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Arquitecturas Avanzadas y de Propósito Específico
Curso 2017/18
1. Datos Descriptivos de la Asignatura
ASIGNATURA: Arquitecturas Avanzadas y de Propósito Específico CÓDIGO: 139264212
- Centro: Escuela Superior de Ingeniería y Tecnología
- Titulación: Grado en Ingeniería Informática
- Plan de Estudios: 2010 (publicado en 21-03-2011)
- Rama de conocimiento: Ingeniería y Arquitectura
- Itinerario/Intensificación: Ingeniería de Computadores
- Departamento/s: - Área/s de conocimiento:
  • Arquitectura y Tecnología de Computadores
  • Ingeniería de Sistemas y Automática
- Curso: 4
- Carácter: Obligatoria
- Duración: Cuatrimestral
- Créditos ECTS: 6.0
- Horario: http://www.ull.es/view/centros/etsii/Cuarto_3/es
- Dirección web de la asignatura: http://www.campusvirtual.ull.es
- Idioma: Español e Inglés


2. Requisitos para cursar la asignatura
No existen requisitos para cursar la asignatura


3. Profesorado que imparte la asignatura
Profesor/a Coordinador/a: JOSE DEMETRIO PIÑEIRO VERA
- Grupo: Mañana (único)
- Departamento: Ingeniería Informática y de Sistemas
- Área de conocimiento: Ingeniería de Sistemas y Automática
- Lugar Tutoría: Laboratorio de Computadoras y Control, Planta 0 del Edf. de Física y Matemáticas
- Horario Tutoría: 1er Semestre: Lunes y Martes de 13:00 a 15:00, Viernes de 11:30 a 13:30; 2º Semestre: Martes y Miércoles de 13:00 a 15:00, Viernes de 11:30 a 13:30
- Teléfono (despacho/tutoría): 922318278
- Correo electrónico: jpineiro@ull.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es
Profesor/a: LORENZO MORENO RUIZ
- Grupo: Mañana (único)
- Departamento: Ingeniería Informática y de Sistemas
- Área de conocimiento: Ingeniería de Sistemas y Automática
- Lugar Tutoría: Despacho nº 52 en la 5ª planta edificio Física y Matemáticas
- Horario Tutoría: lunes, martes y miércoles de 17h a 18h, jueves de 10h a 12h y viernes de 10 y 11h.
- Teléfono (despacho/tutoría): 922318267
- Correo electrónico: lmoreno@ull.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es
Profesor/a: JOSE LUIS SANCHEZ DE LA ROSA
- Grupo: Mañana (único)
- Departamento: Ingeniería Informática y de Sistemas
- Área de conocimiento: Ingeniería de Sistemas y Automática
- Lugar Tutoría: Despacho en la zona de despachos de la ETSII
- Horario Tutoría: Presencial: 1er Semestre: Lunes de 16:00 a 19:00 y Jueves de 10:30 a 13:30 durante el primer cuatrimestre. Cualquier cambio en el horario o lugar de tutorías se comunicará a través de la página. https://sites.google.com/a/isaatc.ull.es/joseluissanchezdelarosa/
- Teléfono (despacho/tutoría): 922845043
- Correo electrónico: jsanrosa@ull.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es
Profesor/a: RAFAEL ARNAY DEL ARCO
- Grupo: Mañana (único)
- Departamento: Ingeniería Informática y de Sistemas
- Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
- Lugar Tutoría: Planta 0 Edif. Física y Matemáticas. Laboratorio Dpto. Ingeniería Informática y de Sistemas/ Vicerrectorado TIDD. Edif. Central. Se informará a los alumnos del lugar de las tutorías con antelación
- Horario Tutoría: Lunes y Martes de 11:00 a 14:00. Tutorías virtuales los martes de 12:00-14:00
- Teléfono (despacho/tutoría): 922316502 - Ext. 6923
- Correo electrónico: rarnayde@ull.edu.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es


4. Contextualización de la asignatura en el plan de estudio
- Bloque formativo al que pertenece la asignatura: Itinerario 2: Ingeniería de Computadores
- Perfil profesional: Ingeniero Técnico en Informática


5. Competencias
Competencias Generales
[CG4] Capacidad para definir, evaluar y seleccionar plataformas hardware y software para el desarrollo y la ejecución de sistemas, servicios y aplicaciones informáticas, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de este anexo.
[CG6] Capacidad para concebir y desarrollar sistemas o arquitecturas informáticas centralizadas o distribuidas integrando hardware, software y redes de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de este anexo.
Módulo Arquitectura y Tecnología de Computadores
[E7] Medir, analizar y comparar el rendimiento de arquitecturas de computadores.
[E8] Analizar y evaluar modelos, algoritmos, sistemas y protocolos en los ámbitos de la arquitectura de computadores.
[E9] Formular, diseñar y desarrollar productos tecnológicos en los ámbitos de la arquitectura de computadores.
[E10] Conocer, comprender y comprar los mecanismos de aumento de prestaciones en arquitectura de computadores: segmentación, paralelismo a nivel de instrucción (ILP), paralelismo a nivel de hilo (TLP)…
[E11] Construir, diseñar y analizar sistemas de memoria avanzados en un computador.
[E12] Comprender el funcionamiento de los dispositivos de almacenamiento secundario.
[E13] Construir, diseñar y analizar las redes de interconexión entre procesadores.
[E14] Conocer arquitecturas de uso específico: DSPs, GPUs, vectoriales…
[E15] Comprender y saber desarrollar para una arquitectura actual.
Tecnología Específica / Itinerario: Ingeniería de Computadores
[C31] Capacidad de diseñar y construir sistemas digitales, incluyendo computadores, sistemas basados en microprocesador y sistemas de comunicaciones.
[C32] Capacidad de desarrollar procesadores específicos y sistemas empotrados, así como desarrollar y optimizar el software de dichos sistemas.
[C33] Capacidad de analizar y evaluar arquitecturas de computadores, incluyendo plataformas paralelas y distribuidas, así como desarrollar y optimizar software de para las mismas.
[C37] Capacidad para analizar, evaluar, seleccionar y configurar plataformas hardware para el desarrollo y ejecución de aplicaciones y servicios informáticos.
Transversales
[T1] Capacidad de actuar autónomamente.
[T2] Tener iniciativa y ser resolutivo.
[T3] Tener iniciativa para aportar y/o evaluar soluciones alternativas o novedosas a los problemas, demostrando flexibilidad y profesionalidad a la hora de considerar distintos criterios de evaluación.
[T7] Capacidad de comunicación efectiva (en expresión y comprensión) oral y escrita, con especial énfasis en la redacción de documentación técnica.
[T9] Capacidad para argumentar y justificar lógicamente las decisiones tomadas y las opiniones.
[T10] Capacidad de integrarse rápidamente y trabajar eficientemente en equipos unidisciplinares y de colaborar en un entorno multidisciplinar.
[T12] Capacidad de relación interpersonal.
[T13] Capacidad para encontrar, relacionar y estructurar información proveniente de diversas fuentes y de integrar ideas y conocimientos.
[T14] Poseer las habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores o mejorar su formación con un cierto grado de autonomía.
[T15] Capacidad de tomar decisiones basadas en criterios objetivos (datos experimentales, científicos o de simulación disponibles).
[T16] Capacidad de planificación y organización del trabajo personal.
[T19] Capacidad de adaptación a los cambios organizativos o tecnológicos.
[T20] Capacidad de trabajar en situaciones de falta de información y/o con restricciones temporales y/o de recursos.
[T22] Capacidad para resolver problemas dentro de su área de estudio.
[T23] Capacidad de abstracción: capacidad de crear y utilizar modelos que reflejen situaciones reales.
[T25] Capacidad de análisis, síntesis y evaluación.


6. Contenidos de la asignatura
Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
Módulo I: Multiprocesadores y Paralelismo a Nivel de Hilo
- Profesor: Lorenzo Moreno Ruiz
- Temas (epígrafes)
1. Multithreading, simultaneous multithreading y otras implementaciones del paralelismo a nivel de hilo
2. Las arquitecturas multinúcleo y multiprocesador

Módulo II: Redes de Interconexión
- Profesor: Lorenzo Moreno Ruiz / Rafael Arnay del Arco
- Temas (epígrafes)
3. Buses
4. Redes directas, redes multietapa y redes híbridas. Buses múltiples
5. Los problemas de sincronización y de consistencia de memoria

Módulo III: Arquitecturas Específicas
- Profesor: Lorenzo Moreno Ruiz / José Luis Sánchez de la Rosa / José Demetrio Piñeiro Vera
- Temas (epígrafes)
6. Procesadores Vectoriales
7. Procesadores Digitales de Señal: DSPs
8. Procesadores Gráficos: GPUs

Módulo IV: Programación de bajo nivel para máquinas comerciales
- Profesor: Lorenzo Moreno Ruiz / José Luis Sánchez de la Rosa / José Demetrio Piñeiro Vera
- Temas (epígrafes)
9. Estudio del Rendimiento
Actividades a desarrollar en otro idioma
- Temas (epígrafes): Todos
Como se aprecia más abajo, la especialización de la asignatura hace que toda la bibliografía recomendada esté en inglés. A esto hay que sumar manuales y documentación técnica que también sólo se encuentran en inglés. Por ello, casi cualquier actividad práctica, de resolución de problemas o simplemente que implique consulta de la bibliografía requiere trabajo de comprensión del inglés escrito.


7. Metodología y volumen de trabajo del estudiante
Descripción
La asignatura se desarrolla fundamentalmente en base a clases teórico-prácticas y tutorías académico-formativas, realización de trabajos sobre diferentes aspectos del temario y su defensa. Se realizarán también prácticas de laboratorio sobre temas puntuales como se detalla en el cronograma

Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante
Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total Horas Relación con competencias
Clases teóricas  18.00      18  [T14], [T15], [T22], [T23], [E7], [E8], [E9], [E10], [E11], [E12], [E13], [E14], [E15], [C31], [C32], [C33], [C37]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)  25.00      25  [CG4], [CG6], [T2], [T15], [T20], [T22], [E7], [E8], [E9], [E10], [E11], [E12], [E13], [E14], [E15], [C31], [C32], [C33], [C37]
Realización de seminarios u otras actividades complementarias  5.00   10.00   15  [T2], [T3], [T9], [T13], [T14], [T16], [T19], [T22], [T23], [T25], [E7], [E8], [E9], [E10], [E11], [E12], [E13], [E14], [E15], [C31], [C32], [C33], [C37]
Realización de trabajos (individual/grupal)     45.00   45  [CG4], [CG6], [T2], [T3], [T7], [T9], [T13], [T15], [T16], [T20], [T22], [T25], [E7], [E8], [E9], [E10], [E11], [E12], [E13], [E14], [E15], [C31], [C32], [C33], [C37]
Estudio/preparación clases teóricas     10.00   10  [T1], [T13], [T14], [T25], [E7], [E8], [E9], [E10], [E11], [E12], [E13], [E14], [E15], [C31], [C32], [C33], [C37]
Realización de exámenes  3.00      3  [T3], [T22], [E7], [E8], [E9], [E10], [E11], [E12], [E13], [E14], [E15], [C31], [C32], [C33], [C37]
Asistencia a tutorías  6.00      6  [T1], [T10], [T12], [T13], [E7], [E8], [E9], [E10], [E11], [E12], [E13], [E14], [E15], [C31], [C32], [C33], [C37]
Estudio autónomo individual o en grupo     25.00   25  [T1], [T2], [T3], [T7], [T9], [T10], [T12], [T13], [T14], [T15], [T16], [T19], [T20], [T22], [T23], [T25], [E7], [E8], [E9], [E10], [E11], [E12], [E13], [E14], [E15], [C31], [C32], [C33], [C37]
Exposición oral por parte del alumno  3.00      3  [T2], [T9], [T25], [E7], [E8], [E9], [E10], [E11], [E12], [E13], [E14], [E15], [C31], [C32], [C33], [C37]
Total horas  60   90   150 
Total ECTS  6 


8. Bibliografía / Recursos
Bibliografía básica
-D.A. Patterson, J.L. Hennessy "Computer Architecture. A Quantitative Approach" Fourth & Fifth Editions. Morgan Kaufmann. 2007, 2011.
-D.E. Culler, J.Pal Singh, A.Gupta "Parallel Computer Architecture". Morgan Kaufmann. 1999.
-J. Duato, S. Yalamanchili , L.Ni "Interconection Networks". IEEE Computer Society 1997.
Bibliografía complementaria
-J. Flich, D. Bertozzi (Eds.) “Designing Network on-chip Architectures in the Nanoescale Era” Chapman & Hall/CRC 2011
Otros recursos
Los alumnos disponen de la herramienta SIENA (Sistema Integrado de Enseñanza Aprendizaje) http://siena.ull.es para el autoaprendizaje y la autoevaluación, realizándose esta última a través de un test adaptativo basado en redes bayesianas. Además se han añadido modificaciones a la anterior herramienta para incluir el trabajo colaborativo en grupo http://sienasocial.ull.es. Se dispondrá también de documentación y tutoriales de las herramientas a emplear en las prácticas.


9. Sistema de evaluación y calificación
Descripción
La calificación de la primera convocatoria estará basada en la evaluación continua, que constará de las pruebas descritas más abajo con su ponderación.
Si el alumno no ha superado todas las pruebas en la evaluación continua, en las restantes convocatorias sólo deberá presentarse a aquellas que no ha superado, manteniéndose la calificación de cualquiera de las partes aprobadas (sólo durante el mismo curso).
Si no se ha realizado ninguna prueba de la evaluación continua, y como alternativa a ella, se podrá optar a una evaluación en cada convocatoria que constará de un examen de contenidos teóricos (posiblemente oral) con ponderación de un 20% junto con una prueba práctica a celebrar junto con el examen, con ponderación de un 80%. En esta prueba se deberá demostrar poseer las competencias de la asignatura.
En los entregables de las pruebas anteriores, una sección deberá ser preparada en inglés, a fin de evaluar las competencias relativas a esta lengua.
Estas normas de evaluación (y cualquier otro aspecto no contemplado arriba) se rigen por el Reglamento de Evaluación y Calificación de la ULL (BOC de 19 de enero de 2016).

Estrategia Evaluativa
TIPO DE PRUEBA COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIÓN
Trabajos y proyectos  [CG4], [CG6], [T1], [T2], [T3], [T7], [T9], [T10], [T12], [T13], [T14], [T15], [T16], [T19], [T20], [T22], [T23], [T25], [E7], [E8], [E9], [E10], [E11], [E12], [E13], [E14], [E15], [C31], [C32], [C33], [C37]   - Adecuación a lo solicitado.
- Nivel de Conocimientos adquiridos.
- Concreción en la redacción/exposición 
 50% 
Informes memorias de prácticas  [CG4], [CG6], [T1], [T2], [T3], [T7], [T9], [T10], [T12], [T13], [T14], [T15], [T16], [T19], [T20], [T22], [T23], [T25], [E7], [E8], [E9], [E10], [E11], [E12], [E13], [E14], [E15], [C31], [C32], [C33], [C37]   - Adecuación a lo solicitado.
- Concreción en la redacción. 
 10% 
Valoración de las actividades prácticas en el laboratorio  [CG4], [CG6], [T1], [T2], [T3], [T7], [T9], [T10], [T12], [T13], [T14], [T15], [T16], [T19], [T20], [T22], [T23], [T25], [E7], [E8], [E9], [E10], [E11], [E12], [E13], [E14], [E15], [C31], [C32], [C33], [C37]   - Nivel de Conocimientos demostrado
- Consecución de Objetivos
- Prestaciones de los diseños 
 20% 
Asistencia y participación regular a todas las actividades de la asignatura  [T1], [T2], [T3], [T7], [T9], [T10], [T12], [T13], [T14], [T15], [T16], [T19], [T20], [T22], [T23], [T25], [E7], [E8], [E9], [E10], [E11], [E12], [E13], [E14], [E15], [C31], [C32], [C33], [C37]   - Asistencia Activa e interés demostrado
- Calidad e interés de las intervenciones 
 20% 


10. Resultados de Aprendizaje
 Describir con precisión las características y evaluar las prestaciones de las arquitecturas que implementan paralelismo a nivel de hilo de ejecución, así como las de múltiples núcleos/procesadores
Describir con precisión las características y evaluar las prestaciones de las redes de interconexión, así como los problemas asociados de la sincronización y consistencia de memoria
Describir las características y evaluar prestaciones de arquitecturas de propósito específico, en especial procesadores vectoriales, procesadores de señal digitales y procesadores gráficos
Desarrollar programas para arquitecturas específicas aprovechando sus características, en especial procesadores de señal digitales y procesadores gráficos
 


11. Cronograma / calendario de la asignatura
Descripción
 El cronograma se ha pensado para una carga de trabajo más o menos uniforme en el semestre. El último segmento del curso dedicado a evaluación constará de las últimas entregas y presentaciones de trabajos. La distribución de los temas por semana es orientativa, puede sufrir cambios según las necesidades de organización docente. 

Primer Cuatrimestre
SEMANA Temas Actividades de
enseñanza aprendizaje
Horas
de trabajo
presencial
Horas
de trabajo
autónomo
Total
Semana 1:  1   Clases magistrales y de problemas. Estudio teórico/problemas, Realización de test en SIENA y SIENA SOCIAL   4.00   4.00   8 
Semana 2:  1   Clases magistrales y de problemas, Realización de test en SIENA y SIENA SOCIAL. Tutoría académica de evaluación en grupo.   4.00   4.00   8 
Semana 3:  2   Clases magistrales y de problemas, Estudio teórico/problemas   4.00   4.00   8 
Semana 4:  2   Clases magistrales y de problemas, Realización de test en SIENA y SIENA SOCIAL. Tutoría académica de evaluación en grupo   4.00   6.00   10 
Semana 5:  3   Clases magistrales y de problemas, Estudio teórico/problemas   4.00   6.00   10 
Semana 6:  4   Clases magistrales y de problemas, Estudio teórico/problemas. Tutoría académica de evaluación en grupo   3.00   6.00   9 
Semana 7:  4   Clases magistrales y de problemas, Realización de test en SIENA y SIENA SOCIAL   3.00   6.00   9 
Semana 8:  5   Clases magistrales y de problemas, Prácticas de estructuras de red de interconexión. Tutoría académica de evaluación en grupo   4.00   6.00   10 
Semana 9:  6   Clases magistrales y de problemas, Estudio teórico/problemas, Prácticas Simulador DLXV, Realización de test en SIENA y SIENA SOCIAL   4.00   6.00   10 
Semana 10:  7   Clases magistrales y de problemas   4.00   6.00   10 
Semana 11:  7   Clases magistrales y de problemas   4.00   6.00   10 
Semana 12:  7   Clases magistrales y de problemas, Prácticas de DSPs   4.00   6.00   10 
Semana 13:  8   Clases magistrales y de problemas   4.00   6.00   10 
Semana 14:  8   Clases magistrales y de problemas, Prácticas de GPUs   4.00   6.00   10 
Semana 15:  9   Clases magistrales y de problemas   4.00   6.00   10 
Semanas 16 a 18:  Evaluación   Evaluación y trabajo autónomo del alumno para la preparación de la evaluación
Presentación de Entregables 
 2.00   6.00   8 
Total horas 60 90 150


Fecha de última modificación: 16-10-2017
Fecha de aprobación: 27-07-2017