La computación paralela es una forma de cómputo en la que muchas instrucciones se ejecutan simultáneamente, operando sobre el principio de que problemas grandes, a menudo se pueden dividir en unos más pequeños, que luego son resueltos simultáneamente (en paralelo). Hay varias formas diferentes de computación paralela: paralelismo a nivel de bit, paralelismo a nivel de instrucción, paralelismo de datos y paralelismo de tareas.

El paralelismo se ha empleado durante años, sobre todo en la computación de altas prestaciones, pero el interés en ella ha crecido últimamente debido a la evolución tecnológica donde cada vez es mas común encontrar procesadores multinucleo y sistemas de multiples procesadores, esto por las límitaciones físicas que han impedido el aumento de frecuencia de los procesadores. Éstas limitaciones incluyen el consumo de energía –y por consiguiente la generación de calor– de las computadoras constituye una preocupación en los últimos años.

La computación en paralelo se ha convertido en el paradigma dominante en la arquitectura de computadores, principalmente en forma de procesadores multinúcleo o "multicore"

Unidad I. Conceptos básicos

Unidad II. Arquitecturas paralelas

Unidad III. Balance de Carga

Unidad IV. Memoria Compartida

Unidad V. Memoria Distribuida

Unidad I. Conceptos básicos (6hrs teoría - 6hrs práctica)

• Definición de proceso y estado del mismo
• Paradigma de la programación en paralelo
• Modelos de arquitectura (MIMD, SIMD, SISD, MISD)
• Cómputo paralelo y programación en paralelo
• Memoria compartida y distribuida
  

Unidad II. Arquitecturas paralelas (6hrs teoría - 6hrs práctica)

• Sistemas de Arquitectura (SMP, MPP, COW, DSM)
• Modelos de acceso a memoria (UMA, NUMA, COMA, NORMA)
• Ley de Amdhal
• Ley de Gustafson
• Técnicas de algoritmos paralelos (PRAM, APRAM, C3)
  

Unidad III. Balance de carga (4hrs teoría - 4hrs práctica)

• Medición de balance de carga
• Asignación dinámica de procesos
• Balanceo de carga dinámico, robusto y no centralizado
  

Unidad IV. Memoria compartida (12hrs teoría - 12hrs práctica)

• Java
  • Hilos
  • Sincronización
    
    
• Computo paralelo
  • Semáforos, Monitores
  • Clase observer y observable
    
    
• OpenMP
  • Hilos básicos en C, POSIX
  • Uso del pragma
  • Selección de un procesador para ejecutar cierta tarea
  • Manejo de eventos (scheduler)
  • Bloqueo
    
    
• C#
  • Hilos
  • Task Parallel Library
  • Task-based Asynchronous Pattern
  • BackgroundWorker
  • Bloqueo
    

Unidad V. Memoria compartida y distribuida (12hrs teoría - 12hrs práctica)

• MPI
  • Comunicar datos entre dos procesos
  • Realizar operaciones de comunicación entre grupos de procesos
  • Crear tipos arbitrarios de datos
    
    
• Programación para procesadores vectoriales
  • Arquitectura escalar y arquitectura vectorial
  • Organizaciones y Segmentación
  • Cinco organizaciones del procesador vectorial
  • Compilación vectorial

Métodos de enseñanza-aprendizaje:

• Descriptivo
• Analítico
• Deductivo

Técnicas de aprendizaje:

• Individuales
• Laboratorio
• Estudio de casos

Actividades de aprendizaje:

• Prácticas de laboratorio
• Ejercicios en casa y tareas
• Casos prácticos

Recursos didácticos a utilizar:

• Pintarrón
• Cañón
• Equipo de cómputo

• 30% Prácticas
• 50% Proyecto particular para cada framework
  
• 10% Mapas conceptuales
• 10% Actividades en clase

Libro

Using OpenMP―The Next Step: Affinity, Accelerators, Tasking, and SIMD (Scientific and Engineering Computation)

Van Der Pas, Ruud. Terboven, C (2017) MIT Press No. Ed 1

ISBN: 978-0262534789

Libro

Using Mpi: Portable Parallel Programming with the Message-Passing Interface

Gropp, William. Lusk, Ewing. S (2014) The MIT Press No. Ed 3

ISBN: 978-0262527392

Libro

Programación Asíncrona con C#: Manual de estudiante

Muñoz Serafín, Miguel (2017) MVP - Most Valuable Proff No. Ed 1

ISBN: 978-1549913112

Libro

An Introduction to Parallel Programming

Pacheco, Peter (2011) Morgan Kaufmann Publisher No. Ed 1

ISBN: 978-0123742605

Libro

Java Threads and the Concurrency Utilities

Friesen, Jeff (2015) Apress No. Ed 1

ISBN: 978-1484216996

Libro

C++ Concurrency in Action: Practical Multithreading

Williams, Anthony (2012) Manning Publications No. Ed 1

ISBN: 978-1933988771

Libro

Seven Concurrency Models in Seven Weeks: When Threads Unravel (The Pragmatic Programmers)

Butcher Paul (2014) Pragmatic Bookshelf No. Ed 1

ISBN: 978-1937785659

Libro

The Art of Concurrency: A Thread Monkey's Guide to Writing Parallel Applications

Breshears, Clay (2009) O'Reilly Media No. Ed 1

ISBN: 978-0596521530

Libro

introduccion a la programacion paralela

Almeida, Francisco (2014) Paraninfo No. Ed 1

ISBN: 9788497326742

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ZAPOPAN JALISCO, Octubre 2019

ACADEMIA DE PROGRAMACIÓN

COLEGIO DEPARTAMENTAL