Pla Docent de l Assignatura

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1 Pla Docent de l Assignatura Guia Docent Curs acadèmic: Nom de l assignatura: Arquitectura i Enginyeria de Computadors II Codi assignatura: Estudis: Enginyeria en Informàtica Crèdits: 4.5 Crèdits ECTS: 3.6 Hores de dedicació: 90 Professorat: David Llanos i Rafael Sebastián Grup: 1

2 Guia Docent 1. Dades descriptives de l assignatura Curs acadèmic: Nom de l assignatura: Arquitectura i Enginyeria de Computadors II Codi: Tipus d assignatura: Troncal Titulació / Estudis: Enginyeria en Informàtica / Nombre de crèdits: 4,5 Nombre d ECTS: 3,6 Nombre total d hores de dedicació a l assignatura: 90 Temporalització: - Curs: 3r - Tipus: trimestral - Període: 2n trimestre Coordinació: David Llanos Professorat: David Llanos y Rafael Sebastián Departament: Tecnologies de la Informació i les Comunicacions Grup: 1 Llengua de docència: castellà Edifici on s imparteix l assignatura: Campus de la Comunicació-Poblenou Horari: Grupo 1: Lunes: 10:30-12:30 Miércoles: 8:30-10:30 Viernes: 12:30-14:30 2

3 2. Presentación de la asignatura Arquitectura e Ingeniería de Computadores II amplía algunos de los temas estudiados en asignaturas anteriores, en particular la de Sistemas Operativos, con aspectos como la comunicación entre procesos y los sistemas operativos distribuidos. La asignatura incluye la implementación de servidores para sistemas distribuidos por lo que se también se estudian las características de arquitecturas de hardware orientadas a tipos concretos de aplicaciones. La asignatura tiene como principal objetivo estudiar los sistemas distribuidos, en particular el desarrollo de servicios distribuidos que cada vez son más importantes por el número de ordenadores involucrados en la implementación de algunas aplicaciones. Al final de la asignatura, los estudiantes serán capaces de: Implementar programas que permitan la comunicación entre múltiples procesos. Diseñar e implementar aplicaciones concurrentes. Implementar servidores (software) para sistemas distribuidos. Las actividades de aprendizaje se han dividido fundamentalmente en función de su tipología en varias categorías: sesiones de teoría: los profesores presentan una serie de conceptos y técnicas, además de ejemplos de su utilización. Los estudiantes deberán repasar fuera del aula los apuntes y sus notas para acabar de asimilar los contenidos. sesiones de seminario: los estudiantes deben resolver una serie de ejercicios, poniendo en práctica los conceptos y técnicas presentados en las sesiones de teoría. Estas actividades se comienzan en aulas (de ordenadores si es necesario), y deben completarse fuera del aula. sesiones de prácticas: los estudiantes deben resolver unos problemas de un tamaño mayor que los ejercicios antes citados, de forma que deben decidir qué conceptos y técnicas deben utilizar en cada caso. Estas actividades se comienzan en aulas de ordenadores, y deben completarse fuera del aula. 3. Prerrequisitos para el seguimiento del itinerario formativo Los conocimientos previos necesarios para el seguimiento de esta asignatura son los siguientes: Arquitectura de procesadores. Lenguaje Java. Principios de sistemas operativos. Conocimientos de redes de computadores. Se recomienda haber cursado Computadores I, II y III (12409, 12410, 12411), Sistemas Operativos (12414), Programación II (12407) e Introducción a las Redes de Ordenadores (12455). 3

4 4. Competencias de la asignatura El objetivo fundamental de esta asignatura es que los alumnos adquieran conocimientos de sistemas distribuidos y arquitecturas especializadas, así como ser capaces de desarrollar e implementar aplicaciones de comunicación entre múltiples procesos, aplicaciones concurrentes y servidores software para sistemas distribuidos. En este capítulo se detalla qué es lo que se espera que los estudiantes hayan aprendido al acabar la asignatura. En primer lugar, las competencias generales se refieren a habilidades no directamente relacionadas con los contenidos de la asignatura, sino al ámbito profesional de un informático. Las competencias específicas son las referidas a aspectos propios de la asignatura. 4.1 Competencias generales Instrumentales CG1: Capacidad de síntesis El estudiante ha de ser capaz de escribir soluciones con los elementos esenciales, de forma simple, elegante y lo más eficiente posible. CG2: Capacidad de análisis El estudiante ha de ser capaz de, a partir de un problema concreto, analizarlo y proponer soluciones adecuadas a dicho problema. CG3: Capacidad de gestionar la información El estudiante ha de ser capaz de buscar y analizar información de fuentes diversas. CG4: Inglés El estudiante debe conocer y usar el inglés. Interpersonales CG5: Capacidad de trabajo en equipo El estudiante ha de ser capaz de trabajar en equipo comunicándose de forma eficaz con sus compañeros y proponiendo soluciones conjuntas. CG6: Capacidad de crítica y autocrítica El estudiante ha de ser capaz de evaluar y auto evaluarse. Sistemáticas CG7: Capacidad para aplicar el conocimiento en la práctica El estudiante ha de ser capaz de aplicar los conocimientos adquiridos para resolver problemas concretos. CG8: Interés por la calidad El estudiante ha de ser capaz de documentar y expresarse correctamente. Asimismo, ha de ser capaz de escribir código y que sea eficiente y fácil de leer. 4.2 Competencias específicas CE1: Aplicaciones y servicios El estudiante ha de ser capaz de conocer y clasificar aplicaciones y servicios desde el punto de vista de hardware, redes y sistemas operativos. 4

5 CE2: Arquitecturas de software distribuidas El estudiante ha de ser capaz de conocer las principales arquitecturas de software distribuidas: C/S y P2P, así como diseñar e implementar aplicaciones utilizando estas tecnologías. CE3: Mecanismos de aplicaciones distribuidas El estudiante ha de ser capaz de conocer los diferentes tipos de comunicación entre procesos, así como los conceptos de sincronización, consistencia, replicación y sistemas de ficheros distribuidos. CE4: Arquitecturas de hardware distribuidas El estudiante ha de ser capaz de conocer arquitecturas de hardware especializadas (orientadas a aplicaciones y lenguajes) y distribuidas. 5. Objetivos de aprendizaje La asignatura tiene como principal objetivo estudiar los sistemas distribuidos, en particular el desarrollo de servicios distribuidos que cada vez son más importantes por el número de ordenadores involucrados en la implementación de algunas aplicaciones. Al final de la asignatura, los estudiantes serán capaces de: Implementar programas que permitan la comunicación entre múltiples procesos. Diseñar e implementar aplicaciones concurrentes. Implementar servidores (software) para sistemas distribuidos. 5

6 6. Evaluación 6.1 Criterios generales de evaluación Este curso evaluará las actividades de aprendizaje del alumno con una nota de 0 a 10. Para aprobar la asignatura, el alumno ha de obtener una nota final igual o superior a 5. La siguiente tabla resume la evaluación de las actividades de aprendizaje del alumno y el peso de las mimas en porcentaje sobre la nota final de la asignatura: Tipo de Evaluación Incidencia cualificación Agente de evaluación Agrupamiento % Obligatoria Optativa Docente Autoevaluación Coevaluación I PP PG GG Inicial Continuada Ejercicios Profesor X - teoría Continuada Examen Profesor X 20% parcial teoría Formativa Proyecto Profesor X 40% prácticas Final Examen final Profesor teoría X 40% La asignatura consta de dos partes principales: Fundamentos teórico-prácticos, que engloba las actividades relacionadas con las sesiones de teoría y de ejercicios (seminarios) Prácticas Fundamentos teórico-prácticos Habrá dos exámenes, uno a mitad de la asignatura y otro al final. El primero supone un 20% de la nota final de la asignatura (en primera convocatoria) y se centra en los bloques temáticos de las primeras sesiones de teoría y ejercicios. El segundo examen supone el 40% de la nota final de la asignatura (en primera convocatoria) y abarca cuestiones teórico-prácticas de todo el conjunto de la asignatura. En las sesiones de seminarios, el profesor irá revisando el trabajo de los estudiantes a lo largo del trimestre, y pedirá la entrega de un ejercicio al final de cada sesión (se puede entregar en el plazo de dos semanas, es decir, justo en el siguiente seminario). En función de dichas revisiones y entregas, se podrá subir (pero nunca bajar) la nota de la parte de fundamentos teórico-prácticos hasta 1 punto (la nota del examen final). Prácticas La nota de esta parte se obtiene a partir de la práctica de la asignatura. La nota del proyecto supondrá un 40% de la nota final de la asignatura. La evaluación del proyecto se hará siguiendo la división lógica de 3 bloques. Cada bloque tendrá un valor de un 25% de la nota del proyecto. El 25% restante se obtendrá de la nota del examen práctico. En cada bloque se valorará el trabajo de diseño e implementación (20%), el trabajo del líder (puntuación personal) y el informe entregado (5%). El examen de prácticas consistirá en una DEMO, en la cual, se explicará el proyecto oralmente (en pizarra) a los profesores de prácticas y teoría, y se mostrará el funcionamiento del sistema. El examen se hará en el aula de prácticas una vez terminado el período de clases del trimestre. Recuperación de Septiembre En el caso de no aprobar ambas partes en la primera convocatoria, solo se guardará para septiembre la nota de la práctica si esta es mayor o igual que 5. En caso contrario, habrá que volver a entregar la práctica. En esta segunda 6

7 convocatoria, la nota del examen supondrá un 60% de la nota final y la nota de la práctica un 40%. 6.2 Concreción Proyecto Se evaluará la resolución de una práctica en la que el estudiante podrá mostrar el grado de asimilación de los conceptos y competencias adquiridos durante la asignatura. En particular se evaluarán las competencias CE1 y CE2. La práctica consistirá en la resolución de un problema considerablemente complejo, incluyendo su análisis, diseño, la programación de una solución adecuada en lenguaje Java, su correcta documentación en diferentes memorias entregables en la que también se justificarán las decisiones adoptadas y su defensa y presentación final ante los profesores de la asignatura. Asimismo se valorarán las competencias generales definidas anteriormente. Examen parcial Se evaluará la comprensión y aplicación de los conceptos y técnicas adquiridos durante la primera mitad de la asignatura. En concreto se evaluarán las competencias CE1 y CE2. El método de evaluación consiste en un examen con cuestiones tipo test, preguntas teóricas y ejercicios prácticos. La evaluación tendrá lugar durante una de las sesiones de teoría. Examen final Se evaluará la comprensión y aplicación de los conceptos adquiridos a lo largo de toda la asignatura. En concreto se evaluarán las competencias CE1, CE2, CE3 y CE4. El método de evaluación consiste en un examen con cuestiones tipo test, preguntas teóricas y ejercicios prácticos. La evaluación tendrá lugar durante el período de exámenes. 7

8 7. Contenido 7.1 Bloques de contenido Bloque 1: Arquitecturas software Aplicaciones y servicios Arquitecturas distribuidas de software o Cliente Servidor Threads Procesos Eventos o P2P Estructurado No estructurado Búsqueda o Arquitecturas de 3 capas Comunicación entre procesos o Sockets o conectores Bloque 2: Arquitecturas hardware Paralelismo en hardware. o Paralelismo en un procesador o Multithreading o Hyperthreading Intel o Rendimiento de procesadores paralelos Arquitecturas especializadas o Orientadas a aplicaciones: Extensiones multimedia Intel MMX o Orientadas a lenguajes: Java Virtual Machine IJVM Arquitecturas paralelas o Multiprocesadores o Multicomputadores o Grid computing Bloque 3: Mecanismos de aplicaciones distribuidas Sistemas operativos distribuidos o Comunicación entre procesos Algoritmos distribuidos o Sincronización Relojes lógicos Relojes de vectores Exclusión mutua Elección de líder Transacciones o Consistencia y replicación Modelos de consistencia o Comunicación multimedia Protocolos multicast: Comunicación de grupo Protocolos de tiempo real o Sistemas de ficheros distribuidos NFS CODA HDFS (Hadoop) Aplicaciones de la Internet o DNS (Domain Name System): sistema de nombres o CDNs (Content Delivery Networks): red de distribución de contenido 8

9 8. Metodología de aprendizaje En esta sección se detalla la metodología del proceso de aprendizaje del estudiante. Esta información resulta de interés al estudiante porque le orienta sobre el modelo que se seguirá, así como sobre las actividades planificadas para aprender. Estas actividades suponen los siguientes ámbitos de dedicación: Presencial (en el aula) Dirigida (fuera del aula) Autónoma (fuera del aula) Actividades de aprendizaje en equipo 8.1. Sesiones de Teoría El alumno participará en las sesiones teóricas de forma presencial. Es decir, el alumno recibirá conocimientos impartidos por el profesor. En las sesiones de teoría todos los alumnos del grupo pueden estar presentes Seminarios El alumno desarrollará actividades de aprendizaje presenciales participativas. En las sesiones de seminario los alumnos se organizan y aprenden en equipo de trabajo. El objetivo de los seminarios es poder resolver las dudas de los estudiantes de una forma práctica. Están planificados de forma que los estudiantes apliquen en cada sesión los conocimientos adquiridos en las sesiones de teoría precedentes. En algunos casos, también será necesario aplicar conocimientos adquiridos de forma autónoma por el alumno. En cada sesión de seminario participarán únicamente los alumnos del subgrupo según el calendario Actividades de aprendizaje autónomo El alumno es responsable de adquirir de forma autónoma y no dirigida todos aquellos conocimientos y habilidades que considere de utilidad para el logro de los objetivos y competencias de esta asignatura. Algunas de las actividades propuestas por el profesor serán prerrequisitos para poder realizar las sesiones de seminarios. Por tanto, el alumno es responsable de preparar estas actividades si desea participar activamente en los seminarios que dependen de las mismas Actividades de aprendizaje en equipo Los estudiantes desarrollarán dos tipos de actividades en equipo: Resolución de problemas y ejercicios durante las sesiones de seminario. Desarrollo de un proyecto en las sesiones de prácticas. 9

10 9. Fuentes de información y recursos didácticos Este apartado incluye recursos de información procedentes de diversas fuentes, así como otros recursos docentes necesarios par el proceso de aprendizaje Fuentes de información para el aprendizaje. Bibliografía básica [TanSCO] A. Tanenbaum, "Structured Computer Organization", Prentice Hall, 5th Edition [TanDS] A. Tanenbaum, "Distributed Systems: Principles and Paradigms", Prentice Hall, 2nd Edition 9.2. Fuentes de información para el aprendizaje. Bibliografía complementaria [Stall] W. Stallings, "Computer Organization and Architecture", Prentice Hall [Comer] D. Comer, "Internetworking with TCP/IP", Prentice Hall [Stevens-UNIX] W. Richard Stevens, "UNIX Network Programming", Prentice Hall [Stevens-TCPIP] W. Richard Stevens, "TCP/IP Illustrated", Prentice Hall [CouSD] G. Coulouris, J. Dollimore, T. Kindberg, Sistemas Distribuidos. Conceptos y diseño, 3a Edición, Addison Wesley 9.3. Recursos didácticos. Material docente de la asignatura Web de la asignatura: Campus Global (Moodle) Apuntes Enunciado de la práctica (proyecto) Enunciados para las sesiones de seminarios 10