Computadores

Créditos
7.5
Tipos
Obligatoria
Requisitos
Esta asignatura no tiene requisitos , pero tiene capacidades previas
Departamento
AC
Web
http://docencia.ac.upc.edu/FIB/GCED/COM
Mail
jverdu@ac.upc.edu
Esta asignatura proporciona al estudiante los conocimientos sobre la estructura del computador. También incorpora los conocimientos básicos sobre la codificación de los datos, estructura de los programas y librerías, niveles de ejecución usuario y sistema operativo, los conceptos de compilación e interpretación, sistemas de almacenamiento de datos, sistemas de ficheros, paralelismo y técnicas de evaluación del rendimiento.

Profesorado

Responsable

Otros

Horas semanales

Teoría
3
Problemas
0
Laboratorio
2
Aprendizaje dirigido
0
Aprendizaje autónomo
7.5

Competencias

Competencias Técnicas

Competencias técnicas

  • CE4 - Utilizar los sistemas de computación actuales, incluidos sistemas de alto rendimiento, para el proceso de grandes volúmenes de datos desde el conocimiento de su estructura, funcionamiento y particularidades.

    • Competencias Transversales

    Transversales

  • CT5 [Avaluable] - Uso solvente de los recursos de información. Gestionar la adquisición, la estructuración, el análisis y la visualización de datos e información en el ámbito de especialidad y valorar de forma crítica los resultados de dicha gestión.
  • CT6 [Avaluable] - Aprendizaje autónomo. Detectar deficiencias en el propio conocimiento y superarlas mediante la reflexión crítica y la elección de la mejor actuación para ampliar dicho conocimiento.
  • CT7 - Tercera lengua. Conocer una tercera lengua, preferentemente el inglés, con un nivel adecuado oral y escrito y en consonancia con las necesidades que tendrán los titulados y tituladas.

    • Básicas

  • CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
  • CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
  • CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía

    • Competencias Técnicas Genéricas

    Genéricas

  • CG1 - Concebir sistemas computacionales que integren datos de procedencias y formas muy diversas, creen con ellos modelos matemáticos, razonen sobre dichos modelos y actúen en consecuencia, aprendiendo de la experiencia.
  • CG2 - Elegir y aplicar los métodos y técnicas más adecuados a un problema definido por datos que representen un reto por su volumen, velocidad, variedad o heterogeneidad, incluidos métodos informáticos, matemáticos, estadísticos y de procesado de la señal.
  • CG4 - Identificar oportunidades para aplicaciones innovadoras orientadas a datos en entornos tecnológicos en continua evolución.

    • Objetivos

    1. Conocer los objetivos de la asignatura
      Competencias relacionadas: CB1,
    2. Trabajar con los diferentes tipos de datos, naturales, enteros, punto flotante y su agrupación
      Competencias relacionadas: CE4, CB1,
      Subcompetences
      • Cadenas de caracteres, tablas y estructuras
      • Determinación del error de precisión en los valores en coma flotante
    3. Demostrar conocimento y comprensión de los conceptos fundamentales de los computadores, y sobre la estructura básica de un computador.
      Competencias relacionadas: CT6, CB1,
      Subcompetences
      • Procesador, memoria, entrada/salida, sistemas de almacenaje y comunicaciones
    4. Describir y trabajar con el entorno de ejecución de los programas.
      Competencias relacionadas: CE4, CT6, CT7, CG1, CB2, CB5,
      Subcompetences
      • Definir con palabras propias los conceptos de sistema operativo, programa, libreria y proceso
      • Distingir entre los niveles usuario y sistema
    5. Conocer la estructura de los programas y saber utilizar las herramientas para analizarla y manipularla.
      Competencias relacionadas: CE4, CT5, CB2, CB5,
      Subcompetences
      • Secciones dentro de un programa: código, datos y pila
    6. Conocer los principios básicos de los lenguajes de programación.
      Competencias relacionadas: CT6, CB2,
      Subcompetences
      • Traducción entre lenguajes de programación
      • Distinguir entre lenguajes interpretados y compilados
      • Lenguaje ensamblador.
    7. Conocer y saber trabajar con los servicios del sistema operativo
      Competencias relacionadas: CE4, CB5,
      Subcompetences
      • Conocer las ventajas e inconvenientes del interfaz del sistema operativo
      • Conocer el interfaz de las llamadas a sistema
    8. Conocer y saber trabajar con las librerías
      Competencias relacionadas: CE4, CT6, CB5,
      Subcompetences
      • Distinguir entre las funcionalidades proporcionadas por los distintos niveles de ejecución: sistema y librerías
      • Librerías de soporte del sistema y del lenguaje
    9. Conocer y saber utilizar las herramientas de compilación de programas
      Competencias relacionadas: CE4, CT6, CB5,
      Subcompetences
      • Saber seleccionar las opciones de compilación más adecuadas
      • Conocer las opciones de optimización de programas
    10. Conocer y saber utilizar modelos de programación paralelos
      Competencias relacionadas: CE4, CT6, CT7, CG2, CG4, CB2, CB5,
      Subcompetences
      • Distinguir los conceptos de proceso y flujo
      • Conocer y saber utilizar las herramientas de sincronización
      • Distinguir entre modelos de memoria compartida y modelos de memoria distribuida
    11. Conocer y saber utilizar las técnicas básicas de análisis del rendimiento
      Competencias relacionadas: CT5, CG2, CB2,
      Subcompetences
      • Saber analizar el rendimiento del computador: procesador, memoria, comunicaciones y subsistema de almacenamiento
    12. Conocer y saber utilizar las herramientas de entrada/salida proporcionadas por los entornos de ejecución
      Competencias relacionadas: CE4, CT5, CG1, CG2, CG4, CB5,
      Subcompetences
      • Conocer y utilizar los canales de comunicación y dispositivos disponibles en el sistema
    13. Conocer y saber utilizar los sistemas de almacenaje
      Competencias relacionadas: CE4, CT6, CG2, CG4, CB5,
      Subcompetences
      • Saber describir las características de los sistemas de ficheros
      • Saber organizar los datos de las aplicaciones en ficheros
      • Sistemas de discos redundantes y volúmenes lógicos

    Contenidos

    1. Representación de los datos
      Conocer y trabajar con los diferentes tipos de datos y su representación en los computadores. Codificación binaria, caracteres, enteros, cadenas, valores en coma flotante, y su agrupación en clases, estructuras y uniones.
    2. Elementos del computador
      Descripción de los elementos que forman parte de un computador: los procesadores, la jerarquía de memoria, los componentes de entrada/salida, almacenes de datos y la manera en que estan conectados.
    3. Librerías de sistema
      Se presentan las funcionalidades que proporcionan las librerías de sistema.
      Presenta los formatos de los ficheros ejecutables y cómo obtener la información contenida en éstos.
    4. Entorno de compilación
      Se presentan las herramientas de compilación e interpretación de los lenguajes de programación. Describe las opciones de compilación y optimización de los compiladores. Se completa la estructura de los ficheros ejecutables, incluyendo la tabla de símbolos y la información de depuración.
    5. Sistema Operativo
      Se describen los objetivos que tiene el sistema operativo dentro del entorno de ejecución. Este capítulo presenta las abstracciones básicas del sistema operativo y su interfaz. Llamadas a sistema, interrupciones y excepciones.
    6. Fundamentos de la programación
      Se describe en entorno de ejecución básico sobre el que se ejecutan los programas. Definición de sistema operativo, niveles de ejecución, usuario y sistema (privilegiado), conceptos de programa y proceso. Estructura de los programas y las librerías. Principios básicos de los lenguajes de programación. Lenguaje ensamblador. Traducción desde lenguajes de alto nivel a lenguajes de bajo nivel.
    7. Introducción al paralelismo
      Paralelismo y concurrencia. Procesos y flujos. Sincronización. Modelos de programación
    8. Técnicas básicas de análisis del rendimiento
      Rendimiento de las aplicaciones, métricas, obtención de la información, performance counters, relojes de alta precisión. Cálculo del rendimiento, GFlops, bandwidth.
    9. Subsistema de entrada/salida
      Se presenta la parte del subsistema de entrada/salida del entorno de ejecución, canales, terminales, ficheros, pipes.
    10. Sistemas de almacenamiento
      Se presentan los componentes físicos de entrada/salida para almacenar datos: discos y sistemas de ficheros. Se incluye una visión de los mecanismos de tolerancia a fallos, basada en los sistemas de discos redundantes y volúmenes lógicos.

    Actividades

    Actividad Acto evaluativo


    Presentación de la asignatura


    Objetivos: 1
    Teoría
    1h
    Problemas
    0h
    Laboratorio
    4h
    Aprendizaje dirigido
    0h
    Aprendizaje autónomo
    2h

    Fundamentos de la programación


    Objetivos: 4 5 6 8 9
    Contenidos:
    Teoría
    6h
    Problemas
    0h
    Laboratorio
    6h
    Aprendizaje dirigido
    0h
    Aprendizaje autónomo
    20h

    Representación de los datos


    Objetivos: 2
    Contenidos:
    Teoría
    6h
    Problemas
    0h
    Laboratorio
    2h
    Aprendizaje dirigido
    0h
    Aprendizaje autónomo
    6h

    El computador y sus componentes


    Objetivos: 3
    Contenidos:
    Teoría
    6h
    Problemas
    0h
    Laboratorio
    2h
    Aprendizaje dirigido
    0h
    Aprendizaje autónomo
    10h

    Control parcial


    Objetivos: 3 2 4 5 6 7 8 9 1
    Semana: 7 (Fuera de horario lectivo)
    Teoría
    0h
    Problemas
    0h
    Laboratorio
    0h
    Aprendizaje dirigido
    0h
    Aprendizaje autónomo
    0h

    Sistema Operativo


    Objetivos: 7 12 13
    Contenidos:
    Teoría
    14h
    Problemas
    0h
    Laboratorio
    10h
    Aprendizaje dirigido
    0h
    Aprendizaje autónomo
    26.5h

    Paralelismo


    Objetivos: 10 11
    Contenidos:
    Teoría
    12h
    Problemas
    0h
    Laboratorio
    4h
    Aprendizaje dirigido
    0h
    Aprendizaje autónomo
    18h

    Prueba de laboratorio

    Prueba de laboratorio de la asignatura, consistente en una sesión de laboratorio, con un enunciado específico, realizado de forma individual. Se realiza durante una sesión de laboratorio en concreto.
    Objetivos: 3 2 4 5 6 7 8 10 9 11 12 13 1
    Semana: 14
    Teoría
    0h
    Problemas
    0h
    Laboratorio
    0h
    Aprendizaje dirigido
    0h
    Aprendizaje autónomo
    0h

    Examen final

    Examen final de la asignatura, consistente en preguntas teóricas sobre todos los contenidos vistos en las sesiones de teoría y laboratorio
    Objetivos: 3 2 4 5 6 7 8 10 9 11 12 13 1
    Semana: 15 (Fuera de horario lectivo)
    Teoría
    0h
    Problemas
    0h
    Laboratorio
    0h
    Aprendizaje dirigido
    0h
    Aprendizaje autónomo
    0h

    Metodología docente

    La asignatura se basa en clases presenciales de teoría y laboratorio. Las clases de teoría siguen el programa definido en esta guía docente, habitualmente son a base de material proporcionado en transparencias, pero complementadas con las explicaciones del profesorado.

    En estas clases de teoría, se promociona el diálogo entre el profesor y los estudiantes proporcionando actividades a realizar conjuntamente basadas en aspectos particulares del tema que se está tratando.

    Las clases de laboratorio siguen los mismos temas y se basan en enunciados de prácticas en ordenador guiadas por un enunciado.

    Método de evaluación

    Hay dos pruebas evaluativas de la parte de teoría:
    - PT: El examen parcial de teoría (30%)
    - FT: El examen final de teoría (40%)

    Evaluación Ordinaria: La nota final de la asignatura se obtiene a partir de
    - MAX(70%FT; 30%PT+40%FT)
    - Una prueba de laboratorio (20%) al final de curso
    - También evaluamos el seguimiento de laboratorio (10%), que se basa en los cuestionarios individuales realizados en ciertas sesiones de laboratorio.

    Reevaluación: Sólo aquellos/as que hayan suspendido podrán presentarse al examen de Reevaluación (examen sólo de teoría). Así, la nota final de la asignatura es el máximo entre la nota de evaluación ordinaria y la que se obtenga con la fórmula anterior, pero sustituyendo la nota global de teoría por la nota del examen de Reevaluación (es decir, 70% de la nota de la asignatura).

    Bibliografía

    Básico

    Web links

    Capacidades previas

    Tener nociones básicas de programación