Datos Identificativos 2019/20
Asignatura (*) Arquitectura de Altas Prestacións Código 614473101
Titulación
Mestrado Universitario en Computación de Altas Prestacións / High Performance Computing (Mod. Presencial)
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Mestrado Oficial 1º cuadrimestre
Primeiro Obrigatoria 6
Idioma
Inglés
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Departamento profesorado máster
Enxeñaría de Computadores
Coordinación
Doallo Biempica, Ramon
Correo electrónico
ramon.doallo@udc.es
Profesorado
Blanco Heras, Dora
Doallo Biempica, Ramon
Fernández Rivera, Francisco
Touriño Dominguez, Juan
Vázquez Álvarez, Álvaro
Correo electrónico
ramon.doallo@udc.es
juan.tourino@udc.es
Web http://aula.cesga.es
Descrición xeral Mediante esta materia preténdese completar os coñecementos sobre arquitecturas de altas prestacións, para elo 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 correctos e eficientes en base ás características arquitectónicas dos sistemas utilizados. As materias relacionadas coa programación vanse ver, por tanto, claramente beneficiadas.
Plan de continxencia

Competencias do título
Código Competencias do título
A1 CE1 - Definir, avaliar e seleccionar a arquitectura e o software máis axeitado para a resolución dun problema
A2 CE2 - Analizar e mellorar o rendimento dunha arquitectura ou un software dado
A3 CE3 - Coñecer os conceptos e as técnicas básicas da computación de altas prestacións
A4 CE4 - Afondar no coñecemento de ferramentas de programación e diferentes linguaxes no campo da computación de altas prestacións
A8 CE8 - Ser capaz de aplicar os coñecementos, capacidades e aptitudes adquiridas á realidade empresarial e profesional, planificando, xestionando e avaliando proxectos no campo da computación de altas prestacións.
B1 CB6 - Posuir e comprender coñecementos que aporten unha base ou oportunidade de ser orixinais no desenrolo e/ou aplicación de ideas, a miudo nun contexto de investigación
B2 CB7 - Que os estudantes saiban aplicar os coñecementos adquiridos e súa capacidade de resolución de problemas en contornas novas ou pouco coñecidas dentro de contextos máis amplos (ou multidisciplinares) relacionados coa súa área de estudo
B3 CB8 - Que os estudantes sexan capaces de integrar coñecementos e enfrontarse á complexidade de formular xuizos a partires dunha información que, sendo incompleta o limitada, inclúa reflexións sobre as responsabilidades sociais e éticas vencelladas á aplicación do seus coñecementos e xuizos
B4 CB9 - Que os estudantes saiban comunicar as súas conclusións e os coñecementos e razóns últimas que as sustentan a públicos especializados e non especializados dun modo claro e sen ambigüidades
B5 CB10 - Que os estudantes posúan as habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudando dun modo que deberá ser en grande medida autodirixido ou autónomo.
B6 CG1 - Ser capaz de buscar e seleccionar a información útil necesaria para resolver problemas complexos, manexando con soltura as fontes bibliográficas do campo
B7 CG2 - Elaborar adecuadamente e con certa orixinalidade composicións escritas ou argumentos motivados, redactar plans, proxectos de traballo, artigos científicos e formular hipótesis razoables.
B9 CG4 - Ser capaz de planificar e realizar tarefas de investigación, desenrolo e innovación en ámbitos relacionados coa computación de altas prestacións
B10 CG5 - Ser capaz de traballar en equipo, especialmente de carácter multidisciplinar, e ser hábiles na xestión do tempo, persoas e toma de decisións.
C1 CT1 -Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
O alumno coñecerá os distintos tipos de arquitecturas paralelas e a súa clasificación. AP1
AP3
BP1
BP5
CP1
O alumno coñecerá os conceptos básicos de organización e deseño dunha arquitectura paralela tanto a nivel de microarquitectura como de sistemas multiprocesador. AP2
AP8
BP2
BP4
BP6
O alumno coñecerá os principios de deseño e dos principais compoñentes dun sistema multiprocesador. AP2
AP3
AP8
BP1
BP3
BP7
BP9
BP10
CP1
O alumno aprenderá a analizar as prestacións dunha arquitectura paralela. AP2
AP4
AP8
BP4
BP7
BP9
CP1

Contidos
Temas Subtemas
Tema 1. Computadores paralelos - Breve Introdución Histórica
- Niveis de paralelismo: dende a microarquitectura ata os supercomputadores
- Clasificación
Tema 2. Deseño de multiprocesadores, multinúcleo e many-core - Introdución
- Características arquitectónicas dos sistemas multiprocesador, multinúcleo e many-core
- Organización do sistema de memoria
Tema 3. Coherencia de la caché - Protocolos de coherencia caché
- Protocolos de snooping (arquitecturas UMA)
- Protocolos baseados en directorios (arquitecturas CC-NUMA)
Tema 4. Sincronización e consistencia de memoria en multiprocesadores - Primitivas de sincronización
- Soporte hardware para sincronización
- Implementaciones software de sincronización
- Modelos de consistencia de memoria
- Comparación entre os modelos de consistencia
Tema 5. 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 6. Sistemas distribuídos: clústers Introdución ás arquitecturas clúster
- Arquitectura dun cluster
- Nodos
- Redes de interconexión
- Software
- Paquetes de ferramentas
- Aplicacións das arquitecturas clúster: Alta produtividade, alto rendemento e alta dispoñibilidade
-Planificación e abalo da carga
Tema 7. Introdución á análise de rendemento. - Análise de rendemento: motivación.
- Conceptos básicos sobre a análise do rendemento.
- Caracterización e detección de problemas de rendemento.
- Aspectos arquitectónicos que inflúen no rendemento.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A1 A3 B1 B5 22 0 22
Prácticas de laboratorio A2 A4 B2 B6 B10 C1 24 24 48
Traballos tutelados A8 B3 B4 B7 B9 0 72 72
Proba mixta B4 B7 2 0 2
 
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 por parte do profesor con axuda de material editado electrónicamente, acompañada por preguntas dirixidas aos estudantes co fin de afianzar os coñecementos e mellorar a aprendizaxe. Pode haber debates sobre algúns puntos específicos dos contidos da materia.
Prácticas de laboratorio Realizaranse traballos prácticos no laboratorio, ben mediante resolución de problemas ou ben a nivel programación) para apoiar os contidos vistos na sesión maxistral.
Traballos tutelados Os estudantes elaborarán en grupo ou individualmente traballos dirixidos sobre unha temática específica da materia. Nalgúns casos podería solicitarse unha exposición en clase destes traballos para o resto dos compañeiros.
Proba mixta O profesor pode adicar un tempo a preguntar aos estudantes sobre as súas prácticas e traballos tutelados para complementar a avaliación.

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Traballos tutelados
Descrición
Prácticas de laboratorio:
Análisis co estudante do traballo práctico no laboratorio, e defensa da súa práctica una vez ha terminado.

Traballos tutelados:
Guía do estudante para a realización do traballo tutelado asignado, verificando periódicamente que estánse a cubrir os obxectivos planificados.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio A2 A4 B2 B6 B10 C1 Valórase o correcto funcionamento, a estructuración do código, e aa comprensión dos conceptos traballados. Tamén valórase a participación activa do estudante durante as sesións de prácticas. 39
Traballos tutelados A8 B3 B4 B7 B9 No caso de desenvolvemento de código, valoranse os mesmos aspectos que nas prácticas. No caso de traballos escritos, valorase a capacidade de comprensión e síntesis sobre o tema proposto, e a calidade da presentación. 59
Proba mixta B4 B7 Tanto no caso das prácticas como dos traballos tutelados o profesor pode facer preguntas concretas aos estudantes que poden complementar a avaliación. 2
 
Observacións avaliación

Consiste nunha avaliación continua baseada na realización de traballos
académicamente dirixidos (60%) e prácticas e seguemento da
participación activa durante as clases (40%).

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.

Durante
os procesos de avaliación os profesores poden solicitar ós estudantes
que se identifiquen pedindo a presentación do DNI ou pasaporte, ou
facendo os controis previos ou posteriores que consideren oportunos. A
aqueles alumnos que presenten traballos ou realicen probas de avaliación
de xeito non presencial, se lles poderá solicitar tamén a firma dixital
dos mesmos e/ou a declaración xurada sobre a autoría dos mesmos.

















* Alumnos
matriculados a tiempo parcial: Se dotará de flexibilidad horaria a los alumnos
matriculados a tiempo parcial para la realización de las prácticas/trabajos de
la asignatura usando para ello las horas de tutorías de los profesores.