Ingeniería de Computadores

Transcripción

1 Ingeniería de Computadores Presentación de la intensicación Abril de 2015 Ingeniería de Computadores Abril de / 40

2 Agenda Introducción 1 Introducción 2 Perl de Administración de Sistemas Administración de Sistemas Operativos y Redes Administración Avanzada de Sistemas Operativos Administración Avanzada de Redes 3 Perl de Informática Industrial Informática Industrial Robótica y Control por Ordenador Sistemas Empotrados y de Tiempo Real 4 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Metodología de la Programación Paralela Programación de Arquitecturas Multinúcleo Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Diseño y Estructura Interna de un Sistema Operativo Ingeniería de Computadores Abril de / 40

3 Generalidades Introducción Esta intensicación se centra en las siguientes áreas de la ingeniería informática: Arquitectura de computadores. Programación paralela. Sistemas operativos y redes. Informática industrial. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

4 Generalidades Introducción Esta intensicación se centra en las siguientes áreas de la ingeniería informática: Arquitectura de computadores. Programación paralela. Sistemas operativos y redes. Informática industrial. Centrándonos en arquitecturas masivamente paralelas de alto rendimiento y para aplicaciones multimedia. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

5 Generalidades Introducción Esta intensicación se centra en las siguientes áreas de la ingeniería informática: Arquitectura de computadores. Programación paralela. Sistemas operativos y redes. Informática industrial. Para las arquitecturas anteriormente mencionadas y para clústers de multiprocesadores. Usando OpenMP, MPI, OpenCL y CUDA. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

6 Generalidades Introducción Esta intensicación se centra en las siguientes áreas de la ingeniería informática: Arquitectura de computadores. Programación paralela. Sistemas operativos y redes. Informática industrial. Cubriendo aspectos avanzados de administración e implementación. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

7 Generalidades Introducción Esta intensicación se centra en las siguientes áreas de la ingeniería informática: Arquitectura de computadores. Programación paralela. Sistemas operativos y redes. Informática industrial. Viendo técnicas de control industrial y robótica. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

8 Asignaturas Introducción Obligatorias Administración de Sistemas Operativos y Redes Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Diseño y Estructura Interna de un Sistema Operativo Sistemas Empotrados y de Tiempo Real Administración Avanzada de Redes Administración Avanzada de Sistemas Operativos Optativas Metodología de la Programación Paralela Informática Industrial Robótica y Control por Ordenador Programación de Arquitecturas Multinúcleo 1 er cuatrimestre 1 er cuatrimestre 1 er cuatrimestre 1 er cuatrimestre 2 o cuatrimestre 2 o cuatrimestre 1 er cuatrimestre 1 er cuatrimestre 2 o cuatrimestre 2 o cuatrimestre Ingeniería de Computadores Abril de / 40

9 Introducción Perles profesionales 1 Administración de Sistemas. Administración de Sistemas Operativos y Redes, Administración Avanzada de Sistemas Operativos, Administración Avanzada de Redes. 2 Informática Industrial. Informática Industrial, Robótica y Control por Ordenador, Sistemas Empotrados y de Tiempo Real. 3 Programación paralela y Arquitectura de Computadores. Metodología de la programación Paralela, Programación de Arquitecturas Multinúcleo, Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco, Diseño y Estructura de Sistemas Operativos. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

10 Perl de Administración de Sistemas Agenda 1 Introducción 2 Perl de Administración de Sistemas Administración de Sistemas Operativos y Redes Administración Avanzada de Sistemas Operativos Administración Avanzada de Redes 3 Perl de Informática Industrial Informática Industrial Robótica y Control por Ordenador Sistemas Empotrados y de Tiempo Real 4 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Metodología de la Programación Paralela Programación de Arquitecturas Multinúcleo Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Diseño y Estructura Interna de un Sistema Operativo Ingeniería de Computadores Abril de / 40

11 Perl de Administración de Sistemas Perl de Administración de Sistemas ¾Qué es un Administrador de Sistemas? Profesional que tiene la responsabilidad de diseñar, implantar, administrar, monitorizar, inventariar, planicar y asegurar el correcto funcionamiento de un sistema informático. Roles profesionales de un Administrador de Sistemas: Administrador del S.O. Administrador de redes Analista de sistemas Administrador de seguridad Auditor de sistemas Gerente de Proyectos Consultor Alta demanda laboral Ingeniería de Computadores Abril de / 40

12 Perl de Administración de Sistemas Perl de Administración de Sistemas Asignaturas asociadas a Administración de Sistemas: Administración de Sistemas Operativos y Redes (C1). Administración Avanzada de Sistemas Operativos (C2). Administración Avanzada de Redes (C2). Oferta de diversos Trabajos Fin de Grado para completar la formación: Monitorización de Redes Privadas Virtuales. Servicios de Acceso Remoto para dispositivos móviles (Android, iphone, ipad). Evaluación de la Seguridad de las Redes Wi. Desarrollo y aplicación de nuevas herramientas de administración. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

13 Perl de Administración de Sistemas Administración de Sistemas Operativos y Redes Administración de Sistemas Operativos y Redes Objetivos formativos: Proporcionar a los estudiantes los conocimientos básicos para administración de sistemas. Contenidos: Conguración IP de hosts y routers. Administración de redes VLAN. Administración de NAT, rewall y proxies. Gestión y monitorización de la red. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

14 Perl de Administración de Sistemas Administración de Sistemas Operativos y Redes Administración de Sistemas Operativos y Redes Contenidos: Gestión de las comunicaciones en Linux: NFS y NIS. Administración de Windows Server Administración y conguración de Active Directory. Gestión de cuentas en Active Directory. Gestión y conguración de directivas de grupo. Administración de sistemas de cheros. Otros aspectos de la administración. Para más información: Félix García Clemente <fgarcia@um.es> Ingeniería de Computadores Abril de / 40

15 Perl de Administración de Sistemas Administración Avanzada de Sistemas Operativos Administración Avanzada de Sistemas Operativos Objetivos formativos: proporcionar al alumno los conocimientos necesarios para realizar una administración ecaz de servicios, usuarios y recursos en sistemas que deben ofrecer disponibilidad permanente. Fomentar actitudes y aptitudes compatibles con los estándares internacionales más difundidos. Ámbitos: Servidores web y de bases de datos. Supercomputadores. Redes, servicios de directorio, etc. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

16 Perl de Administración de Sistemas Administración Avanzada de Sistemas Operativos Administración Avanzada de Sistemas Operativos Contenidos: Instalación y mantenimiento. Gestión de identidades. Monitorización del rendimiento. Sistemas de almacenamiento. Copias de seguridad. Virtualización. Para más información: Eduardo Salvador Iniesta Soto <einiesta@um.es> Ingeniería de Computadores Abril de / 40

17 Perl de Administración de Sistemas Administración Avanzada de Redes Administración Avanzada de Redes Objetivos formativos: proporcionar a los estudiantes los conocimientos necesarios para la gestión y administración avanzada de redes desde un punto de vista aplicado y práctico. Contenidos: Gestión y monitorización de redes. Arquitecturas de gestión. Frameworks y herramientas. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

18 Perl de Administración de Sistemas Administración Avanzada de Redes Administración Avanzada de Redes Contenidos Administración de redes privadas virtuales (VPN). Conexiones PPP y servicio de acceso remoto. Redes privadas virtuales seguras. Administración de servicios de Internet. Servicio de correo electrónico. Servicio Web y de cheros. Seguridad en la red. Auditoría de la Seguridad. Sistemas de detección de intrusos. Administración de redes Wi. Conguración de esquemas de red. Soluciones AAA: Radius, 802.1x. Seguridad en redes wi. Para más información: Félix García Clemente <fgarcia@um.es> Ingeniería de Computadores Abril de / 40

19 Agenda Perl de Informática Industrial 1 Introducción 2 Perl de Administración de Sistemas Administración de Sistemas Operativos y Redes Administración Avanzada de Sistemas Operativos Administración Avanzada de Redes 3 Perl de Informática Industrial Informática Industrial Robótica y Control por Ordenador Sistemas Empotrados y de Tiempo Real 4 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Metodología de la Programación Paralela Programación de Arquitecturas Multinúcleo Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Diseño y Estructura Interna de un Sistema Operativo Ingeniería de Computadores Abril de / 40

20 Perl de Informática Industrial Informática industrial Informática Industrial Esta asigntura pretende que el alumno alcance competencias en informática industrial. Se introducirá al alumno en sistemas de eventos discretos, automatización industrial y control. Siempre centrados en las aplicaciones industriales. Tema 1: Señales y sistemas de eventos discretos y temporales. Tema 2: Sistemas de control por ordenador. Tema 3: Automatización industrial. Tema 4: Sistemas de supervisión, control y adquisición de datos. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

21 Perl de Informática Industrial Informática Industrial Informática industrial Tema 1: Señales y sistemas de eventos discretos y temporales Es un tema mayoritariamente práctico. Se trabajará sobre todo a nivel de simulación. Se utilizará el software ARENA. Simularemos eventos discretos y a partir de la simulación sacaremos conclusiones. Tema 2: Sistemas de control por ordenador. Un ejemplo: Decidir cuantas cajas tendremos que abrir a una hora determinada en el supermercado para atender a los clientes. Es un tema más teórico, con una carga matemática importante. Utilizaremos el software Matlab. Un ejemplo: Deducir la ecuación matemática que aplicaremos a un sistema de control para que consiga mantener la temperatura constante de un horno, independientemente de las perturbaciones. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

22 Perl de Informática Industrial Informática Industrial Informática industrial Tema 3: Automatización industrial. Conocer el autómata programable industrial, sus características y sus lenguajes de programación. Conocer todos los dispositivos utilizados en la automatización industrial. Tema 4: Sistema de supervisión, control y adquisición de datos. También llamados SCADAs. Conocer como funcionan y sus características. Utilización en la automatización industrial. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

23 Perl de Informática Industrial Informática industrial Informática Industrial Evaluación: Examen teórico más una evaluación de prácticas. Esta última parte dependerá mucho de los alumnos matriculados. Para más información: Miguel Moreno Cava Ingeniería de Computadores Abril de / 40

24 Per l de Informática Industrial Robótica y Control por Ordenador Robótica y Control por Ordenador Visión general y conceptos fundamentales que en la práctica resulten útiles para entender muchos de los trabajos relacionados con la Ingeniería de Sistemas y Automática. Enfocada al per l profesional de trabajo en la industria con objeto de proveer al alumno de conocimientos útiles para ampliar su campo de acción profesional Ingeniería de Computadores Abril de / 40

25 Perl de Informática Industrial Robótica y Control por Ordenador Robótica y Control por Ordenador En la parte de Robótica se abordan conocimientos básicos acerca de la robótica dentro del ámbito de aplicación industrial. Cinemática Directa. Cinemática Inversa. Control y Programación de Robots. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

26 Perl de Informática Industrial Robótica y Control por Ordenador Robótica y Control por Ordenador En la parte de Control por Ordenador se trata el control automático en general y el control regulatorio más en particular. Representación de Sistemas Dinámicos. Principios Básicos de la Realimentación. Diseño de Sistemas de Control Digital. Para más información: Miguel Moreno Cava <mimoreno@um.es> Ingeniería de Computadores Abril de / 40

27 Perl de Informática Industrial Sistemas Empotrados y de Tiempo Real Sistemas Empotrados y de Tiempo Real En esta asigntura se introducirá al alumno las particularidades que presentan los Sistemas Empotrados, en tanto a las decisiones de diseño HW/SW que conllevan y al manejo de sensores de E/S de diversas características, y Sistemas de Tiempo Real en donde nos centraremos en todo referente a la gestión de procesos y recursos, así como en la importancia de la noción de tiempo y de la tolerancia a fallos en este tipo de sistemas. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

28 Per l de Informática Industrial Sistemas Empotrados y de Tiempo Real Sistemas Empotrados y de Tiempo Real prácticas En cuanto a las, el objetivo de las mismas serán aplicar los conocimientos vistos en teoría diseñando un sistema empotrado. Para ello utilizaremos la plataforma arduino (o similar) para construir y programar pequeños robots autónomos. Para más información: Antonio Flores Gil <a ores@um.es> Ingeniería de Computadores Abril de / 40

29 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Agenda 1 Introducción 2 Perl de Administración de Sistemas Administración de Sistemas Operativos y Redes Administración Avanzada de Sistemas Operativos Administración Avanzada de Redes 3 Perl de Informática Industrial Informática Industrial Robótica y Control por Ordenador Sistemas Empotrados y de Tiempo Real 4 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Metodología de la Programación Paralela Programación de Arquitecturas Multinúcleo Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Diseño y Estructura Interna de un Sistema Operativo Ingeniería de Computadores Abril de / 40

30 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Metodología de la Programación Paralela Metodología de la Programación Paralela Motivación: fundamentos de programación paralela, válido para: Sistemas: Portátiles y PCs: dual, quad, hexa... Redes de ordenadores y clústers. Supercomputadores: Marenostrum del Centro de Paralelismo de Barcelona. Ben-Arabí del Centro de Supercomputación de Murcia. GPUs... Problemas de: Gran dimensión y complejidad (meteorología, simulaciones moleculares, análisis ADN... ). Tiempo real. Cluster sol, Grupo CCPP Paralelismo Supercomputador Ben-Arabí, CSM-FPCM Ingeniería de Computadores Abril de / 40

31 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Metodología de la Programación Paralela Metodología de la Programación Paralela Contenido: 1 Modelos de programación paralela. Modelos computacionales. 2 Modelos de programación paralela. Paradigmas de programación paralela. 3 Programación en memoria compartida: OpenMP, prácticas de OpenMP. 4 Programación en memoria distribuida: MPI, prácticas de MPI. 5 Análisis de algoritmos paralelos. 6 Diseño de programas paralelos. 7 Esquemas algorítmicos paralelos. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

32 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Metodología de la Programación Paralela Metodología de la Programación Paralela Evaluación: Dos exposiciones. Prácticas de programación con OpenMP y MPI. Laboratorio de Computación Cientíca y Programación Paralela: 1 quad+gpu Gforce 112 cores. 2 hexa con GPUs Gforce 1024 cores. Multicore de 24 cores+gpu tesla 448 cores. Cluster de 5 nodos con un total de 16 cores. Utilización ocasional de recursos del Concurso Español de Programación Paralela: Para más información: Domigo Giménez Cánovas <domingo@um.es> y Ingeniería de Computadores Abril de / 40

33 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Programación de Arquitecturas Multinúcleo Programación de Arquitecturas Multinúcleo Motivación: Los procesadores actuales presentan arquitecturas múltinúcleo: Intel i3/i5/i7, AMD Phenom II X2/4/6, IBM Power 7... Ya existen procesadores con 8 o más núcleos (Xeon E5 46xx, AMD MagnyCours) Esta tendencia no va a desaparecer. Por otro lado, las tarjetas grácas (GPUs) ofrecen mayor rendimiento pico que las CPUs y pueden utilizarse para la resolución de algunos problemas (GPGPU). Por ejemplo: Intel Core i7: NVIDIA Geforce GTX 580: 55 Gops y 25.6 GB/s 1581 Gops y GB/s Nos dirigimos hacia entornos heterogéneos en los que será necesario conocer de la arquitectura subyacente para aprovechar estas prestaciones. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

34 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Programación de Arquitecturas Multinúcleo Programación de Arquitecturas Multinúcleo Contenido: La asignatura será eminentemente práctica y estará dividida en dos partes diferenciadas: Programación de tarjetas NVIDIA con CUDA. Programación de entornos heterogéneos (multicores+gpus) con OpenCL Utilizaremos una máquina Quadcore con una tarjeta Tesla C Ingeniería de Computadores Abril de / 40

35 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Programación de Arquitecturas Multinúcleo Programación de Arquitecturas Multinúcleo Objetivos: Aprender a programar en CUDA y en OpenCL. Enseñar a utilizar patrones de diseño paralelos para resolver un problema. Obtener el máximo rendimiento de las actuales arquitecturas multinúcleo, así como de las GPUs. Para más información: Javier Cuenca Muñoz <jcuenca@um.es> Ingeniería de Computadores Abril de / 40

36 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Tema 1: Introducción. Tema 2: Extensiones Multimedia en Procesadores de Propósito General. Tema 3: Arquitecturas Multimedia. Tema 4: Sistemas de Ficheros para Multimedia. Tema 5: Sistemas de Comunicaciones Multimedia. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

37 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Tema 2: Extensiones Multimedia en Procesadores de Propósito General. MMX y SSE: Intel. 3Dnow: AMD. AltiVec: PowerPC. VIS: Sun. MAX: HP. MDMX: MIPS. Comparativa. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

38 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Tema 3: Arquitecturas Multimedia. DSP: Arquitectura típica. Procesadores multimedia. La familia TRIMEDIA (PHILIPS). SONY/TOSHIBA Emotion Engine (Playstation 2). GameCube de NINTENDO. XBOX de Microsoft, PlayStation 3, XBOX-360 y Wii. Arquitectura Multimedia del PC: Procesamiento de grácos, vídeo y audio. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

39 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Tema 4: Sistemas de Ficheros para Multimedia. Introducción. Paradigmas de Sistemas de Ficheros Multimedia. Colocación de Archivos Multimedia. Uso de Cachés. Planicación de Procesos Multimedia. Planicación de disco para Multimedia. Sistemas de cheros Multimedia. Sistemas de cheros convencionales. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

40 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Prácticas: Optimización de aplicaciones multimedia. Extensiones Multimedia (Intel/AMD). Programación de un DSP (Teléfono móvil) o una tarjeta gráca (GPU). Grupos de 2 personas. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

41 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Arquitecturas Multimedia y de Propósito Especíco Evaluación: Teoría (50 %) y prácticas (50 %) La nota de cada parte aprobada se guarda hasta febrero. Imprescindible aprobar cada una de las partes Alternativa de evaluación continua: Examen teoría 20 % (Opcional) Tipo Test y Problemas Trabajo opcional 40 % Documentación (20 %), presentación (10 %), defensa (10 %) Prácticas 20 % (Obligatorio) Trabajos en clase (20 %) Presentación, resumen, trabajos en grupo, cuestiones, etc. Para más información: Gregorio Bernabé García <gbernabe@um.es> Ingeniería de Computadores Abril de / 40

42 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Diseño y Estructura Interna de un Sistema Operativo Diseño y Estructura Interna de un Sistema Operativo Objetivos formativos: Conocer las diversas posibilidades que existen a la hora de diseñar un sistema operativo. Comprender el funcionamiento de distintas técnicas avanzadas para la construcción eciente de los diferentes subsistemas de un sistema operativo: procesos, memoria, cheros, E/S y seguridad. Comprender el diseño y el funcionamiento de un sistema operativo microkernel. Ser capaces de modicar, o añadir, componentes de un sistema operativo. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

43 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Diseño y Estructura Interna de un Sistema Operativo Diseño y Estructura Interna de un Sistema Operativo Contenidos: Diseño de Sistemas Operativos. Arquitectura de sistemas operativos. Gestión avanzada de procesos. Gestión avanzada de memoria. Sistemas de cheros avanzados. Gestión avanzada de E/S. Seguridad y protección avanzada. Ingeniería de Computadores Abril de / 40

44 Perl de Progr. Paralela y Arq. de Computadores Diseño y Estructura Interna de un Sistema Operativo Diseño y Estructura Interna de un Sistema Operativo Oferta de diversos Trabajos Fin de Grado para completar la formación: Mejorar el rendimiento, la abilidad y la disponibilidad de un sistema operativo. Desarrollo de nuevos planicadores de E/S o mejora de planicadores existentes. Ampliación de sistemas de cheros, incluyendo nuevas características.... Para más información: Juan Piernas Cánovas <piernas@um.es> Ingeniería de Computadores Abril de / 40