Datos Identificativos 2019/20
Asignatura (*) Computación de altas prestaciones en bioinformática Código 614522011
Titulación
Mestrado Universitario en Bioinformática para Ciencias da Saúde
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Máster Oficial 2º cuatrimestre
Primero Obligatoria 6
Idioma
Castellano
Gallego
Inglés
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría de Computadores
Coordinador/a
González Domínguez, Jorge
Correo electrónico
jorge.gonzalezd@udc.es
Profesorado
González Domínguez, Jorge
Correo electrónico
jorge.gonzalezd@udc.es
Web http://campusvirtual.udc.es/moodle
Descripción general Estudo dos diferentes tipos de arquitecturas paralelas que se poden empregar no eido da bioinformática. Introducción a diferentes modelos de programación paralela. Uso de sistemas paralelos para acelerar a execución de ferramentas bioinformáticas.

Competencias del título
Código Competencias del título
A2 CE2 - Definir, evaluar y seleccionar la arquitectura y el software más adecuado para la resolución de un problema en el campo de la Bioinformática
A3 CE3 - Analizar, diseñar, desarrollar, implementar, verificar y documentar soluciones software eficientes sobre la base de un conocimiento adecuado de las teorías, modelos y técnicas actuales en el campo de la Bioinformática
B2 CB7 - Que los estudiantes sepan 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
B5 CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida auto dirigido o autónomo.
B7 CG2 - Mantener y extender planteamientos teóricos fundados para permitir la introducción y explotación de tecnologías nuevas y avanzadas
C1 CT1 - Expresarse correctamente, tanto de forma oral como escrita, en las lenguas oficiales de la comunidad autónoma
C3 CT3 - Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Comprender las principales diferencias de organización en las arquitecturas paralelas AP2
BP7
Entender los principales modelos de programación para computación de altas prestaciones AP3
BP2
BP5
Aplicar los conocimientos adquiridos a la ejecución eficiente de aplicaciones paralelas en el campo de la bioinformática AP2
BP5
CP1
CP3

Contenidos
Tema Subtema
1) Introducción a la programación paralela 1.1) Conceptos básicos de paralelismo
1.2) Arquitecturas de computador paralelas
1.3) Paradigmas de programación paralelas
1.4) Medidas de prestaciones de algoritmos paralelos
2) Programación paralela para arquitecturas de memoria compartida 2.1) Arquitecturas de memoria compartida
2.2) Modelo de programación de memoria compartida
2.3) Lenguajes de programación para arquitecturas de memoria compartida
3) Programación paralela para arquitecturas de paso de mensajes 3.1) Arquitecturas de memoria distribuida
3.2) Modelo de programación de paso de mensajes
3.3) Lenguajes de programación para arquitecturas de memoria distribuida
4) Programación paralela para arquitecturas emergentes 4.1) GPUs
4.2) Lenguajes de programación para GPUs
4.3) Intel Xeon Phi
5) Ejecución de herramientas bioinformáticas en entornos paralelos 5.1) Análisis de herramientas bioinformáticas paralelas
5.2) Ejecución en sistemas de memoria compartida
5.3) Ejecución en sistemas de memoria distribuida
5.4) Ejecución en GPUs
5.5) Uso de colas de ejecución en sistemas de supercomputación abiertos

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral A2 A3 B2 B5 B7 14 28 42
Prácticas de laboratorio A2 B2 B5 C3 21 52.5 73.5
Trabajos tutelados A2 C1 C3 3 18 21
Presentación oral A2 C1 C3 2 6 8
Prueba objetiva A2 A3 B2 B5 B7 2 0 2
 
Atención personalizada 3.5 0 3.5
 
(*)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. Todo esto con la finalidad de transmitir conocimientos y facilitar el aprendizaje. Se harán sesiones magistrais sobre los temas 1, 2, 3 y 4. Será el punto de partida para el resto de actividades previstas.
Prácticas de laboratorio Actividad que permite a los estudiantes aprender y afianzar los conocimientos ya adquiridos mediante la realización de sesiones prácticas en ordenadores. Permitirán a los alumnos familiarizarse con los aspectos prácticos da asignatura. En particular, se focalizará la atención en el tema 5 del temario, y será el punto de partida para poder desarrollar el trabajo tutelado y la prueba oral.
Trabajos tutelados Se realizará un trabajo individual en el que cada alumno deberá emplear una herramienta bioinformática en un entorno paralelo. Permitirá evaluar si el alumno adquirió las capacidades explicadas en las prácticas de laboratorio y si es capaz de emplear los nuevos conocimientos en otras situaciones.
Presentación oral Actividad en la que los alumnos deberán exponer al profesor y al resto de la clase los resultados de su trabajo tutelado. También habrá turno de preguntas en el que el resto del alumnado debe estar activo y participativo.
Prueba objetiva Actividad realizada para la evaluación del conocimiento y las capacidades adquiridas por los alumnos durante las sesiones magistrales. Consiste en una prueba escrita con preguntas para la evaluación individual objetiva de cada alumno.

Atención personalizada
Metodologías
Prueba objetiva
Presentación oral
Prácticas de laboratorio
Trabajos tutelados
Descripción
En las prácticas de laboratorio los estudiantes podrán presentar cuestiones, dudas, etc. El profesor, atendiendo a estas solicitudes, utilizará cualquier actividad que considere necesaria para resolver las cuestiones planteadas. Además se recomienda a los alumnos asistir a tutorías en el despacho del profesor para formular dudas relacionadas con las sesiones teóricas y las diferentes pruebas de evaluación.

Los alumnos con matrícula a tiempo parcial estarán obligados a emplear las tutorías y la atención personalizada para hacer seguimiento de aquellas clases magistrales o laboratorios de prácticas a los que no puedan asistir.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prueba objetiva A2 A3 B2 B5 B7 Prueba escrita sobre los contenidos presentados en las clases magistrales y en las prácticas de laboratorio. 30
Presentación oral A2 C1 C3 Presentación ante el profesor y el resto de la clase de los resultados del trabajo tutelado.

Es condición necesaria (pero no suficiente) para aprobar la asignatura completar esta presentación y asistir de forma activa a las presentaciones de los compañeros.
10
Prácticas de laboratorio A2 B2 B5 C3 La puntuación se obtendrá mediante la correcta realización de un ejercicio práctico y la asistencia a las clases de laboratorio. 20
Trabajos tutelados A2 C1 C3 Realización de un trabajo tutelado que terminará con la entrega de un informe escrito. La nota de este trabajo dependerá de la calidad tanto de los resultados obtenidos como del informe.

Es condición necesaria (pero no suficiente) para aprobar la asignatura entregar el mencionado informe y obtener como mínimo un 25% de su puntuación (que equivale a un 10% del total de la asignatura)
40
 
Observaciones evaluación

Es necesario para aprobar la materia:

- Obtener una calificación global igual o superior al 50%.

- Obtener una cualificación en el trabajo tutelado igual o superior a 2.5/10.

- Completar la presentación oral.

- Asistir de forma activa a las presentaciones orales de los compañeros.

En caso de obtener
una cualificación global igual o superior al 50% pero no cumplir con
alguna de las condiciones necesarias la calificación será un Suspenso (4.5).

En la
segunda oportunidad se permitirá recuperar el 80% de la
calificación: trabajo tutelado, presentación oral y prueba objetiva.
Únicamente la calificación de prácticas de laboratorio no se podrá
recuperar. La cualificación de las prácticas de laboratorio obtenida en la
primera oportunidad se mantiene de cara a la segunda oportunidad.

Un
alumno que non se presente a la prueba objetiva será considerado "no
presentado", aunque complete las prácticas de laboratorio, el trabajo
tutelado y/o la presentación oral.

La calificación de los alumnos con matrícula a tempo parcial seguirá las
mismas pautas que los de matrícula ordinaria. Estos alumnos también están
obligados a asistir a la presentación oral de los compañeros para poder
aprobar la materia. La asistencia a las clases magistrales y a las prácticas de
laboratorio no es obligatoria para ningún alumno.

Los alumnos que repitan la asignatura por no alcanzar la nota
necesaria el curso anterior podrán guardar las notas parciales de los
apartados que deseen (prácticas, trabajo tutelado, presentación oral
o exámen escrito). Si quieren mantener alguna de las notas deben avisar al profesor en la primera semana de clase.


Fuentes de información
Básica Peter S. Pacheco (2011). An introduction to parallel programming. Morgan Kaufmann
Jason Sanders (2011). CUDA by example : an introduction to general-purpose GPU programming. Addison-Wesley
Thomas Rauber [et al.] (2013). Parallel Programming for Multicore and Cluster Systems. Springer

Complementária Francisco Almeyda [et al.] (2008). Introducción a la programación paralela. Paraninfo Cengage Learning
Bertil Schmidt (2010). Bioinformatics: High Performance Parallel Computer Architectures. CRC Press


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente

Asignaturas que continúan el temario

Otros comentarios

Es recomendable tener de antemano unas nociones básicas de programación y arquitectura de computadores



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