Datos Identificativos 2019/20
Asignatura (*) Computación de altas prestacións en bioinformática Código 614522011
Titulación
Mestrado Universitario en Bioinformática para Ciencias da Saúde
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Mestrado Oficial 2º cuadrimestre
Primeiro Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Galego
Inglés
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría de Computadores
Coordinación
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
Descrición xeral 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.
Plan de continxencia

Competencias do título
Código Competencias do título
A2 CE2 - Definir, avaliar e seleccionar a arquitectura e o software máis axeitado para resolver un problema no campo da Bioinformática
A3 CE3 - Analizar , deseñar , desenvolver, implementar , verificar e documentar solucións software eficientes sobre a base dun coñecemento adecuado das teorías, modelos e técnicas actuais no eido da Bioinformática
B2 CB7 - Que os estudantes saiban aplicar os coñecementos adquiridos e a 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
B5 CB10 – Que os estudantes posúan as habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudando dun xeito que terá de ser en gran parte auto-orientado ou autónomo.
B7 CG2 - Manter e estender enfoques teóricos fundados para permitir a introdución i explotación de tecnoloxías novas e avanzadas
C1 CT1 - Expresarse correctamente, tanto de xeito oral como escrito, nas linguas oficiais da comunidade autónoma
C3 CT3 - 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
Comprender as principais diferencias de organización nas arquitecturas paralelas AP2
BP7
Entender os principais modelos de programación para a computación de altas prestacións AP3
BP2
BP5
Aplicar os coñecementos adquiridos á execución eficiente da aplicacións paralelas no eido da bioinformática AP2
BP5
CP1
CP3

Contidos
Temas Subtemas
1) Introducción á programación paralela 1.1) Conceptos básicos de paralelismo
1.2) Arquitecturas de computador paralelas
1.3) Paradigmas de programación paralelas
1.4) Medidas de prestacións 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) Linguaxes de programación para arquitecturas de memoria compartida
3) Programación paralela para arquitecturas de paso de mensaxes 3.1) Arquitecturas de memoria distribuida
3.2) Modelo de programación de paso de mensaxes
3.3) Linguaxes de programación para arquitecturas de memoria distribuida
4) Programación paralela para arquitecturas emerxentes 4.1) GPUs
4.2) Linguaxes de programación para GPUs
4.3) Intel Xeon Phi
5) Execución de ferramentas bioinformáticas en entornos paralelos 5.1) Análise de ferramentas bioinformáticas paralelas
5.2) Execución en sistemas de memoria compartida
5.3) Execución en sistemas de memoria distribuida
5.4) Execución en GPUs
5.5) Emprego de colas de execución en sistemas de supercomputación abertos

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A2 A3 B2 B5 B7 14 28 42
Prácticas de laboratorio A2 B2 B5 C3 21 52.5 73.5
Traballos tutelados A2 C1 C3 3 18 21
Presentación oral A2 C1 C3 2 6 8
Proba obxectiva A2 A3 B2 B5 B7 2 0 2
 
Atención personalizada 3.5 0 3.5
 
*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. Todo iso coa finalidade de transmitir coñecementos e facilitar a aprendizaxe. Se farán sesións maxistrais sobre os temas 1, 2, 3 e 4. Será o punto de partida para o resto de actividades previstas.
Prácticas de laboratorio Actividade que permite ós estudantes aprender e afianzar os coñecementos xa adquiridos mediante a realización de sesións prácticas en ordenadores. Permitirán ós alumnos familiarizarse cos aspectos prácticos da asignatura. En particular, focalizarase a atención no tema 5 do temario, e será o punto de partida para poder desenvolver o traballo tutelado e a proba oral.

Traballos tutelados Realizarase un traballo individual no que cada alumno deberá empregar unha ferramenta bioinformática nun entorno paralelo. Permitirá evaluar se o alumno adquiriu as capacidades explicadas nas prácticas de laboratorio e se é capaz de empregar os novos coñecementos noutras situacións.
Presentación oral Actividade no que os alumnos deberán expoñer ó profesor e ó resto da clase os resultados do seu traballo tutelado. Tamén haberá turno de preguntas no que o resto do alumnado debe estar activo e participativo.
Proba obxectiva Actividade realizada para a evaluación do coñecemento e as capacidades adquiridas polos alumnos durante as sesións maxistrais. Consiste nunha proba escrita con preguntas para a evaluación individual obxetiva de cada alumno.

Atención personalizada
Metodoloxías
Proba obxectiva
Presentación oral
Prácticas de laboratorio
Traballos tutelados
Descrición
Nas prácticas de laboratorio os estudantes poderán presentar cuestións, dúbidas, etc. O profesor, atendendo a estas solicitudes, utilizará calquera actividade que considere axeitada para resolver as cuestións plantexadas. Ademáis recoméndase ós alumnos asistir a tutorías no despacho do profesor para formular dúbidas relacionadas coas sesións teóricas e as diferentes probas de avaliación.

Os alumnos con matrícula a tempo parcial estarán obrigados a empregar as tutorías e a atención personalizada para facer o seguimento daquelas clases maxistrais ou laboratorios de prácticas ós que non podan asistir.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Proba obxectiva A2 A3 B2 B5 B7 Proba escrita sobre os contidos presentados nas clases maxistrais e nas prácticas de laboratorio. 30
Presentación oral A2 C1 C3 Presentación ante o profesor e o resto da clase dos resultados do traballo tutelado.

É condición necesaria (pero non suficiente) para aprobar a asignatura completar esta presentación e asistir de forma activa ás presentacións dos compañeiros.
10
Prácticas de laboratorio A2 B2 B5 C3 A puntuación obterase mediante a correcta realización dun exercicio práctico e a asistencia as prácticas de laboratorio. 20
Traballos tutelados A2 C1 C3 Realización dun traballo tutelado que rematará coa entrega dun informe escrito. A nota deste traballo dependerá da calidade tanto dos resultados obtidos como do informe.

É condición necesaria (pero non suficiente) para aprobar a asignatura entregar o devandito informe e obter como mínimo un 25% da súa puntuación (que equivale a un 10% do total da asignatura)
40
 
Observacións avaliación

É necesario para aprobar a materia:

- Obter unha cualificación global igual ou superior ó 50%.

- Obter unha cualificación no traballo tutelado igual ou superior a 2.5/10.

- Completar a presentación oral.

- Asistir de forma activa ás presentacións orais dos compañeiros.

En caso de obter
unha cualificación global igual ou superior ao 50% pero non cumplir con
algunha das condicións necesarias a cualificación será un Suspenso (4.5).

Na segunda oportunidade se permitirá recuperar o 80% da
calificación: traballo tutelado, presentación oral e proba obxectiva. Únicamente a cualificación de prácticas de laboratorio non se poderá recuperar. A cualificación das prácticas de laboratorio obtida na primeira oportunidade mantense de cara á segunda oportunidade.

Os alumnos repitan a asignatura por non acadar a nota necesaria o curso anterior poderán gardar as notas parciais dos apartados que desexen (prácticas, traballo tutelado, presentación oral ou exame escrito). Se manter algunha das notas deben avisar ao profesor na primeira semana de clase.

Un alumno que non se presente á proba obxectiva será considerado "non presentado", aínda que complete as prácticas de laboratorio, o traballo tutelado e/ou a presentación oral.

A cualificación dos alumnos con matrícula a tempo parcial seguirá as mesmas pautas ca os de matrícula ordinaria. Estes alumnos tamén están obrigados a asistir á presentación oral dos compañeiros para poder aprobar a materia. A asistencia ás clases maxistrais e ás prácticas de laboratorio non é obrigatoria para ningún alumno.


Fontes de información
Bibliografía 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

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


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario

Observacións

Recoméndase ter unhas nocións básicas de programación e arquitectura de computadores



(*)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