OBJETIVOS
El objetivo de esta asignatura es dar a conocer arquitecturas diferentes a las clásicas, especialmente en el ámbito de las arquitecturas paralelas. Se estudiarán con especial interés los procesadores segmentados, los computadores vectoriales, los multiprocesadores y los multicomputadores con sus problemas asociados
PRERREQUISITOS
Se supone que el alumno que aborda esta asignatura dispone de unos conocimientos elementales sobre estructura de computadores.
CONTENIDOS
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CONCEPTOS GENERALES
- 1.1 Necesidad del paralelismo
- 1.2 Concepto de paralelismo
- 1.3 Limitaciones del paralelismo
- 1.3.1 Rendimiento de los computadores paralelos
- 1.3.2 Ley de Amdahl
- 1.3.3 Ley de Gustafson
- 1.3.4 Dependencias
- 1.4 Tipos de paralelismo
- 1.4.1 Paralelismo implícito
- 1.4.2 Paralelismo explícito: clasificación de Flynn
- 1.5 Problemática planteada
- 1.6 Características de las máquinas paralelas
- 1.7 Aplicaciones del proceso paralelo
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PROCESADORES SEGMENTADOS
- 2.1 Introducción y definiciones
- 2.2 Rendimiento de los procesadores segmentados
- 2.3 Clasificación de los procesadores segmentados
- 2.4 Conflictos y sus tipos
- 2.5 Control de conflictos
- 2.5.1 Conflictos estructurales
- 2.5.2 Conflictos por dependencias de datos
- 2.5.3 Conflictos de control
- 2.6 Procesadores segmentados y arquitectura RISC
- 2.7 Procesadores superescalares y supersegmentados
- 2.8 Segmentación en procesadores VLIW
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PROCESADORES VECTORIALES
- 3.1 Introducción y definiciones
- 3.2 Procesamiento vectorial
- 3.3 Segmentación y procesadores vectoriales
- 3.4 Arquitectura de los procesadores vectoriales
- 3.5 Rendimiento de los procesadores vectoriales
- 3.6 Características de los lenguajes para proceso vectorial
- 3.7 Compiladores para procesadores vectoriales
- 3.8 Ejemplos reales de computadores vectoriales
- 3.8.1 El Cray-1 de Cray Research
- 3.8.2 El Cyber-205 de Control Data
- 3.8.3 El IBM-3090
- 3.8.4 El Earth Simulator
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REDES DE INTERCONEXIÓN
- 4.1 Introducción.
- 4.2 Rendimiento de las sistemas de comunicación entre procesadores
- 4.2.1 Modelo básico: dos procesadores con comunicación total entre los procesos
- 4.2.2 Modelo extendido: n procesadores con comunicación total entre los procesos
- 4.2.3 Modelo lineal en el tiempo de comunicaciones
- 4.2.4 Modelo óptimo
- 4.2.5 Conclusiones
- 4.3 Características de las redes de interconexión
- 4.4 Elementos de conmutación (switches)
- 4.5 Permutaciones y funciones de intercambio
- 4.6 Clasificación de las redes de interconexión
- 4.6.1 Redes de interconexión estáticas
- 4.6.2 Redes de interconexión dinámicas
- 4.6.3 Resumen comparativo
- 4.7 Métodos de encaminamiento
- 4.7.1 Encaminamiento en redes hipercubo
- 4.7.2 Encaminamiento en redes omega
- 4.7.3 Encaminamiento en redes delta
- 4.7.3 Encaminamiento en redes de línea base
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5 LA MEMORIA EN LOS SISTEMAS PARALELOS
- 5.1 Organizaciones de memoria para los multiprocesadores
- 5.2 Memorias entrelazadas
- 5.2.1 Acceso S
- 5.2.2 Acceso C
- 5.2.3 Acceso C/S
- 5.3 Memorias tolerantes a fallos
- 5.4 Coherencia caché
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6 SISTEMAS TOLERANTES A FALLOS
- 6.1 Conceptos generales sobre tolerancia a fallos
- 6.2 Causas de los fallos
- 6.3 Caracterización de los fallos
- 6.4 Filosofías de diseño para combatir los fallos
- 6.5 Redundancia
- 6.5.1 Redundancia hardware
- 6.5.2 Redundancia software
- 6.5.3 Redundancia informacional
- 6.5.4 Redundancia en el tiempo
- 6.6 Métodos de evaluación de sistemas tolerantes a fallos
EVALUACIONES PREVISTAS
Examen ordinario en junio y extraordinario en septiembre. Ambos exámenes
serán escritos.
BIBLIOGRAFÍA
- Ortega, J et. al.: Arquitectura de Computadores, Thomson, 2005
- Hwang, K.: Advanced Computer Architecture: Parallelism, Scalability, Programmability, McGraw-Hill, 1993.
- Stone, H.S.: High-performance Computer Architecture, 3a. edición, Addison-Wesley, 1993.
-
Stallings, W.,Computer Organization and Arquitecture: Designing for
Performance, 7a. edición, Prentice-Hall, 2005.
Existe traducción al castellano: Organización y arquitectura de computadores, 7a. edición, Prentice-Hall, 2006. - Hwang, K.-Briggs, F.A.: Computer Architecture and Parallel Processing,
McGraw-Hill, 1984.
Existe traducción en castellano: Arquitectura de computadoras y procesamiento paralelo, McGraw-Hill, 1988. - Abd-El_Barr, M.: Design and analysis of reliable and fault-tolerant computer systems Imperial College Press, 2007
- Johnson, B.W.: Design and Analysis of Fault Tolerant Digital Systems, Addison Wesley, 1989.