Multiprocessadors

Esteu aquí

Crèdits
6
Tipus
Obligatòria d'especialitat (Enginyeria de Computadors)
Requisits
  • Prerequisit: AC2
  • Prerequisit: PAR
Departament
AC

Professors

Responsable

  • Jose M. Llaberia Griñó ( )

Hores setmanals

Teoria
2
Problemes
1
Laboratori
1
Aprenentatge dirigit
0.4
Aprenentatge autònom
5.6

Competències

Competències Tècniques

Competències tècniques comunes

  • CT6 - Demostrar coneixement i comprensió del funcionament intern d'un computador i del funcionament de les comunicacions entre ordinadors.
    • CT6.2 - Demostrar coneixement, comprensió i capacitat d'avaluar l'estructura i l'arquitectura dels computadors, i els components bàsics que els componen.
  • CT7 - Avaluar i seleccionar plataformes de producció hardware i software per a l'execució d'aplicacions i de serveis informàtics.
    • CT7.1 - Demostrar coneixement de les mètriques de qualitat i saber-les utilitzar.

Competències Transversals

Aprenentatge autònom

  • G7 - Detectar carències en el coneixement propi i superar-les mitjançant la reflexió crítica i l'elecció de la millor actuació per ampliar aquest coneixement. Capacitat per a l'aprenentatge de nous mètodes i tecnologies, i versatilitat per a adaptar-se a noves situacions.
    • G7.3 - Aprenentatge autònom: capacitat de planificació i organització del treball personal. Aplicar els coneixements adquirits a la realització d'una tasca en funció de la pertinença i de la importància, decidir la manera de dur-la a terme i el temps que se li ha de dedicar, i seleccionar les fonts d'informació més adients. Identificar la importància d'establir i mantenir contactes amb els companys d'estudis, amb el professorat i amb els professionals (networking). Identificar fòrums d'informació sobre enginyeria TIC, els seus avenços i el seu impacte en la societat (IEEE, associacions, etc.).

Competències Tècniques de cada especialitat

Especialitat enginyeria de computadors

  • CEC2 - Analitzar i avaluar arquitectures de computadors incloent plataformes paral·leles i distribuïdes, i desenvolupar i optimitzar software per a aquestes plataformes.
    • CEC2.1 - Analitzar, avaluar, seleccionar i configurar plataformes hardware per al desenvolupament i l'execució d'aplicacions i serveis informàtics.
  • CEC3 - Desenvolupar i analitzar hardware i software per a sistemes encastats i/o de molt baix consum.
    • CEC3.2 - Desenvolupar processadors específics i sistemes encastats; desenvolupar i optimitzar el software d'aquests sistemes. 

Objectius

  1. Capacitació per comprendre els conceptes bàsics en multiprocessadors: terminologia, organització, elements que componen un multiprocessador, consistència i coherència de memòria.
    Related competences: CEC2.1, CT6.2, G7.3,
  2. Capacitació per compendre els conceptes bàsics de la comunicació i sincronització en un multiprocessor.
    Related competences: CEC2.1, CT6.2, G7.3,
  3. Capacitació per a comprendre les restriccions que imposa la tecnologia, traves al funcionament ideal a implementar un multiprocessador i solucions adoptades.
    Related competences: CEC3.2, CT6.2,
  4. Capacitació per a analitzar i avaluar de forma crítica un multiprocessador i els seus elements.
    Related competences: CEC2.1, CT7.1, CT6.2,
  5. Capacitació per a la utilització d'un llenguatge de descripció hardware i la seva aplicació en l'especificació d'elements d'un multiprocessador
    Related competences: CEC3.2, CT7.1, CT6.2,

Continguts

  1. Motivació
    Traves existents per explotar el paral · lelisme a nivell d'instrucció. Increment de la productivitat d'un processador utilitzant la tècnica multifil. Aprofitament del nombre de transistors disponibles en un xip mitjançant la tècnica de replicació de processadors.
  2. Consistència i coherència de memòria
    Conceptes de consistencia de memòria i coherència de cache. Model de memòria especificat en el llenguatge màquina. Necessitat de mantenir la coherència entre les còpies d'una dada.
  3. Multiprocessador bàsic
    Elements d'un sistema multiprocessador. Cache privades. Xarxa d'interconnexió: Suport d'un model de consistència. Coherència de memòria cache.
  4. Comunicació i sincronització
    Suport del llenguatge màquina a la comunicació i sincronització. Mecanismes bàsics de sincronització.
  5. Multiprocessador de petita escala
    Increment del rendiment. Reducció de l'ample de banda necessari. Protocols de coherència de cache.Multiprocesador en un xip.
  6. Multiprocessador escalable
    Implicacions del nombre de processadors en l'arquitectura d'un multiprocessador. Interconnexió de diversos xips multiprocessador.

Activitats

Activitat Acte avaluatiu


Prova

Avaluació dels objectius corresponents als tres primers temes
Objectius: 1 4 5
Setmana: 8
Tipus: examen de teoria
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Consolidació

Examen final. Avaluació de tots els objectius de l'assignatura.
Objectius: 1 3 4 5 2
Setmana: 15 (Fora d'horari lectiu)
Tipus: examen final
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
3h
Aprenentatge autònom
8h

Motivació

Estudiar els conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes proposats.
Objectius: 1 4 5
Continguts:
Teoria
3h
Problemes
2h
Laboratori
1h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h

Consistència i coherència de memòria

Estudiar els conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes proposats.
Objectius: 1 5
Continguts:
Teoria
4h
Problemes
2h
Laboratori
3h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Multiprocessador bàsic

Estudiar els conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes proposats.
Objectius: 1 4 5
Continguts:
Teoria
6h
Problemes
3h
Laboratori
4h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
16h

Comunicació i sincronització

Estudiar els conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes proposats.
Objectius: 5 2
Continguts:
Teoria
4h
Problemes
2h
Laboratori
3h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Multiprocessador de petita escala

Estudiar els conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes proposats.
Objectius: 3 5
Continguts:
Teoria
5h
Problemes
4h
Laboratori
4h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
14h

Multiprocessador escalable

Estudiar els conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes proposats.
Objectius: 3 4
Continguts:
Teoria
3h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
6h
Aprenentatge autònom
0h

Metodologia docent

Classes de teoria en les quals es desenvolupen els conceptes i hi ha participació dels alumnes.
Classes de problemes on s'apliquen els conceptes desenvolupats en les classes de teoría i l'agent actiu és l'alumne.
Classes de laboratori on s'apliquen els conceptes desenvolupats a classe de teoria en un exemple concret de multiprocessador. L'agent actiu és l'alumne i la col.laboració entre els elements que componen el grup és el mitjà per incrementar o assentar el coneixement.
El curs es desenvolupa de forma constructiva. És a dir, es parteix dels conceptes adquirits en assignatures precedents i en cada tema de l'assignatura s'incrementa el coneixement i la capacitat de comprendre, analitzar i raonar sobre aspectes d'un multiprocessador. Aquesta capacitació és a més quantitativa.

Mètode d'avaluació

Prova (P): Prova escrita on s'avaluen els objectius corresponents als tres primers temes.
Examen final (F): Prova escrita on s'avaluen tots els objectius de l'assignatura.
Laboratori (L): S'avalua a partir dels informes lliurats en cadascuna de les sessions pràctiques i, si s'escau, d'una entrevista personal.

La nota final (NF) es calcula mitjançant la següent expressió:
NF = max (0.8 x F, (0,65 x F + 0,15 x P)) + 0,2 x L


El nivell d'assoliment de la competència genèrica s'avalua indirectament a partir de les notes de la prova i de l'examen final.
La nota corresponent és:
A si 8.5 =< NF; B si 7 =< NF < 8.5; C si 5 =< NF < 7; D si NF < 5

Bibliografia

Bàsica:

Capacitats prèvies

Les enumerades en les assignatures IC, EC, PE, AC, PAR, AC2