ANX-PR/CL/ GUÍA DE APRENDIZAJE. ASIGNATURA Programacion concurrente y avanzada. CURSO ACADÉMICO - SEMESTRE Segundo semestre

Transcripción

1 ANX-PR/CL/ GUÍA DE APRENDIZAJE ASIGNATURA Programacion concurrente y avanzada CURSO ACADÉMICO - SEMESTRE Segundo semestre GA_61CI_ _2S_

2 Datos Descriptivos Nombre de la Asignatura Titulación Centro responsable de la titulación Semestre/s de impartición Materia Carácter Programacion concurrente y avanzada 61CI - Grado en Ingenieria de Computadores Cuarto semestre Programacion (ob) Obligatoria Código UPM Nombre en inglés Concurrent And Advanced Programming Datos Generales Créditos 6 Curso 2 Curso Académico Período de impartición Febrero-Junio Idioma de impartición Castellano Otros idiomas de impartición Requisitos Previos Obligatorios Asignaturas Superadas El plan de estudios Grado en Ingenieria de Computadores no tiene definidas asignaturas previas superadas para esta asignatura. Otros Requisitos El plan de estudios Grado en Ingenieria de Computadores no tiene definidos otros requisitos para esta asignatura. Conocimientos Previos Asignaturas Previas Recomendadas Taller de programacion Fundamentos de programacion Algoritmica y complejidad Programacion orientada a objetos Estructura de datos Otros Conocimientos Previos Recomendados Conocimietos sobre plataformas de desarrollo como Visual Studio o Eclipse GA_61CI_ _2S_

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4 Competencias CB5 - Conocimiento de la estructura, funcionamiento e interconexión de los sistemas informáticos, así como los fundamentos de su programación. CC14 - Conocimiento y aplicación de los principios fundamentales y técnicas básicas de la programación paralela, concurrente, distribuida y de tiempo real CT7 - Aprendizaje autónomo: El estudiante debe responsabilizarse de su propio aprendizaje, lo que le lleva a utilizar procesos cognitivos de forma estratégica y flexible, en función del objetivo de aprendizaje Resultados de Aprendizaje RA70 - Utiliza entornos y herramientas de desarrollo RA199 - dado un problema susceptible de ser paralelizable, escribe en un lenguaje de alto nivel una solución a dicho problema teniendo en cuenta el número de unidades de procesamiento existentes de manera local RA198 - Dado un problema en el que intervienen procesos concurrentes, escribe en un lenguaje de alto nivel una solución a dichos problema RA74 - Comprende los elementos de lenguajes de programación de distintos paradigmas RA197 - Dado un problema en el que intervienen procesos concurrentes, determina la mejor estrategia para la comunicación/sincronización de dichos procesos RA196 - Dado un objetivo de aprendizaje a corto plazo, identifica de forma autónoma los conocimientos y habilidades necesarios y establece un plan para lograrlo. El plan integra la selección de fuentes de información, métodos de búsqueda de la información oportuna, y criterios para sintetizar la información recopilada. RA200 - Dado un problema con cálculo distribuido, establece la topología y configuración de los nodos computacionales y escribe una solución distribuida en un lenguaje de alto nivel para dicho problema GA_61CI_ _2S_

5 Profesorado Profesorado Nombre Despacho Tutorías Perez Martinez, Jorge Enrique (Coordinador/a) D-4415 L - 11:00-13:00 L - 17:00-18:00 X - 13:00-14:00 X - 16:00-18:00 Nota.- Las horas de tutoría son orientativas y pueden sufrir modificaciones. Se deberá confirmar los horarios de tutorías con el profesorado. GA_61CI_ _2S_

6 Descripción de la Asignatura La asignatura está enfocada a tratar varios paradigmas de programación avanzados tal cual son la programación concurrente, programación paralela y programación distribuida. El desarrollo de la asignatura implica el estudio previo de los estudiantes de los materiales indicados por el profesor. Posteriormente, en el aula, se realiza una evaluación individual formativa sobre los contenidos estudiados para, a ción, y una vez despejadas las posibles dudas, pasar a realizar ejercicios prácticos sobre los contenidos estudiados. La "piedra de toque" de la metodología docente es el "aprender haciendo". Evaluación da y formativa, evaluación entre iguales y coevaluación, recogida de indicios de aprendizaje mediante e-portofolio y puesta en escena del aprendizaje c entradoen el estudiante. Los estudiantes utilizarán lenguajes de programación de última generación tal como C#, Scala y X10 para afrontar programación de sistemas altamente paralelos y distribuidos. Dichos lenguajes estarán alojados en plataformas como VisualStudio (.NET) o Eclipse. Temario 1. Programación Concurrente 1.1. Introducción 1.2. Exclusión mutua 1.3. Herramientas para gestionar la concurrencia 1.4. Interbloqueos 2. Programación Paralela 2.1. Programando con hebras. Soluciones clásicas 2.2. Programación básica paralela (for y foreach paralelo) 2.3. Programación asíncrona 2.4. Tareas vs Hebras. Patrones de programación 2.5. Programación con LINQ 2.6. Programación paralela con PLINQ 2.7. Colecciones Concurrentes (queues, stacks, bags, dictionaries) 2.8. Introducción a Rx GA_61CI_ _2S_

7 3. Programación Distribuida 3.1. Llamadas a métodos remotos (RPC) Programación distribuida con Remoting 3.3. Modos de vida en los objetos remotos 3.4. Limitaciones de los objetos remotos 3.5. La magia de los middleware 3.6. Aspect-Oriented Programming 3.7. Incorporación de AOP en los middleware actuales 3.8. Otros paradigmas: Actores 3.9. Otros paradigmas: Map/Reduce 4. Modelado en UML 4.1. Subestados paralelos 4.2. Diagramas de actividad 4.3. Clases activas 4.4. Diagramas de despliegue 4.5. Paso síncrono y asíncrono de mensajes GA_61CI_ _2S_

8 Cronograma Horas totales: 64 horas Horas presenciales: 64 horas (41%) Peso total de actividades de evaluación : 100% Peso total de actividades de evaluación sólo prueba final: 100% Semana Actividad Prensencial en Aula Actividad Prensencial en Otra Actividad Presencial Actividades Evaluación Semana 1 Semana 2 Semana 3 Semana 4 Semana 5 Presentación de la asignatura LM: Actividad del tipo Lección Magistral Introducción a la programación concurrente y a la exclusión mutua Duración: 01:00 Herramientas para gestionar la concurrencia (I) Herramientas para gestionar la concurrencia (II) Herramientas para gestionar la concurrencia (III) Herramientas para gestionar la concurrencia (IV) Preguntas cortas y ejercicios breves sobre los contenidos abordados (RA196, RA197, RA198) Duración: 01:00 Evaluación problemas a resolver con las Evaluación problemas a resolver con las Evaluación problemas a resolver con las Evaluación problemas a resolver con las Evaluación Semana 6 Programación básica paralela introducción a Visual Studio Semana 7 Programación con tareas y hebras Prácticas con tareas y hebras Resolución en laboratorios de problemas relacionados con tareas y hebras en programación paralela (RA70, RA74, RA199) Evaluación GA_61CI_ _2S_

9 Semana 8 Programación ccon PLINQ Prácticas con PLINQ Uso de PLINQ para resolver problemas de paralelismo (RA70, RA74, RA199) Evaluación Semana 9 Colecciones concurrentes Prácticas con Rx Practica en laboratorio sobre colecciones concurrentes (RA70, RA74, RA199) Evaluación Semana 10 Programación distribuida con RPC Prácticas con RPC Practica en laboratorio sobre RPC (RA70, RA74, RA200) Evaluación Semana 11 Ciclo de vida de los objetos remotos Prácticas con objetos remotos Practica en laboratorio sobre objetos remotos (RA70, RA74, RA200) Evaluación Semana 12 Middleware Prácticas con middleware Practica en laboratorio sobre middleware (RA70, RA74, RA200) Evaluación Semana 13 Programación Orientada a Aspectos en Middlewares Prácticas con AOP Practica con AOP y middleware (RA70, RA74, RA200) Evaluación Semana 14 Otros paradigmas: Actors, Map/Reduce Prácticas con Actor y Map/Reduce Practica con Actor y Map/Reduce (RA70, RA74, RA200) Evaluación Semana 15 Modelado en UML Prácticas con StarUML Practica con StarUML (RA70, RA74) Evaluación GA_61CI_ _2S_

10 Semana 16 Recuperaciones de actividades no superadas (RA70, RA74, RA196, RA197, RA198,RA199,RA200) Duración: 04:00 TI: Técnica del tipo Trabajo Individual Evaluación Semana 17 Evaluación final (RA70, RA74, RA196, RA197, RA198,RA199,RA200) Duración: 04:00 TI: Técnica del tipo Trabajo Individual Evaluación sólo prueba final Nota.- El cronograma sigue una planificación teórica de la asignatura que puede sufrir modificaciones durante el curso. Nota 2.- Para poder calcular correctamente la dedicación de un alumno, la duración de las actividades que se repiten en el tiempo (por ejemplo, subgrupos de prácticas") únicamente se indican la primera vez que se definen. GA_61CI_ _2S_

11 Actividades de Evaluación Semana Descripción Duración Tipo evaluación Técnica evaluativa Presencial Peso Nota mínima Competencias evaluadas 1 Preguntas cortas y ejercicios breves sobre los contenidos abordados (RA196, RA197, RA198) 01:00 Evaluación Sí 5% 5 / 10 CT7, CC14 2 problemas a resolver con las 02:00 Evaluación Sí 5% 5 / 10 3 problemas a resolver con las 02:00 Evaluación Sí 5% 5 / 10 4 problemas a resolver con las 02:00 Evaluación Sí 5% 5 / 10 5 problemas a resolver con las 02:00 Evaluación Sí 5% 5 / 10 CC14 7 Resolución en laboratorios de problemas relacionados con tareas y hebras en programación paralela (RA70, RA74, RA199) Sí 5% 5 / 10 CC14 8 Uso de PLINQ para resolver problemas de paralelismo (RA70, RA74, RA199) Sí 5% 5 / 10 CC14 9 Practica en laboratorio sobre colecciones concurrentes (RA70, RA74, RA199) Sí 5% 5 / 10 CB5, CC14 10 Practica en laboratorio sobre RPC (RA70, RA74, RA200) Sí 5% 5 / 10 CB5, CC14 11 Practica en laboratorio sobre objetos remotos (RA70, RA74, RA200) Sí 5% 5 / 10 CB5, CC14 12 Practica en laboratorio sobre middleware (RA70, RA74, RA200) Sí 5% 5 / 10 CB5, CC14 13 Practica con AOP y middleware (RA70, RA74, RA200) Sí 5% 5 / 10 CB5, CC14 14 Practica con Actor y Map/Reduce (RA70, RA74, RA200) Sí 5% 5 / 10 CB5, CC14 15 Practica con StarUML (RA70, RA74) Sí 5% 5 / Recuperaciones de actividades no superadas (RA70, RA74, RA196, RA197, RA198,RA199,RA200) 04:00 Evaluación TI: Técnica del tipo Trabajo Individual Sí 30% 5 / 10 CT7, CB5, CC14 17 Evaluación final (RA70, RA74, RA196, RA197, RA198,RA199,RA200) 04:00 Evaluación sólo prueba final TI: Técnica del tipo Trabajo Individual Sí 100% 5 / 10 CT7, CB5, CC14 Criterios de Evaluación La fecha límite para elegir solo evaluación final será a las dos semanas de comenzar las clases; es decir, el día 15 de febrero a las 14 horas. La evaluación es contínua, acumulativa y formativa. Los estudiantes tienen que entregar al menos el 85% de las tareas encomendadas. No todas las tareas suman nota a la calificación final. Habrá tanto pruebas individuales como de grupo. Para las GA_61CI_ _2S_

12 pruebas de grupo, y puesto que la estrategia formativa es el aprendizaje cooperativo, la nota del grupo será la del componente del mismo que responda a las cuestiones planteadas. La evaluación es formativa en cuanto que se discute en el aula las soluciones aportadas por los estudiantes sin intervención formativa previa del profesor. Es una vez puestas de manifiesto las carencias formativas del estudiante en un determinado tema que previamente ha estudiado y evaluado, cuando el profesor puede proceder a explicar aquellos aspectos que no han quedado claro o conceptos mal interpretados. Para la evaluación final el estudiante tendrá que superar una única prueba que valore los conocimientos que tiene de la asignatura. GA_61CI_ _2S_

13 Recursos Didácticos Descripción Tipo Observaciones Programación Concurrente Bibliografía Jorge Enrique Pérez Martínez. Editorial Rueda, Recursos web alojamiento moodle UPM de la asignatura 4401 Equipamiento para realizar las prácticas de la asignatura Recursos web Página principal del entorno Visual Studio Recursos web Página principal de la herramienta Papyrus sobre eclipse Recursos web Página principal de la herramienta StarUML 2 Otra Información La competencia transversal que desarrolla y evalúa la asignatura es el Aprendizaje Autónomo (CT7): "El estudiante debe responsabilizarse de su propio aprendizaje, lo que le lleva a utilizar procesos cognitivos de forma estratégica y flexible, en función del objetivo de aprendizaje". El nivel de desempeño es el uno y se describe como: "Dado un objetivo de aprendizaje a corto plazo, identifica de forma autónoma los conocimientos y habilidades necesarios y establece un plan para lograrlo. El plan integra la selección de fuentes de información, métodos de búsqueda de la información oportuna, y criterios para sintetizar la información recopilada". El proceso de desarrollo y evaluación ocurre durante la primera semana del curso. Se trata de que caractericen y establezcan diferencias entre la programación concurrente, paralela y distribuida. Para ello deben establecer un plan de aprendizaje indicando fuentes documentales, criterios de búsqueda y finalización de la misma así como síntesis de la información. Deben resolver el problema propuesto. A lo largo del curso se enfrentan a problema similares aunque no se pide tanto rigor en la descripción del proceso de aprendizaje. La evaluación de esta competencia supone un 5% de la calificación final de la asignatura. GA_61CI_ _2S_