GRADO EN INFORMÁTICA CURSO 2011/2012. Arquitectura de Computadores

Transcripción

1 GRADO EN INFORMÁTICA CURSO 2011/2012 Asignatura: Código: Arquitectura de Computadores IIN126

2 Asignatura: IIN126 Arquitectura de Computadores Formación: Básica Créditos ECTS: 6 Curso: 4º Semestre: 1º Profesor: Juan Antonio Maestro Curso académico: REQUISITOS PREVIOS Haber cursado las asignaturas Estructura y Tecnología de Computadores I y Estructura y Tecnología de Computadores II. Será necesario consultar bibliografía y analizar textos en Inglés, por lo que es preciso tener conocimientos de este idioma. 2. BREVE DESCRIPCIÓN DE CONTENIDOS Procesamiento segmentado. Arquitecturas avanzadas. Optimización de rendimiento y coste. Planificación estática y dinámica. Predicción especulativa de saltos. El objetivo de la asignatura se centra en que el alumno tome contacto con las distintas posibilidades de mejora aplicables a arquitecturas monoprocesador. De esta manera, se estudiarán los efectos sobre el coste y rendimiento del sistema, se presentará el concepto de segmentación y de paralelismo a nivel de instrucción, y se introducirá el procesamiento vectorial, como muestra de paralelismo a nivel de datos. 3. COMPETENCIAS QUE ADQUIERE EL ESTUDIANTE Y RESULTADOS DEL APRENDIZAJE Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender los conocimientos relativos a Arquitecturas de Computación Avanzadas, así como aplicar esos conocimientos a problemas concretos de segmentación y de planificación tanto estática como dinámica. Que los estudiantes tengan la capacidad para reunir los datos necesarios para el análisis de parámetros de rendimiento, aplicando juicios y criterios que dirijan el proceso de diseño a arquitecturas cada vez más eficientes. Que los estudiantes puedan transmitir los conceptos básicos de segmentación, análisis de rendimiento y propuestas de mejora, utilizando 2

3 con soltura los conceptos e ideas adquiridos en esta materia. Que hayan desarrollado habilidades de aprendizaje que les permitan emprender las asignaturas posteriores relacionadas en caso de optar por un Máster en Computación o similar, con un alto grado de autonomía. 4. ACTIVIDADES FORMATIVAS Y METODOLOGÍA Clases de teoría y problemas: (1.8 créditos ECTS) Lección magistral que se complementa con la resolución de problemas y ejemplos por parte del profesor. Se reforzará la idea de rendimiento en el sistema para orientar la asignatura a aplicaciones prácticas de optimización y a problemas concretos de segmentación y planificación. Trabajo de asignatura. (0.5 créditos ECTS). Los alumnos realizarán y entregarán un trabajo concreto, propuesto por el profesor. El trabajo consistirá en la investigación de algún tema de última generación sobre arquitecturas avanzadas, en el que se demostrarán los conocimientos adquiridos y la capacidad crítica desarrollada durante el curso. Tutorías: (0.6 créditos ECTS) Consulta al profesor por parte de los alumnos sobre la materia. Estudio individual: (3.1 créditos ECTS) Trabajo individual del alumno. 5. SISTEMA DE EVALUACIÓN 5.1. Convocatoria Ordinaria: Asistencia y Participación 10% Prácticas y Trabajos Escritos 10% Examen Parcial 15% Examen Final 65% 5.2. Convocatoria Extraordinaria: Prácticas y Trabajos Escritos 20% Examen Final 70% 5.3. Restricciones: Es imprescindible la entrega de todos los trabajos considerados como obligatorios, tanto para la convocatoria ordinaria, como para la extraordinaria, así como obtener una calificación mínima de 4 puntos en todos y cada uno de ellos. Es también necesario el obtener la calificación de 4.5 o superior en el examen para poder realizar la media con los otros conceptos. 3

4 Los trabajos considerados como obligatorios deberán entregarse en el plazo marcado en el enunciado de los mismos, no aceptándose aquéllos presentados después de dicha fecha. El examen parcial no libera material. 4

5 6. BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA BÁSICA - J.L. Hennessy, D.A. Patterson. Computer Architecture: A Quantitative Approach. McGraw-Hill. - K. Hwang. Advanced Computer Architecture. Parallelism, Scalability, Programmability. McGraw-Hill, BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA - D. Culler, J.P. Singh, A. Gupta. Parallel Computer Architecture: A Hardware/Software Approach. Morgan Kaufmann Publishers, Inc., D. Sima, T. Fountain, P. Kacsuk. Advanced Computer Architectures: A Design Space Approach. Addison Wesley, S. Brawer. "Introduction to Parallel Programming". John Wiley and Sons, LOCALIZACIÓN DEL PROFESOR Dr. D. Juan Antonio Maestro Departamento de Ingeniería Informática Despacho jmaestro@nebrija.es Web: Tfno: Extensión

6 8. CONTENIDO DETALLADO DE LA ASIGNATURA GRADO: Ingeniería Informática ASIGNATURA: Arquitectura de Computadores CRÉDITOS ECTS: 6 CURSO: 4º SEMESTRE: 1º Sesiones de teoría, práctica y evaluación continua Estudio individual y trabajos del alumno Horas presenciales Introducción a la Arquitectura de Computadores 1,5 Horas estudio Métricas de Rendimiento (I) Ejercicios de rendimiento Métricas de Rendimiento (II). Benchmarks Unidades Funcionales Segmentadas I: Métricas Unidades Funcionales Segmentadas II: Tablas de Reserva y Estudio de la Latencia Ejercicios de segmentación Unidades Funcionales Segmentadas III: Optimización de la Planificación Presentación de la Arquitectura DLX: Formatos de instrucción Segmentación a nivel de Instrucción. Riesgos estructurales Ejercicios de planificación estática Riesgos de datos Riesgos de control Extensión de la segmentación para operaciones multiciclo EXAMEN PARCIAL Segmentación avanzada: Paralelismo a nivel de Instrucción. 1,5 2,5 Planificación dinámica I: Marcador (Scoreboard) Ejercicios de planificación dinámica Planificación dinámica II: El algoritmo de Tomasulo Planificación dinámica III: Predicción de saltos Procesadores Superescalares y VLIW Ejercicios de Superescalares Presentación de las Arquitecturas Vectoriales Procesadores Vectoriales: Técnicas de Aceleración Evaluación del Rendimiento de los Procesadores Ejercicios de Procesadores Vectoriales Vectoriales Técnicas de optimización de código mediante vectorización Introducción a la Arquitecturas Paralelas 1,5 1,0 Ejercicios Ejercicios Ejercicios Resolución de problemas Ejercicios Ejercicios Presentación de trabajos Preparación de la presentación Presentación de trabajos Evaluación final ordinaria y extraordinaria Preparación del examen 1,5 10,0 Tutorías 15 Trabajo final 12,5 72,5 77,5 TOTAL HORAS 150,0 6