Computadors

Crèdits
7.5
Tipus
Obligatòria
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits , però té capacitats prèvies
Departament
AC
Web
http://docencia.ac.upc.edu/FIB/GCED/COM
Mail
jverdu@ac.upc.edu
Aquesta assignatura proporciona a l'estudiant els coneixements sobre l'estructura del computador. També incorpora els coneixements bàsics sobre la codificació de les dades, estructura dels programes i llibreries, nivells d'execució usuari i sistema operatiu, els conceptes de compilació i interpretació, sistemes d'emmagatzament de dades, sistemes de fitxers, paral·lelisme i tècniques d'avaluació del rendiment

Professorat

Responsable

Altres

Hores setmanals

Teoria
3
Problemes
0
Laboratori
2
Aprenentatge dirigit
0
Aprenentatge autònom
7.5

Competències

Competències Tècniques

Competències tècniques

  • CE4 - Utilitzar els sistemes de computació actuals, inclosos els sistemes d'alt rendiment, per al procés de grans volums de dades des del coneixement de la seva estructura, funcionament i particularitats.

    • Competències Transversals

    Transversals

  • CT5 [Avaluable] - Ús solvent dels recursos d'informació. Gestionar l'adquisició, l'estructuració, l'anàlisi i la visualització de dades i informació en l'àmbit de l'especialitat i valorar de forma crítica els resultats d'aquesta gestió.
  • CT6 [Avaluable] - Aprenentatge autònom. Detectar deficiències en el propi coneixement i superar-les mitjançant la reflexió crítica i l'elecció de la millor actuació per ampliar aquest coneixement.
  • CT7 - Tercera llengua. Conèixer una tercera llengua, preferentment l'anglès, amb un nivell adequat oral i escrit i d'acord amb les necessitats que tindran els titulats i titulades.

    • Bàsiques

  • CB1 - Que els estudiants hagin demostrat posseir i comprendre coneixements en una àrea d'estudi que parteix de la base de l'educació secundària general, i se sol trobar a un nivell que, si bé es recolza en llibres de text avançats, inclou també alguns aspectes que impliquen coneixements procedents de l'avantguarda del seu camp d'estudi.
  • CB2 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els seus coneixements al seu treball o vocació d'una manera professional i posseeixin les competències que solen demostrar-se mitjançant l'elaboració i defensa d'arguments i la resolució de problemes dins la seva àrea d'estudi.
  • CB5 - Que els estudiants hagin desenvolupat aquelles habilitats d'aprenentatge necessàries per emprendre estudis posteriors amb un alt grau d'autonomia

    • Competències Tècniques Generals

    Genèriques

  • CG1 - Concebre sistemes computacionals que integren dades de procedències i formes molt diverses, construeixen amb ells models matemàtics, raonen sobre aquests models i actuen en conseqüència, aprenent de l'experiència.
  • CG2 - Elegir i aplicar els mètodes i tècniques més adequats a un problema definit per dades que representin un repte pel seu volum, velocitat, varietat o heterogeneïtat, inclosos mètodes informàtics, matemàtics, estadístics i de processament del senyal.
  • CG4 - Identificar oportunitats per a aplicacions innovadores orientades a dades en entorns tecnològics en contínua evolució.

    • Objectius

    1. Conèixer els objectius de l'assignatura
      Competències relacionades: CB1,
    2. Treballar amb els diferents tipus de dades, naturals, enters, punt flotant i la seva agrupació
      Competències relacionades: CE4, CB1,
      Subcompetences
      • Cadenes de caràcters, taules i estructures
      • Determinacio de l'error de precisió en els valors en punt flotant
    3. Demostrar coneixement i comprensió dels conceptes fonamentals dels computadors, i sobre l'estructura bàsica d'un computador.
      Competències relacionades: CT6, CB1,
      Subcompetences
      • Processador, memòria, entrada/sortida, sistemes d'emmagatzament i comunicacions
    4. Descriure i treballar amb l'entorn d'execució dels programes.
      Competències relacionades: CE4, CT6, CT7, CG1, CB2, CB5,
      Subcompetences
      • Definir amb paraules pròpies els conceptes de sistema operatiu, programa, llibreria i procés
      • Distingir nivell usuari i nivell sistema
    5. Conèixer l'estructura dels programes i saber utilitzar les eines per analitzar-la i manipular-la
      Competències relacionades: CE4, CT5, CB2, CB5,
      Subcompetences
      • Seccions dins un programa: codi, dades, pila
    6. Conèixer els principis bàsics dels llenguatges de programació.
      Competències relacionades: CT6, CB2,
      Subcompetences
      • Traducció entre llenguatges de programació
      • Distingir entre llenguatges interpretats i compilats
      • Llenguatge assemblador.
    7. Conèixer i saber treballar amb els serveis del sistema operatiu
      Competències relacionades: CE4, CB5,
      Subcompetences
      • Conèixer els avantatges i inconvenients de la interfície del sistema operatiu
      • Conèixer la interfície de les crides a sistema
    8. Conèixer i saber treballar amb les llibreries
      Competències relacionades: CE4, CT6, CB5,
      Subcompetences
      • Distingir entre les funcionalitats proporcionades pels diferents nivells d'execució: sistema i llibreries
      • Llibreries de suport de sistema i del llenguatge
    9. Coneixer i saber utilitzar les eines de compilacio de programes
      Competències relacionades: CE4, CT6, CB5,
      Subcompetences
      • Saber seleccionar les opcions de compilació més adequades
      • Conèixer les opcions d'optimització de programes
    10. Conèixer i saber utilitzar models de programació paral·lels
      Competències relacionades: CE4, CT6, CT7, CG2, CG4, CB2, CB5,
      Subcompetences
      • Distingir els conceptes de procés i flux
      • Conèixer i saber utilitzar les eines de sincronització
      • Distingir entre models de memòria compartida i models de memòria distribuïda
    11. Conèixer i saber utilitzar les tècniques bàsiques d'anàlisi del rendiment
      Competències relacionades: CT5, CG2, CB2,
      Subcompetences
      • Saber analitzar el rendiment del computador: processador, memòria, comunicacions i subsistema d'emmagatzament
    12. Conèixer i saber utilitzar les eines d'entrada/sortida proporcionades pels entorns d'execució
      Competències relacionades: CE4, CT5, CG1, CG2, CG4, CB5,
      Subcompetences
      • Conèixer i utilitzar els canals de comunicació i dispositius disponibles en el sistema
    13. Conèixer i saber utilitzar els sistemes d'emmagatzematge
      Competències relacionades: CE4, CT6, CG2, CG4, CB5,
      Subcompetences
      • Saber descriure les característiques dels sistemes de fitxers
      • Saber organitzar les dades de les aplicacions en fitxers
      • Sistemes de discos redundants i volums lògics

    Continguts

    1. Representació de les dades
      Conèixer i treballar amb els diferents tipus de dades i la seva representació en els computadors. Codificació binària, caràcters, enters, cadenes, valors en coma flotant, i la seva agrupació en classes, estructures i unions.
    2. Elements del computador
      Descripció dels elements que formen part d'un computador: els processadors, la jerarquia de memòria, els components d'entrada/sortida, magatzems de dades i la manera en que estan connectats.
    3. Libreries de sistema
      Es presenten les funcionalitats que proporcionen les llibreries de sistema.
      Presenta els formats dels fitxers executables i com obtenir informació continguda en els
      fitxers.
    4. Entorn de compilació
      Es presenten les eines de compilació i interpretació de llenguatges de
      programació. Descriu les opcions de compilació i
      optimització dels compiladors. Es completa l'estructura d'un fitxer executable, incloent la taula de símbols i la informació de depuració.
    5. Sistema Operatiu
      Es descriuen els objectius que té el sistema operatiu dins l'entorn d'execució. Aquest capítol presenta les seves abstraccions i la seva interfície. Crides a sistema, interrupcions, excepcions.
    6. Fonaments de la programació
      Es descriu l'entorn d'execució bàsic sobre el que s'executen els programes: definició de sistema operatiu, nivells d'execució usuari i sistema, conceptes de programa i procés. Estructura dels programes i les llibreries. Principis bàsics dels llenguatges de programació, interpretació i compilació. Llenguatge assemblador. Traducció de llenguages d'alt nivell a llenguages de baix nivell.
    7. Introducció al paral.lelisme
      Paral.lelisme i concurrència. Processos i fluxos. Sincronització. Models de programació.
    8. Tecniques bàsiques d'anàlisi del rendiment
      Rendiment de les aplicacions, mètriques, obtenció de la informació, performance
      counters, rellotges d'alta precisió. Càlcul del rendiment, GFlops, bandwidth.
    9. Subsistema d'Entrada/sortida
      Es presenta la part d'E/S de l'entorn d'execució, canals, terminals, fitxers, pipes.
    10. Sistemes d'emmagatzematge
      Es presenten els components físics de l'entrada/sortida per emmagatzemar dades: discos i sistemes de fitxers. Es dóna una visió dels mecanismes de tolerància a fallades, basada en els sistemes de discos redundants i volums lògics.

    Activitats

    Activitat Acte avaluatiu


    Presentació de l'assignatura


    Objectius: 1
    Teoria
    1h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    4h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    2h

    Fonaments de la programació


    Objectius: 4 5 6 8 9
    Continguts:
    Teoria
    6h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    6h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    20h

    Representació de les dades


    Objectius: 2
    Continguts:
    Teoria
    6h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    2h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    6h

    El computador i els seus elements


    Objectius: 3
    Continguts:
    Teoria
    6h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    2h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    10h

    Control parcial


    Objectius: 3 2 4 5 6 7 8 9 1
    Setmana: 7 (Fora d'horari lectiu)
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    Sistema operatiu


    Objectius: 7 12 13
    Continguts:
    Teoria
    14h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    10h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    26.5h

    Paral·lelisme


    Objectius: 10 11
    Continguts:
    Teoria
    12h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    4h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    18h

    Prova de laboratori

    Prova de laboratori de l'assignatura, consistent en una sessió de laboratori, amb un enunciat específic, realitzada de forma individual. Es fa en hora de una sessió de laboratori en concret.
    Objectius: 3 2 4 5 6 7 8 10 9 11 12 13 1
    Setmana: 14
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    Examen final

    Examen final de l'assignatura, consistent en preguntes teòriques sobre tots els continguts vistos en les sessions de teoria i de laboratori
    Objectius: 3 2 4 5 6 7 8 10 9 11 12 13 1
    Setmana: 15 (Fora d'horari lectiu)
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    Metodologia docent

    L'assignatura es basa en classes presencials de teoria i laboratori. Les classes de teoria segueixen el programa definit en aquesta guia docent, habitualment són a base de material proporcionat en transparències, però complementades amb les explicacions del professorat.

    Dins les classes de teoria, es promociona el diàleg entre el professor i els estudiants proporcionant activitats a realitzar conjuntament basades en aspectes particulars del tema que s'està tractant.

    Les classes de laboratori segueixen els mateixos temes i es basen en enunciats de pràctiques en ordinador guiades per un enunciat.

    Mètode d'avaluació

    Hi han dues proves avaluatives de la part de teoria:
    - PT: examen parcial de teoria (30%)
    - FT: examen final de teoria (40%)

    Avaluació Ordinaria: La nota final de l'assignatura s'obté a partir de
    - MAX(70%FT; 30%PT+40%FT)
    - Una prova de laboratori (20%) a final de curs
    - També avaluem el seguiment de laboratori (10%), que es basa en els qüestionaris individuals aplicats en certes sessions de laboratori.

    Reavaluació: Només aquells/es que hagin suspès podran presentar-se a l'examen de Reavaluació (examen només de teoria). Així doncs, la nota final de l'assignatura és el màxim entre la nota d'avaluació ordinaria i la que s'obtingui amb la fórmula anterior, però substituint la nota global de teoria per la nota de l'examen de Reavaluació (és a dir, el 70% de la nota de l'assignatura).

    Bibliografia

    Bàsic

    Web links

    Capacitats prèvies

    Tenir nocions bàsiques de programació