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Computación de Altas Prestaciones (302430)


Presentación Grupos Recursos Bibliografía Exámenes Avisos

Objetivos de la asignatura

El propósito de esta asignatura es que el estudiante:

  • Identifique los diferentes tipos de plataformas de altas prestaciones y sus características.
  • Comprenda y pueda aplicar conocimientos avanzados de computación de altas prestaciones y métodos computacionales a problemas de ingeniería, investigación y de cualquier ámbito.
  • Sea capaz de diseñar e implementar aplicaciones específicas que requieran de plataformas de computación de altas prestaciones.
  • Sea capaz de estimar las necesidades de un sistema de cómputo de altas prestaciones y su distribución equilibrada entre los recursos disponibles.
  • Conozca las estrategias de diseño existentes para proyectos distribuidos, orientadas principalmente a computación de altas prestaciones.
  • Sea capaz de proyectar, calcular, diseñar e implantar un sistema distribuido de cálculo de altas prestaciones.

 

Contenidos

 Contenidos Teóricos
Tema 1.- Introducción a la Computación de Altas Prestaciones
- Demanda de computación
- Mejora de las prestaciones: avances en tecnología y en arquitectura
- Plataformas de HPC. Clusters.
Tema 2.- Procesadores segmentados
- ILP
- Predicción de saltos
- Planificación de instrucciones
- Especulación
Tema 3.- Procesadores Superescalares y Multithreading
- Planificación de instrucciones
- Especulación
Tema 4.- Arquitecturas SIMD
- Vectoriales y GPUs
Tema 5.- Arquitecturas MIMD
- Multiprocesadores de memoria compartida: centralizada y distribuida
- Multiprocesadores de memoria distribuida

Contenidos Prácticos
- Diseño de algoritmos y aplicaciones paralelas. Modelos de programación.
1. Programación paralela basada en PThreads
2. Programación paralela basada en OpenMP
3. Programación paralela basada en MPI
4. Programación de GPUs
- Análisis del rendimiento y optimización de aplicaciones paralelas
- EZTrace

Competencias a adquirir

Básicas / Generales: CG1, CG4, CG6, CG8

Específicas:

De Tecnologías Informáticas: CE-TI1, CE-TI6, CE-TI7

Metodologías

La metodología que se va a seguir en la materia consistirá en la exposición por el profesor de los conceptos clave del tema a tratar en cada sesión de teoría y de prácticas. A continuación, el profesor propondrá trabajos a realizar por el alumno. Los alumnos expondrán públicamente los trabajos realizados, estableciéndose un debate entre el profesor y los alumnos.
Concretamente las actividades que se proponen son las siguientes:
- Actividades teóricas dirigidas por el profesor
Exposición de conceptos clave, resolución de problemas, casos prácticos y ejemplos. Propuesta de trabajos teóricos y ejercicios a realizar por los alumnos en grupo.
- Actividades prácticas en aula informática dirigidas por el profesor
Exposición de conceptos necesarios para realización de prácticas. Ejemplos prácticos. Propuesta de prácticas a realizar por los alumnos en grupo.
- Atención personalizada (dirigida por el profesor)
Tutorías
Actividades de seguimiento on-line con foro y correo electrónico
- Actividades autónomas de los estudiantes (sin el profesor)
Prácticas y casos de estudio teóricos
- Exposiciones de los estudiantes y debates

El material docente (presentaciones, guiones, herramientas software, librerías, etc.) se pondrá a disposición de los estudiantes en la plataforma studium.usal.es. También, mediante esta plataforma se mantendrá una atención personalizada con los alumnos en cuanto a comunicación mediante foros, subida de presentaciones, trabajos y prácticas.
Se fomentará la cooperación y colaboración entre los alumnos mediante la realización de prácticas y trabajos en equipo.

Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes
Nombre Horas presenciales Horas no presenciales dirigidas por el profesor Horas de trabajo autónomo del estudiante Horas totales
Clases magistrales 8 0 30 38
Seminarios 2 0 0 2
Prácticas en aula 0 0 0 0
Prácticas en el laboratorio 0 0 0 0
Prácticas en aula de informática 8 0 25 33
Prácticas de campo 0 0 0 0
Prácticas de visualización 0 0 0 0
Trabajo personal de contenidos presenciales y recursos on line 0 0 0 0
Exposiciones y debates 0 0 0 0
Tutorías 0 0 4 4
Actividades de seguimiento on line 0 0 12 12
Preparación de trabajos 0 0 44 44
Otras actividades 0 0 0 0
Exámenes 2 0 15 17
Prácticas: Realización del TFM 0 0 0 0
Documentación TFM 0 0 0 0
TOTAL 20 0 130 150
Evaluación

Criterios de evaluación:
La evaluación de teoría consistirá en:
- Valoración y presentación presencial de trabajos y ejercicios (evaluación continua) 60% de la calificación de teoría
- Prueba final escrita - 40% de la calificación de teoría 

La evaluación de las prácticas consistirá en:
- Valoración y presentación presencial de prácticas en cada sesión (evaluación continua) 100% de la calificación de prácticas
La calificación final será el 50% de la calificación teórica y el 50% de la calificación práctica. Será necesario superar ambas partes por separado para hacer la media de las calificaciones

Sistemas de evaluación:
La evaluación continua consistirá en la realización en grupo de trabajos y ejercicios de teoría y prácticas y su posterior defensa, cuya valoración será el resultado del trabajo presentado y de la defensa del mismo.
La prueba final escrita consistirá en preguntas de tipo test de respuesta única, distribuidas de modo proporcional al tiempo dedicado a explicar cada tema. Todas las preguntas tendrán el mismo peso y se descontarán los fallos.

 

Recomendaciones

Consideraciones generales y recomendaciones para la evaluación y la recuperación:
Consideraciones generales
La evaluación de la asignatura combinará:
- Evaluación continua de los trabajos teóricos y prácticos realizados durante el curso
- Realización de una prueba final escrita

Recomendaciones para la evaluación
Se recomienda la asistencia a clase de teoría y de prácticas, realización de los trabajos teóricos y prácticos propuestos, así como la asistencia a tutorías con el fin de resolver dudas y orientar los trabajos a realizar.

Recomendaciones para la recuperación
Los criterios para la recuperación son los mismos que para la primera convocatoria. Será necesario recuperar los trabajos y ejercicios teóricos no superados, así́ como las prácticas no superadas.

Datos de interés

Bibliografía

1] J. L. Hennessy, D. A. Patterson, “Computer Architecture: A Quantitative Approach”. 6th Ed. Morgan Kaufmann, 2017.

[2] W. Stallings, “Computer Organization and Architecture”. 11th Ed. Pearson, 2021.

[3] J. Leveque, “High Performance Computing: Programming and Applications”. 1ª Ed. Chapman and Hall/CRC, 2010.

[4] R. Cook, “An Introduction to Parallel Programming with OpenMP, PThreads and MPI”. 1ª Ed. Cook’s Books, 2011.

[5] P. Pacheco, “An Introduction to Parallel Programming”. 1ª Ed. Morgan Kaufmann, 2011.

[6] M. J. Quinn, “Parallel programming : in C with MPI and OpenMP”. McGraw Hill Higher Education, 2004.

[7] B. Nichols, D. Buttlar,J. Farrell, “Pthreads programming”, 1ª Ed. , O`Reilly, 1998

Profesorado
Belén Curto Diego
Correo electrónico
Francisco Javier Blanco Rodríguez
Correo electrónico
Otros datos

Créditos: 6.0 (3.0 T + 3.0 P) , Primer cuatrimestre , Obligatoria , Número de grupos de teoría: 1 , Número de grupos de práctica: 1

Máster Universitario en Ingeniería Informática Primer curso

Áreas de Conocimiento
Ingeniería de Sistemas y Automática
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