Arquitectura de Computadores y Sistemas Operativos

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Créditos
6
Tipos
Obligatoria
Requisitos
Esta asignatura no tiene requisitos
Departamento
AC
Web
https://docencia.ac.upc.edu/FIB/BDBI/CAOS/
Mail
Esta asignatura proporciona al alumno conocimientos básicos y transversales sobre la estructura del ordenador. Se utilizan de forma directa o indirecta en otros cursos a lo largo de la titulación. También incluye conocimientos básicos sobre codificación de datos, estructura de programas y librerías, niveles de ejecución de usuario y de sistema, conceptos de compilación e interpretación de programas, sistemas de almacenamiento de datos, sistemas de ficheros, paralelismo y técnicas de evaluación del rendimiento.

Profesorado

Responsable

  • Jordi Fornes de Juan ( )

Horas semanales

Teoría
2
Problemas
2
Laboratorio
0
Aprendizaje dirigido
0
Aprendizaje autónomo
6

Resultados de aprendizaje

Resultados de aprendizaje

Conocimientos

  • K3 - Identificar los fundamentos matemáticos, las teorías informáticas, los esquemas algorítmicos y los principios de organización de la información aplicables al modelado de sistemas biológicos y a la resolución eficiente de problemas bioinformáticos mediante el diseño de herramientas computacionales.

Habilidades

  • S8 - Enfrentarse a la toma de decisiones, y defenderlas con argumentos, en la resolución de problemas de las áreas de biología, así como, dentro de los ámbitos adecuados, las ciencias de la salud, las ciencias de la computación y las ciencias experimentales.

Competencias

  • C6 - Detectar deficiencias en el propio conocimiento y superarlas mediante la reflexión crítica y la elección de la mejor actuación para ampliar este conocimiento.

Objetivos

  1. Conocer las características y limitaciones, en especial respecto al error de precisión, de los diferentes formatos de representación de datos en un ordenador.
    Competencias relacionadas: K3, S8,
  2. Conocer la arquitectura de un procesador basado en el modelo von Neumann, así como también sus componentes principales
    Competencias relacionadas: C6, K3,
  3. Conocer el espacio de lógico de memoria, desde cómo se utiliza hasta cómo se gestionan algunos contenidos.
    Competencias relacionadas: K3,
  4. Conocer los aspectos básicos de un Sistema Operativo y entender el impacto que tiene sobre el rendimiento y consumo de energía de un sistema.
    Competencias relacionadas: K3, S8, C6,
  5. Conocer el proceso para crear y depurar un programa, así como sus necesidades.
    Competencias relacionadas: C6,
  6. Comprender la relación entre la asignatura y el campo de la bioinformática.
    Competencias relacionadas: C6, K3, S8,

Contenidos

  1. Visión general
    Breve introducción de l'asignatura, temas y su relación con el área de la Bioinformática.
  2. Bits, bytes, ints y floats
    Esta lección se centra en la representación finita de datos en diferentes niveles de complejidad, sus limitaciones y la implementación de operaciones básicas.
  3. Arquitectura del ordenador
    Introducción a la arquitectura de procesadores, basada en el modelo de von Neumann, y sus componentes. Describir los elementos que componen una computadora: procesadores, jerarquía de memoria, componentes de entrada/salida, almacenamiento de datos y cómo están interconectados.
  4. Gestión de procesos
    Describir el concepto de proceso y la concurrencia en el corazón de los sistemas operativos modernos. Examinar la interacción del programador con el sistema operativo subyacente a través de llamadas al sistema.
  5. Sistemas de ficheros y gestión de la entrada/salida
    Describir cómo se gestionan el almacenamiento masivo, el sistema de archivos y la E/S en un sistema informático moderno.
  6. Gestión de memoria
    Esta unidad trata de la gestión de la memoria principal durante la ejecución de un proceso. Es una presentación de puntos básicos para comprender el objetivo, el diseño, el uso y la gestión del espacio de memoria lógico y físico.

Actividades

Actividad Acto evaluativo


Examen parcial


Objetivos: 1 2
Semana: 8 (Fuera de horario lectivo)
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
0h

Visión general

Breve introducción de l'asignatura, temas y su relación con el área de la Bioinformática. Leed el capítulo 1 del libro de texto.

Teoría
2h
Problemas
6h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
3h

Bits, bytes, ints y floats

Esta lección se centra en la representación finita de datos en diferentes niveles de complejidad, sus limitaciones y la implementación de operaciones básicas.

Teoría
6h
Problemas
8h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
9h

Tarea Shell

The objectives of this assignment are practising with the basic Unix commands to deal with data from a shell. A shell is a software program that interprets and executes command lines. A shell script is a list of such command lines, written down together in a text file. Besides, we will understand mechanisms to monitor kernel information associated to the active processes of the system.
Objetivos: 4 5 6
Semana: 4 (Fuera de horario lectivo)
Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
9h

Tarea datos

The purpose of this assignment is to become more familiar with bit-level representations of characters, integers and floating point numbers. You will do this by solving a series of programming puzzles. Many of these puzzles are quite artificial, but you will find yourself thinking much more about bits in working your way through them.
Objetivos: 1 2 5
Semana: 8 (Fuera de horario lectivo)
Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
12h

Arquitectura del ordenador

Introducción a la arquitectura de procesadores, basada en el modelo de von Neumann, y sus componentes. Describir los elementos que componen una computadora: procesadores, jerarquía de memoria, componentes de entrada/salida, almacenamiento de datos y cómo están interconectados.

Teoría
4h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
6h

Gestión de procesos

Describir el concepto de proceso y la concurrencia en el corazón de los sistemas operativos modernos. Examinar la interacción del programador con el sistema operativo subyacente a través de llamadas al sistema.

Teoría
6h
Problemas
8h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
12h

Tarea proc

The objectives of this assignment are practising with the basic system calls to manage processes, and the basic commands and mechanisms to monitor kernel information associated to the active processes of the system. You'll do this by creating processes that execute functions. These functions are quite artificial, but you'll find yourself thinking much more about processes in working your way through them.
Objetivos: 2 3 4 5 6
Semana: 13 (Fuera de horario lectivo)
Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
12h

Sistemas de ficheros y gestión de la entrada/salida

Describir cómo se gestionan el almacenamiento masivo, el sistema de archivos y la E/S en un sistema informático moderno.

Teoría
6h
Problemas
8h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
9h

Tarea IO

The purpose of this assignment is to understand how input/output system calls work. They deal with bytes and you need to program how to interpret them (as integers, characters, etc.).
Objetivos: 1 4 5 6
Semana: 16 (Fuera de horario lectivo)
Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
12h

Gestión de memoria

Esta unidad trata de la gestión de la memoria principal durante la ejecución de un proceso. Es una presentación de puntos básicos para comprender el objetivo, el diseño, el uso y la gestión del espacio de memoria lógico y físico.

Teoría
4h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
6h

Metodología docente

Las clases teóricas (expositivas) son impartidas por el profesor y se espera que los estudiantes asistan a ellas y participen.

Durante las sesiones de prácticas, los estudiantes trabajarán en parejas, supervisados ¿¿y asistidos por el profesor, para resolver tareas que serán evaluadas.

Método de evaluación

Habrá un examen parcial (nota M), de 2 horas de duración, y un examen final (nota E), de dos horas de duración. Ambos serán presenciales y en papel.

Los exámenes son sin libros ni apuntes. Puedes traer dos (2) hojas de notas de tamaño A4, con todo lo que desees escrito o impreso en ellas, pero no podrás consultar ningún otro libro, documento o referencia en línea durante el examen.

No se puede utilizar calculadora o cualquier otra ayuda electrónica.

Habrá cuatro prácticas evaluables durante el curso, a realizar en parejas, de las que saldrá la nota de prácticas (P).
El cálculo de la Nota Final (NF) será:

NF = 0.4*P + 0.6*max(E, 0.4*M+0.6*E)

Aquellos que habiendo asistido al examen final tengan una NF menor que 5, tienen derecho a un examen de recuperación (reava). Este tendrá lugar en una aula de laboratorio, durará dos horas y consistirá en preguntas teóricas y prácticas, en las mismas condiciones que el resto de exámenes. La nota de reava será la nota final de l'asignatura, substituyendo a NF

Bibliografía

Básica:

Complementaria:

Web links