BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACION

Transcripción

1 Programa Educativo (PE): Ingeniería en Ciencias de la Computación Área: Ciencias de la Computación Programa de Asignatura: Programación Concurrente y Paralela Código: CCOM-252 Créditos: 5 Fecha: 1 de Junio

2 1. DATOS GENERALES Nivel Educativo: Licenciatura Nombre del Programa Educativo: Ingeniería en Ciencias de la Computación Modalidad Académica: Mixta Nombre de la Asignatura: Programación Concurrente y Paralela Ubicación: Nivel Formativo Correlación: Asignaturas Precedentes: Asignaturas Consecuentes: Conocimientos, habilidades, actitudes y valores previos: Estructuras de Datos Sistemas Operativos II, Programación Distribuida Conocimientos De la sintaxis de un lenguaje de programación. De análisis y diseño de Algoritmos. De estructuras de Datos Habilidades Creatividad en la búsqueda de soluciones a problemas concretos. Capacidad creativa y analítica, inteligencia práctica, perseverancia y compromiso social. Capacidad de observación, iniciativa y disposición al trabajo en equipo. Habilidad para la lectura y comprensión de textos. Para el desarrollo de Aplicaciones en algún lenguaje de Programación. Actitudes y valores Una actitud favorable para adquirir nuevos conocimientos y realizar innovaciones. Aplicar los conocimientos adquiridos en problemas reales. De respeto y empatía con las personas. 2

3 De honestidad y responsabilidad en la entrega de trabajos. De liderazgo y humanismo. Actitud participativa. Empatía, apertura al dialogo, comprensión y tolerancia hacia la diversidad cultural. 2. CARGA HORARIA DEL ESTUDIANTE Concepto Horas teoría y práctica Actividades bajo la conducción del docente como clases teóricas, prácticas de laboratorio, talleres, cursos por internet, seminarios, etc. (16 horas = 1 crédito) Horas por periodo Teorías Prácticas Total de horas por periodo Número de créditos Horas de práctica profesional crítica. Servicio social, veranos de la investigación, internado, estancias, ayudantías, proyectos de impacto social, etc. (50 horas = 1 crédito) Horas de trabajo independiente. En donde se integran aprendizajes de la asignatura y tiene como resultado un producto académico ejem. exposiciones, recitales, maquetas, modelos tecnológicos, asesorías, ponencias, conferencias, congresos, visitas, etc. (20 horas = 1 crédito) Total REVISIONES Y ACTUALIZACIONES Autores: Rafael De la Rosa Flores Leticia Mendoza Alonso Carmen Cerón Garnica Graciano Almanza Cruz Darnes Vilariño Ayala Hilda Castillo Zacatelco Mireya Tovar Vidal Luis Enrique Colmenares Guillén Mario Anzures García Beatriz Beltrán Martínez Mario Rossainz López José Andrés Vázquez Flores Mariano Larios Gómez 3

4 Fecha de diseño: Fecha de la última actualización: 1 de Junio 2009 Rafael De la Rosa Flores Leticia Mendoza Alonso Carmen Cerón Garnica Graciano Cruz Almanza Darnes Vilariño Ayala Hilda Castillo Zacatelco Mireya Tovar Vidal Luis Enrique Colmenares Guillén Revisores: Mario Anzures García Beatriz Beltrán Martínez Erika Vera Cervantes Marco Antonio Soriano Miguel Rodríguez Hernández Yalú Galicia Hernández Pedro Bello López Yolanda Moyao Martínez Laura Cuayahuitl Romero De acuerdo al nuevo modelo de enseñanza aprendizaje Minerva y al desarrollo de la disciplina Sinopsis de la revisión y/o actualización: computacional, ha sido necesario adecuar el anterior plan de estudios 4. PERFIL DESEABLE DEL PROFESOR (A) PARA IMPARTIR LA ASIGNATURA: Disciplina profesional: Nivel académico: Experiencia docente: Experiencia profesional: Ciencias de la computación Maestría Mínima de 2 años Mínima de 1 año 5. OBJETIVOS: 5.1 Educacional El estudiante será capaz de desarrollar diferentes aplicaciones utilizando programación concurrente y paralela, aplicando técnicas de sincronización de procesos en ambientes concurrentes y paralelos, a través del trabajo en equipo de manera colaborativa, responsable, honesta y comprometido con su aprendizaje. 5.2 General: El estudiante desarrollará aplicaciones concurrentes y paralelas. 4

5 5.3 Específicos: El estudiante será capaz de: Identificar los conceptos de programación concurrente, programación paralela, distribuida, y en tiempo real. Identificar la Especificación Formal de sistemas concurrentes. Implementar algoritmos que permitan la especificación formal de sistemas concurrentes. Implementar algoritmos que permitan el manejo de las regiones críticas. Reconocer los conceptos básicos de programación paralela. Utilizar los mecanismos de comunicación mediante paso de mensajes para el desarrollo de aplicaciones en paralelo. 5

6 6. MAPA CONCEPTUAL DE LA ASIGNATURA: 6

7 7. CONTENIDO Unidad 1 Objetivo Específico Introducción Identificar los conceptos de programación concurrente, programación paralela, distribuida, y de tiempo real. Contenido Temático/Actividades de aprendizaje 1.1 Concepto de Concurrencia 1.2 Exclusión Mutua y Sincronización 1.3 Corrección en Sistemas Concurrentes 1.4 Consideraciones sobre el Hardware 1.5 Sistemas Distribuidos 1.6 Sistemas de Tiempo Real 1.7 Procesamiento Paralelo Básica Ben-Ari,M.(1990). Concurrent and Distributed Programming. (3ra edición). España. Prentice Hall Burns, A. & Davis, G. (1993) Concurrent Programming. (2da Edición) España. Prentice Hall Bibliografía Complementaria Gregory R. Andrews. (2000). Foundations of Multithreaded, Parallel, and Distributed Programming. México. Addison-Wesley 7

8 Unidad 2 Especificación Formal de Sistemas Concurrentes Objetivo Específico Identificar la Especificación Formal de sistemas concurrentes. Contenido Temático/Actividades de aprendizaje 2.1 Concepto y Utilidad de la Especificación Formal. 2.2 Redes de Petri. 2.3 Definición y Modelo. 2.4 Condiciones de Corrección. 2.5 Modelado de Sistemas Concurrentes. 2.6 Redes para wait, signal, etc. 2.7 Tratamiento matemático del modelo. Básica Murata, T. (1999) Petri Nets: Properties, Analysis and Applications. España. Prentice Hall Bibliografía Complementaria MIchael G. Hinchey and Stephen A.Jarvis.(1995) Concurrent Systems: Formal Development in CSP. McGraw Hill Book Company. Unidad 3 Sistemas con memoria común Objetivo Específico Implementar algoritmos que permitan la especificación formal de sistemas concurrentes. Implementar algoritmos que permitan el manejo de las regiones críticas. Contenido Temático/Actividades de aprendizaje 3.1 El Problema de la Exclusión Mutua 3.2 Concepto de Sección Crítica 3.3 Refinamiento Sucesivo 3.4 Algoritmo de Dekker 3.5 Algoritmos de Peterson, Hyman, Knuth y Kesell 3.6 Exclusión Mutua para N procesos 3.7 Exclusión Mutua mediante Hardware 3.8 Semáforos, Regiones Críticas y Monitores Básica Ben-Ari,M.(1990). Concurrent and Distributed Programming. (3ra edición). España. Prentice Hall Burns, A. & Davis, G. (1993) Concurrent Programming. (2da Edición) España. Prentice Hall Bibliografía Complementaria Gregory R. Andrews. (1991).Concurrent Programming Principles and Practice. The Benjamin /Cummings Publishing Company. Kay A. Robbins. Steven Robbins.(1997).Unix Programación Práctica. Guía para la concurrencia, la comunicación y los multihilos. Prentice Hall 8

9 Unidad 4 Introducción a la Programación Paralela Objetivo Específico Reconocer los conceptos básicos de programación paralela Contenido Temático/Actividades de aprendizaje 4.1 Concepto de Programación Paralela 4.2 Arquitecturas paralelas: clasificación de Flynn 4.3 El Modelo PRAM 4.4 Computadores MIMD Básica MIchael J. Quinn.(1994). Parallel Computing. Theory and Practice. (Second Edition). McGraw- Hill. Bibliografía Complementaria Selim G. Akl (1992). Diseño y Análisis de Algoritmos Paralelos. RA- MA. Prentice Hall Unidad 5 Técnicas de Diseño de Programas en Paralelo mediante el modelo de paso de mensajes. Objetivo Específico Utilizar los mecanismos de comunicación mediante paso de mensajes para el desarrollo de aplicaciones en paralelo Contenido Temático/Actividades de aprendizaje 5.1 Análisis y diseño de algoritmos en Paralelo (particionamiento, aglutinamiento, mapeo, agrupamiento) 5.2 Programación básica utilizando paso de mensajes 5.3 Programación con MPI 5.4 Programación con PVM Básica MIchael J. Quinn.(1994). Parallel Computing. Theory and Practice. (Second Edition). McGraw- Hill. Bibliografía Complementaria Selim G. Akl(1992). Diseño y Análisis de Algoritmos Paralelos. RA-MA. Prentice Hall 9

10 8. CONTRIBUCIÓN DEL PROGRAMA DE ASIGNATURA AL PERFIL DE EGRESO Unidad Unidad 1. introducción Unidad 2. Especificación Formal de Sistemas Concurrentes. Unidad 3. Sistemas con memoria común Unidad 4.Introducción a la Programación Paralela Unidad 5.Técnicas de Diseño de Programas en Paralelo mediante el modelo de paso de mensajes. Conocer los conceptos fundamentales de la programación concurrente y paralela, y las diferencias entre estas y la programación en tiempo real y distribuida Identificar los elementos que distinguen formalmente a la programación concurrente Perfil de egreso (anotar en las siguientes tres columnas a qué elemento(s) del perfil de egreso contribuye esta asignatura) Conocimientos Habilidades Actitudes y valores Para investigar, analizar y Trabajo en equipo. sintetizar los elementos Participación activa. fundamentales de los diferentes Apertura al dialogo. paradigmas de programación. Responsabilidad y solidaridad. Conocer el concepto de exclusión mutua y los algoritmos que permiten el tratamiento de la misma. Identificar el concepto de Programación Paralela, las arquitecturas paralelas clasificadas por Flynn, el modelo PRAM y las Computadoras MIMD Identificar cuando un problema puede ser paralelizado Desarrollar el formalismo para implementar especificaciones formales de lenguajes concurrentes Analizar los problemas y diseñar el algoritmo de solución utilizando el concepto de exclusión para uno y varios procesos y el concepto de región crítica, mediante la utilización de semáforos y monitores. Desarrollar aplicaciones paralelas Diseñar algoritmos paralelos y realizar la programación de los mismos mediante modelo de paso de mensajes Trabajo en equipo. Participación activa. Apertura al dialogo. Responsabilidad y solidaridad. Trabajo en equipo. Participación activa. Apertura al dialogo. Responsabilidad y solidaridad. Trabajo en equipo. Participación activa. Apertura al dialogo. Responsabilidad y solidaridad. Trabajo en equipo. Participación activa. Apertura al dialogo. Responsabilidad y solidaridad. 10

11 9. ORIENTACIÓN DIDÁCTICO-PEDAGÓGICA. Estrategias a-e Técnicas a-e Recursos didácticos Estrategias de aprendizaje: Técnicas Materiales: Lectura y comprensión, grupales, Proyectores, Reflexión, de debate, TICs, Comparación, del diálogo, Plumón y pizarrón, Resumen. de problemas, de estudio de casos, Estrategias de enseñanza: cuadros sinópticos, ABP, mapas conceptuales, Aprendizaje activo, para el análisis, Aprendizaje cooperativo, comparación, Aprendizaje colaborativo, síntesis, Basado en el descubrimiento. mapas mentales, lluvia de ideas, Ambientes de aprendizaje: analogías, Aula, portafolio, Laboratorio, exposición. Simuladores. Plataformas 10. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Criterios Porcentaje Exámenes 30% Participación en clase 5% Tareas 15% Exposiciones Simulaciones Trabajos de investigación y/o de intervención Prácticas de laboratorio 20% Visitas guiadas Reporte de actividades académicas y culturales Mapas conceptuales Portafolio Proyecto final 30% Otros Total 100% 11

12 11. REQUISITOS DE ACREDITACIÓN Estar inscrito oficialmente como alumno del PE en la BUAP Haber aprobado las asignaturas que son pre-requisitos de ésta Aparecer en el acta El promedio de las calificaciones de los exámenes aplicados deberá ser igual o mayor que 6 Cumplir con las actividades propuestas por el profesor 12