Computación concorrente, paralela e distribuída

O principal obxectivo desta materia é a adquisición dos coñecementos necesarios para desenvolver códigos que aproveiten de forma óptima o hardware dispoñible. Para iso, estudarase a interrelación entre o software do sistema operativo e o hardware sobre o que se executa. Tamén se profundará en diferentes modelos de sistemas paralelos que utilicen memoria concorrente, compartida e distribuída, así como no uso de aceleradores hardware. Por último, traballarase na comprensión dos mecanismos dispoñibles para analizar o rendemento deste tipo de códigos co obxectivo de optimizar a súa eficiencia.

A materia dividirase nos seguintes temas:

Tema 1: Introdución ás paradigmas de computación.
Tema 2: Fundamentos de computación concorrente.
Tema 3: Programación de sistemas paralelos de memoria compartida e distribuída.
Tema 4: Introdución aos aceleradores Hardware.
Tema 5: Análise e optimización de rendemento.

Básica:
- Zaccone, G. (2019). Python parallel programming cookbook. Packt Publishing Ltd.
- Lanaro, G., Nguyen, Q., & Kasampalis, S. (2019). Advanced Python Programming: Packt Publishing Ltd.

Complementaria:
- Georg Hager, Gerhard Wellein. Introduction to High Performance Computing for Scientists and Engineers, 1st edition, 2011.
- Zaccone, G. (2015). Python parallel programming cookbook. Packt Publishing Ltd.
- John L. Hennessy, David A. Patterson. Computer Architecture. A Quantitative Approach, 6th edition, Morgan Kaufmann, 2017.
- Tanenbaum, Andrew S. (2009) Sistemas operativos modernos. Pearson Educación.
- T.G. Mattson, B.A. Sanders and B.L. Massingill, Patterns for Parallel Programming, Addison-Wesley, 2005.
- Kirk, D. B., & Wen-mei, W. H. (2013). Programming massively parallel processors: a hands-on approach. Morgan Kaufmann Publishers.
- PATTERSON, David A., HENNESSY John L. Computer Organization and Design. The Hardware/Software Interface, 5ª edición. Morgan Kaufmann, 2014, ISBN-13: 978-0124077263.
- P. Pacheco, "An Introduction to Parallel Programming", Morgan Kaufmann Publishers, 2011.

O alumnado adquirirá os conceptos e mecanismos básicos necesarios para a programación eficiente en sistemas de memoria compartida e distribuída de aplicacións orientadas á Intelixencia Artificial.

A continuación detállanse as competencias específicas que se deben adquirir durante o estudo desta materia, que poden ser consultadas na memoria do Grao en Intelixencia Artificial da USC:

5.5.1.5.1 BÁSICAS E XENERAIS
CG2 - Capacidade para resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, autonomía e creatividade.
CG5 - Capacidade para concibir novos sistemas computacionales e/ou avaliar o rendemento de sistemas existentes, que integren modelos e técnicas de intelixencia artificial.
CB2 - Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo.
CB5 - Que os estudantes desenvolvesen aquelas habilidades de aprendizaxe necesarias para emprender estudos posteriores cun alto grao de autonomía
5.5.1.5.2 TRANSVERSAIS
TR3 - Capacidade para crear novos modelos e solucións de forma autónoma e creativa, adaptándose a novas situacións. Iniciativa e espírito emprendedor.
5.5.1.5.3 ESPECÍFICAS
CE5 - Comprender e aplicar os principios e técnicas básicas da programación paralela e distribuída para o desenvolvemento e execución eficiente das técnicas de intelixencia artificial.
CE6 - Capacidade para realizar a análise, deseño, implementación de aplicacións que requiran traballar con grandes volumes de datos e na nube de forma eficiente
CE4 - Coñecer a estrutura, organización, funcionamento e interconexión dos sistemas informáticos (computador, sistemas operativos e redes de computadores).

A materia ten un enfoque teorico/práctico mediante a combinación de clases expositivas, onde se introducirán principalmente os conceptos teóricos, e interactivas, enfocadas á realización de actividades de caracter eminentemente práctico para asentar os conceptos presentados nas sesións expositivas.

Durante as sesións expositivas o profesorado apoiarase no uso de encerado e sistemas multimedia para desenvolver os contidos fundamentais de cada un dos temas da materia. Introduciranse os contidos suficientes para poder afrontar a realización das prácticas da materia e superar o exame necesario para aprobar a materia. Nestas sesións traballaranse especialmente as competencias CG5, CB2, CE5 e CE4.

As sesións interactivas desenvolvésense de forma individual ou en grupos reducidos e estarán enfocadas ao traballo activo do alumnado en practícas ou proxectos propostos para superar a parte de avaliación continua da materia. Nestas sesións, o persoal docente guiará a aprendizaxe dos alumnos e resolverá as dúbidas expostas polos mesmos. Estas sesións servirán para adquirir as competencias CG2, CB2, TR3, CE5 e CE6.

Farase uso da aula virtual para facilitar o material utilizado durante a asginatura, así como material de apoio ou complementario. A aula virtual será tamén o único medio de entrega válido para as actividades propostas que requiran de entregables en formato electrónico para a súa avaliación.

A avaliación da materia dividirase en dúas partes, avaliación continua e exame final, cuxo peso será do 50% da nota final cada unha. Para superar a materia deberá obterse a cualificación de aprobado en cada unha destas partes.

Avaliación continua

O 50% da cualificación final obterase mediante a participación/entrega das actividades de avaliación continua propostas durante a materia. Cada unha das actividades propostas terá unha data de finalización específica despois da cal se considerará como non realizada.

A asistencia ás clases de laboratorio no horario asignado será obrigatoria cando estea planificada a realización dalgunha actividade cuxa avaliación se vaia a realizar durante o trascurso da sesión. Estas sesións serán programadas e notificadas coa antelación suficiente.

As actividades de avaliación continua poden incluír, entre outras, a realización de exercicios en grupos reducidos, presentación de informes de actividades realizadas ou avaliación mediante tests de seguimento. É condición imprescindible para aprobar a materia alcanzar a nota mínima nesta parte, que non poderá substituírse pola realización dun exame final de prácticas.

Nesta parte da avaliación valoraránse principalmente as competencias CG2, CB2, TR3, CE5 y CE6.

Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o recollido na "Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de calificacións".

Oportunidade ordinaria

Realizarase un exame teórico e/ou de resolución de problemas, na data oficialmente desginada para ese efecto, no que se avaliarán fundamentalmente as competencias CG5, CB2, CE5 y CE4. Para aprobar a materia será necesario alcanzar a cualificación de aprobado neste exame.

Oportunidade extraordinaria de recuperación

Realizarase un exame teórico e/ou de resolución de problemas nas mesmas condicións que na oportunidade ordinaria. Para a nota de avaliación continua manterase a nota alcanzada na oportunidade ordinaria.

Condición de non presentado

A cualificación "Non Presentado" asignarase á persoa que non realice o exame teórico en ningunha das oportunidades e non entregase máis dunha das actividades de avaliación continua.

Alumnado repetidor

O alumnado repetidor será avaliado nas mesmas condicións que o de primeira convocatoria.

A distribución estimada de horas da materia divídese en 20 horas de actividade presencial dedicadas a sesións expositivas e de 30 de laboratorio para as sesións interactivas. Considérase tamén 1 hora de tutorización individual do alumnado.

Ademais, estímase un esforzo de traballo autónomo de 99 horas, dedicado á revisión bibliográfica, estudo autónomo e desenvolvemento das actividades programadas na materia.

Tal e como se establece na memoria da titulación, é un requisito recomendado para a realización desta materia cursar previamente as materias Introdución aos Computadores, Programación I e Programación II.

Recoméndase tamén a asistencia ás clases de docencia expositiva e interactiva así como o estudo continuado da materia, realizando un esforzo activo na procura de materiais, realización de exercicios e resolución das prácticas ou proxectos propostos.

Utilizarase o campus virtual da USC para toda a docencia, publicación de material, guións de prácticas e entregas de traballos.

O idioma preferente para a impartición das clases expositivas e interactivas é o castelán. Parte do material e bibliografía empregados na materia poden estar en inglés.