativa diaria nun Centro relacionado coa supercomputación. AI13
BI3
BI4
BI12
BI13
CM1
CM2

Contenidos
Tema Subtema
Tema 1. Computadores paralelos Breve Introducción Histórica
Niveles de paralelismo
Clasificación
Organización del sistema de memoria: clasificación tradicional de sistemas MIMD
Comparación multiprocesador-multicomputador
Denominaciones actuales: Lista Top500


Tema 2. Diseño en multiprocesadores: coherencia caché
Introducción
Protocolos de coherencia caché
Protocolos de snooping (arquitecturas UMA)
Protocolos basados en directorios (arquitecturas CC-NUMA)
Tema 3. Diseño en multiprocesadores: sincronización y consistencia de memoria Primitivas de sincronización
Soporte hardware para sincronización
Implementaciones software de sincronización
Modelos de consistencia de memoria
Comparación entre los modelos de consistencia
Tema 4. Redes de interconexión Tipos de redes
Componentes básicos de una red: enlaces, encaminadores e interfaces de red
Parámetros de rendimiento
Espacio de diseño en redes de interconexión: Clasificación, topología, técnicas de conmutación, algoritmos de encaminamiento, control de flujo, bloqueos
Evaluación de prestaciones en redes de interconexión
Tema 5. Sistemas distribuidos: clústers Introducción a las arquitecturas clúster
Arquitectura de un cluster
Nodos
Redes de interconexión
Software
Paquetes de herramientas
Aplicaciones de las arquitecturas clúster:
-Alta productividad
-Alto rendimiento
-Alta disponibilidad
Planificación y balanceo de la carga

Planificación
Metodologías / pruebas Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral 22 33 55
Solución de problemas 24 48 72
Trabajos tutelados 2 15 17
 
Atención personalizada 6 0 6
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Sesión magistral Exposición oral complementada con el uso de medios audiovisuales y la introducción de fases de debate con los estudiantes.
Solución de problemas Actividad que permite a los estudiantes aprender y afianzar los conocimientos ya adquiridos mediante la resolución de problemas


Trabajos tutelados Trabajos académicamente dirigidos.

Atención personalizada
Metodologías
Solución de problemas
Trabajos tutelados
Descripción
La atención personalizada en la realización de prácticas de laboratorio y los trabajos tutelados es altamente recomendable para dirigir a los alumnos en el desarrollo del trabajo en esta materia.

Evaluación
Metodologías Descripción Calificación
Solución de problemas Resolución de ejercicios o pequeños trabajos planteados en las clases interactivas 40
Trabajos tutelados Realización de trabajos académicamente dirigidos 60
 
Observaciones evaluación

Consiste en una evaluación continua basada en la realización de trabajos académicamente dirigidos (60%) y prácticas (20%); además del seguimiento de la participación activa durante las clases (20%).

Evaluación convocatoria ordinaria (Enero): Se realizará según la evaluación continua descrita anteriormente. No habrá examen de la asignatura. 

Evaluación convocatoria extraordinaria (Julio): Para superar la evaluación continua será necesario entregar los trabajos académicamente dirigidos y prácticas que se hayan suspendido durante la convocatoria ordinaria. No habrá examen.

ALUMNOS A TIEMPO PARCIAL

La evaluación será igual que la de los alumnos a tiempo completo.

NO PRESENTADO
Se considerará no presentado el alumno que non haya entregado ninguno de los trabajos tutelados y práticas.


Fuentes de información
Básica

Dado que se tratan de reflejar no solamente los fundamentos de la arquitectura de supercomputadores sino también los avances más recientes, mucha de la información bibliográfica se consultará en artículos publicados en revista y disponibles online y en otras fuentes de consulta disponibles online. La bibliografía básica necesaria para seguir cada parte de la asignatura la irá indicando el profesor durante las clases. 

Bibliografía básica. Los libros por los que se sigue más directamente partes de la asignatura son:
1.Arquitectura de Computadores, Julio Ortega, Mancia Anguita y 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.

Complementária

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


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente
Arquitectura e Tecnoloxía de Computadores/614473001
Programación Paralela/614473004
Técnicas de Optimización e Paralelización/614473005

Asignaturas que continúan el temario

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