Fundamentos de los Computadores

• Profesorado
• Horas semanales
• Competencias
• Objetivos
• Contenidos
• Actividades
• Metodología docente
• Método de evaluación
• Bibliografía
• Web links
• Capacidades previas

Profesorado

Responsable

• Javier Verdu Mula ( )

Otros

• Xavier Martorell Bofill ( )

Horas semanales

Competencias

Competencias Transversales

Transversales

• CT2 [Avaluable] - Sostenibilidad y Compromiso Social. Conocer y comprender la complejidad de los fenómenos económicos y sociales típicos de la sociedad del bienestar; tener capacidad para relacionar el bienestar con la globalización y la sostenibilidad; lograr habilidades para utilizar de forma equilibrada y compatible la técnica, la tecnología, la economía y la sostenibilidad.
• CT3 [Avaluable] - Comunicación eficaz oral y escrita. Comunicarse de forma oral y escrita con otras personas sobre los resultados del aprendizaje, de la elaboración del pensamiento y de la toma de decisiones; participar en debates sobre temas de la propia especialidad.
• 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.

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.
• CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
• CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía

Competencias Técnicas

Específicas

• CE03 - Identificar i aplicar els procediments algorítmics bàsics de les tecnologies informàtiques per a dissenyar solucions a problemes, analitzant la idoneïtat i complexitat dels algorismes proposats.
• CE05 - Analizar y evaluar la estructura y arquitectura de los computadores, así como los componentes básicos que los conforman.
• CE06 - Identificar las características, funcionalidades y estructura de los Sistemas Operativos y diseñar e implementar aplicaciones basadas en sus servicios.
• CE07 - Interpretar las características, funcionalidades y estructura de los Sistemas Distribuidos, las Redes de Computadores e Internet y diseñar e implementar aplicaciones basadas en ellas.
• CE11 - Identificar y aplicar los principios fundamentales y técnicas básicas de la programación paralela, concurrente, distribuida y de tiempo real.
• CE19 - 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.
• CE28 - Planificar, concebir, desplegar y dirigir proyectos, servicios y sistemas en el ámbito de la inteligencia artificial, liderando su puesta en marcha y su mejora continua y valorando su impacto económico y social.

Competencias Técnicas Genéricas

Genéricas

• CG2 - Utilizar los conocimientos fundamentales y metodologías de trabajo sólidas adquiridos durante los estudios para adaptarse a los nuevos escenarios tecnológicos del futuro.
• CG3 - Definir, evaluar y seleccionar plataformas hardware y software para el desarrollo y la ejecución de sistemas, servicios y aplicaciones informáticas en el ámbito de la inteligencia artificial.
• CG4 - Razonar, analizando la realidad y diseñando algoritmos y formulaciones que la modelen. Identificar problemas y construir soluciones algorítmicas o matemáticas válidas, eventualmente nuevas, integrando el conocimiento multidisciplinar necesario, valorando distintas alternativas con espíritu crítico, justificando las decisiones tomadas, interpretando y sintetizando los resultados en el contexto del dominio de aplicación y estableciendo generalizaciones metodológicas a partir de aplicaciones concretas.
• CG5 - Trabajar en equipos y proyectos multidisciplinares relacionados con la inteligencia artificial y la robótica, interactuando fluidamente con ingenieros/as y profesionales de otras disciplinas.
• CG8 - Observar un ejercicio ético de la profesión en todas sus facetas, aplicando criterios éticos en el diseño de sistemas,algoritmos, experimentos, utilización de datos, de acuerdo con los sistemas éticos recomendados por los organismos nacionales e internacionales, con especial énfasis en seguridad, robustez, privacidad, transparencia, trazabilidad, prevención de sesgos (de raza, género, religión, territorio, etc.) y respeto a los derechos humanos.
• CG9 - Afrontar nuevos retos con una visión amplia de las posibilidades de la carrera profesional en el ámbito de la Inteligencia Artificial. Desarrollar la actividad aplicando criterios de calidad y mejora continua, y actuar con rigor en el desarrollo profesional. Adaptarse a los cambios organizativos o tecnológicos. Trabajar en situaciones de carencia de información y/o con restricciones temporales y/o de recursos.

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: CB1, CE03,
   Subcompetences:
   • Realización de operaciones básicas
   • Desde la representación de datos básicos hasta formatos avanzados
2. Conocer la arquitectura de un procesador basado en el modelo Von Neumann, así como también sus componentes principales
   Competencias relacionadas: CG2, CG3, CT3, CB4, CE05, CE11,
   Subcompetences:
   • Entender el coste y consumo de energía en la ejecución de una instrucción
   • Jerarquí de memoria y sus propiedades, en especial la localidad
   • Paralelismo con SIMD
3. Conocer el espacio de lógico de memoria, desde cómo se utiliza hasta cómo se gestionan algunos contenidos
   Competencias relacionadas: CB4, CE19,
   Subcompetences:
   • Utilización y gestión de libreries en la memoria
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: CG4, CG9, CB5, CE06, CE11,
   Subcompetences:
   • Sistema de ficheros y E/S
   • Gestión de memória y procesos
5. Conocer el proceso para crear y depurar un programa, així com les seves necessitats
   Competencias relacionadas: CG9, CB5, CE03,
6. Capacidades para discutir y contrastar la resolución de problemas y ejercicios prácticos
   Competencias relacionadas: CE28, CG5, CG8, CT2, CT6, CB4, CE06, CE07,
7. Entender la relación de la asignatura con el campo de la IA
   Competencias relacionadas: CG9, CB1,

Contenidos

1. Introducción de la asignatura
   Se hace una breve introducción a la asignatura, sobre qué temas tratará y su relación con el campo de la IA
2. Representación de Datos
   Este tema presentará tipos de representación de datos de diferentes niveles de complejidad, sus limitaciones y la implementación de operaciones básicas
3. Arquitectura del Procesador
   Introducción de la arquitectura de procesador, basada en el modelo de Von Neumann, y sus componentes
4. Jerarquía de Memoria
   Presentación de las propiedades de la jerarquía de memoria, especialmente los conceptos de localidad y reutilización, y el posible impacto que puede tener en el rendimiento y consumo de energía
5. Introducción del paralelismo basado en SIMD
   Introducción del concepto y aspectos básicos del paralelismo mediante SIMD
6. Implicaciones de ejecutar una instrucción
   Descripción de las implicaciones a nivel de coste, posibles cuellos de botella y consumo de energía, desde el punto de vista de la arquitectura, ante la ejecución de una instrucción
7. Espacio Lógico de Memoria
   Presentación de los puntos clave para entender el propósito, construcción, utilitzación y gestión del espacio lógico de memoria
8. Introducción de las librerías
   Presentación del concepto y propósito tras las librerías así como su gestión desde el punto de vista del espacio de memoria lógico
9. Generación de Ejecutables
   Introducción de los procesos de compilación e interpretación, incluyendo el proceso de depuración. Comparación de necesidades y limitaciones de los ejecutables generados
10. Impacto de los Sistemas Operativos en el rendimiento y consumo de energía
    Qué son los Sistemas Operativos y sus aspectos clave que impactan en el rendimiento y consumo de energía del sistema
11. Componentes básicos de los Sistemas Operativos
    Presentación de los subsistemas de E/S y Sistema de Ficheros del Sistema Operativo, a nivel de utilización desde el punto de vista de programador de aplicaciones. Además, también se presentan aspectos de la gestión de memoria

Actividades

Actividad Acto evaluativo

Metodología docente

Método de evaluación

Bibliografía

Básica:

• Computer systems : a programmer's perspective - Bryant, Randal E; O'Hallaron, David, Pearson, 2016. ISBN: 9781292101767
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991004062589706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca

Web links

• Documentació de l'assignatura https://docencia.ac.upc.edu/FIB/GIA/FC/

Capacidades previas