Arquitectura de Computadores y Sistemas Operativos

Créditos
6
Tipos
Obligatoria
Requisitos
Esta asignatura no tiene requisitos , pero tiene capacidades previas
Departamento
AC
Web
https://docencia.ac.upc.edu/FIB/BDBI/CAOS/
Mail
jfornes@ac.upc.edu
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

Horas semanales

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

Competencias

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: K3, C6,
    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: K3, S8, C6,

    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
    0h
    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
    0h

    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
    0h

    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
    4h
    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
    2h
    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
    0h

    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
    0h

    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
    2h
    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 dos exámenes parciales (notas M1 y M2), tendrán una duración de 2 horas cada uno, y un examen final (nota E), de dos horas. Los tres serán presenciales y en ordenador.

    Los exámenes serán con libros i apuntes. No se puede consultar Internet. No tenéis permiso para utilizar calculadora ni ninguna otra ayuda electrónica.

    La competencia transversal de aprendizaje autónomo se evalúa a partir de los informes de seguimiento entregados durante el curso y pesa un 10% de la nota final. Nota P.

    El cálculo de la nota final (NF) será:

    NF = 0.1*P + 0.9*max(E, 0.25*M1 + 0.25*M2 + 0.50*E)

    Aquellos que habiendo asistido al examen final tengan una NF menor que 5, tienen derecho a un examen de recuperación (reaba). Éste tendrá lugar en un 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 la asignatura, en sustitución de NF.

    Bibliografía

    Básico

    Complementario

    Web links