1. DATOS GENERALES
Asignatura:
ACELERADORES GRÁFICOS
Código:
42380
Tipología:
OPTATIVA
Créditos ECTS:
6
Grado:
346 - GRADO EN INGENIERÍA INFORMÁTICA (AB)
Curso académico:
2019-20
Centro:
604 - E.S. DE INGENIERIA INFORMATICA ALBACETE
Grupo(s):
17
Curso:
4
Duración:
C2
Lengua principal de impartición:
Español
Segunda lengua:
Inglés
Uso docente de otras lenguas:
English Friendly:
N
Página web:
Bilingüe:
N
Profesor:
JOSE LUIS SANCHEZ GARCIA
- Grupo(s):
17
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
ESII / 1.A.9
SISTEMAS INFORMÁTICOS
967599276
jose.sgarcia@uclm.es
https://www.dsi.uclm.es/personal/josesgarcia/
2. REQUISITOS PREVIOS
Es recomendable haber logrado los objetivos y adquirido las competencias de la asignatura "Organización de Computadores". Así mismo, es necesario haber conseguido destrezas en programación.
3. JUSTIFICACIÓN EN EL PLAN DE ESTUDIOS, RELACIÓN CON OTRAS ASIGNATURAS Y CON LA PROFESIÓN
El sector audiovisual y el de los videojuegos tiene un gran interés y necesita de profesionales altamente cualificados. Es por ello que el plan de estudios incluye asignaturas que permiten a los alumnos alcanzar las habilidades que se requieren para participar en los proyectos que se desarrollan en las empresas del sector. Cada una de ellas cubre una de las áreas principales y existe una estrecha relación entre todas ellas. Los procesadores gráficos constituyen el componente hardware fundamental y el conocimiento en profundidad de su arquitectura resulta imprescindible para entender muchos de los aspectos que giran en torno al mundo de los videojuegos. Además, desde hace más de una década, los procesadores gráficos se están utilizando para acelerar aplicaciones de propósito general, dado su enorme capacidad de cómputo. El nivel de rendimiento alcanzado por las aplicaciones que hacen uso de estos procesadores depende en buena medida del diseño que se haya hecho de ellas, para lo cual es muy conveniente conocer la arquitectura de dichos procesadores.
4. COMPETENCIAS DE LA TITULACIÓN QUE LA ASIGNATURA CONTRIBUYE A ALCANZAR
| Competencias propias de la asignatura | |
|---|---|
| Código | Descripción |
| IC3 | Capacidad de analizar y evaluar arquitecturas de computadores, incluyendo plataformas paralelas y distribuidas, así como desarrollar y optimizar software para las mismas. |
| INS4 | Capacidad de resolución de problemas aplicando técnicas de ingeniería. |
| PER4 | Capacidad de relación interpersonal. |
5. OBJETIVOS O RESULTADOS DE APRENDIZAJE ESPERADOS
| Resultados de aprendizaje propios de la asignatura | |
|---|---|
| Descripción | |
| Depurar y optimizar los programas y aplicaciones para aprovechar al máximo la potencia de los aceleradores gráficos. | |
| Explotar la arquitectura de los procesadores gráficos o GPU's para acelerar el procesamiento en aplicaciones gráficas, y también en aplicaciones de propósito general. | |
| Utilizar paquetes y librerías para gráficos de terceros en el desarrollo de aplicaciones gráficas. | |
| Resultados adicionales | |
| Descripción | |
| Conocer las tarjetas gra¿ficas y sus componentes. (Esta¿ relacionado con la competencia CO9) | |
| Conocer las principales arquitecturas de los procesadores gra¿ficos y saber distinguir unas de otras. (Esta¿ relacionado con las competencias IC3 y CO9) | |
| Conocer te¿cnicas y herramientas de programacio¿n y usarlas para obtener software para procesadores gra¿ficos. (Esta¿ relacionado con las competencias IC3 y INS4) | |
6. TEMARIO
-
Tema 1: Introducción a las tarjetas y el sistema gráfico
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Tema 1.1: Introducción
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Tema 1.2: Sistema gráfico
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Tema 1.3: Tarjetas gráficas
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Tema 2: Arquitectura de los procesadores gráficos
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Tema 2.1: Arquitectura de la GPU
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Tema 2.2: Comparación con la arquitectura de la CPU
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Tema 2.3: Tendencias
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Tema 3: Modelo de ejecución
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Tema 3.1: Introducción
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Tema 3.2: El modelo streaming
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Tema 3.3: GPU y el modelo streaming
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Tema 4: Programación de los procesadores gráficos
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Tema 4.1: Introducción
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Tema 4.2: Programación gráfica
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Tema 4.3: Programación GPGPU
-
7. ACTIVIDADES O BLOQUES DE ACTIVIDAD Y METODOLOGÍA
| Actividad formativa | Metodología | Competencias relacionadas (para títulos anteriores a RD 822/2021) | ECTS | Horas | Ev | Ob | Rec | Descripción * |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] | Método expositivo/Lección magistral | IC3 PER4 | 0.8 | 20 | N | N | N | Introducción de conceptos, con el apoyo de ejemplos. |
| Resolución de problemas o casos [PRESENCIAL] | Resolución de ejercicios y problemas | INS4 PER4 | 0.68 | 17 | N | N | N | Planteamiento, discusión y resolución de problemas. |
| Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL] | Trabajo en grupo | INS4 PER4 | 0.8 | 20 | S | N | N | Desarrollo de las prácticas de laboratorio |
| Elaboración de informes o trabajos [AUTÓNOMA] | Trabajo autónomo | IC3 | 0.52 | 13 | S | S | S | Desarrollo de una memoria por cada uno de los ejercicios propuestos como trabajos. |
| Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA] | Trabajo en grupo | INS4 | 1.4 | 35 | S | S | S | Elaboración de una memoria por cada práctica de laboratorio |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA] | Trabajo autónomo | IC3 | 1.6 | 40 | N | N | N | Estudio de los conceptos necesarios para el desarrollo de los trabajos. |
| Pruebas on-line [AUTÓNOMA] | Pruebas de evaluación | IC3 | 0.08 | 2 | S | N | S | Resolución de cuestionarios a través de Campus Virtual, al final de cada tema. |
| Presentación de trabajos o temas [PRESENCIAL] | Pruebas de evaluación | INS4 PER4 | 0.12 | 3 | S | N | N | Presentación de las prácticas en el laboratorio |
| Total: | 6 | 150 | ||||||
| Créditos totales de trabajo presencial: 2.4 | Horas totales de trabajo presencial: 60 | |||||||
| Créditos totales de trabajo autónomo: 3.6 | Horas totales de trabajo autónomo: 90 | |||||||
Ev: Actividad formativa evaluable Ob: Actividad formativa de superación obligatoria Rec: Actividad formativa recuperable
8. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y VALORACIONES
| Valoraciones | |||
| Sistema de evaluación | Estudiante presencial | Estud. semipres. | Descripción |
| Resolución de problemas o casos | 20.00% | 0.00% | Cada ejercicio es calificado con una nota entre 0 y 10, de acuerdo con unos criterios que se darán a conocer al alumno junto con el propio enunciado del ejercicio. Si la calificación de todos los ejercicios es igual o superior a 4, se obtiene como nota correspondiente a esta parte la media de todos los ejercicios. Corresponde con la categoría "INF" de la memoria de grado. |
| Elaboración de memorias de prácticas | 30.00% | 0.00% | En parejas, los alumnos presentarán una memoria de cada práctica, que será calificada con una nota entre 0 y 10, de acuerdo con unos criterios que se darán a conocer al alumno junto con el propio enunciado de la práctica. Si la calificación de todas las prácticas es igual o superior a 4, la nota es la media de todas ellas. Corresponde con la categoría "LAB" de la memoria de grado. |
| Presentación oral de temas | 15.00% | 0.00% | Cada grupo de prácticas presentará una de las prácticas a lo largo del curso. Serán evaluados de acuerdo con una rúbrica disponible en Campus Virtual. Corresponde con la categoría "PRES" de la memoria de grado. |
| Prueba | 30.00% | 0.00% | Al final de cada tema, cada alumno completará un cuestionario en Campus Virtual. Si la calificación de todos los cuestionarios es igual o superior a 4, la nota es la media de todos ellos. Corresponde con la categoría "ESC" de la memoria de grado. |
| Realización de prácticas en laboratorio | 5.00% | 0.00% | El trabajo realizado en el laboratorio en cada práctica será supervisado por el profesor y calificado con una nota entre 0 y 10, de acuerdo con unos criterios que se darán a conocer al alumno. Si la calificación de todas las prácticas es igual o superior a 4, la nota es la media de todas ellas. Corresponde con la categoría "LAB" de la memoria de grado. |
| Total: | 100.00% | 0.00% | |
Criterios de evaluación de la convocatoria ordinaria:
a) La nota final se calculará a partir de las notas de todas las partes aplicando los porcentajes correspondientes, es decir:
NotaF = 0,3*prueba + 0,2*problemas+0,3*prácticas+0,15*presentaciónOral+0,05*trabajosupervisado
b) Para obtener la nota final es necesario que la nota media de las memorias de prácticas y la nota media de los problemas (o casos) sea igual o superior a 5. Es necesario también que se puedan calcular esas dos medias, para lo cual las notas a partir de las que se obtienen deben ser mayores o iguales a 4.
c) Si la nota final, una vez calculada con las condiciones anteriores, es igual o superior a 5, la asignatura estará aprobada.
d) Si alguna de las partes que requiere mínimo (prácticas y problemas) no es superada en la convocatoria ordinaria, el alumno debe presentarse a la convocatoria extraordinaria. Y la calificación que tendría el alumno en la convocatoria ordinaria sería "suspenso", siendo el valor de la nota numérica el mínimo de 4 y NotaF (calculada como se indica en el apartado (a))
NotaF = 0,3*prueba + 0,2*problemas+0,3*prácticas+0,15*presentaciónOral+0,05*trabajosupervisado
b) Para obtener la nota final es necesario que la nota media de las memorias de prácticas y la nota media de los problemas (o casos) sea igual o superior a 5. Es necesario también que se puedan calcular esas dos medias, para lo cual las notas a partir de las que se obtienen deben ser mayores o iguales a 4.
c) Si la nota final, una vez calculada con las condiciones anteriores, es igual o superior a 5, la asignatura estará aprobada.
d) Si alguna de las partes que requiere mínimo (prácticas y problemas) no es superada en la convocatoria ordinaria, el alumno debe presentarse a la convocatoria extraordinaria. Y la calificación que tendría el alumno en la convocatoria ordinaria sería "suspenso", siendo el valor de la nota numérica el mínimo de 4 y NotaF (calculada como se indica en el apartado (a))
Particularidades de la convocatoria extraordinaria:
Para presentarse al examen extraordinario se debe haber presentado, en el periodo que se habilitará para ello, todos los casos prácticos y prácticas de laboratorio no superados en la convocatoria ordinaria, y haber superado la evaluación de las mismas.
El examen extraordinario consistirá en una prueba oral sobre los conocimientos adquiridos en el desarrollo de los casos prácticos y prácticas de la asignatura.
El examen extraordinario consistirá en una prueba oral sobre los conocimientos adquiridos en el desarrollo de los casos prácticos y prácticas de la asignatura.
Particularidades de la convocatoria especial de finalización:
Se aplican los mismos criterios que en la convocatoria extraordinaria.
9. SECUENCIA DE TRABAJO, CALENDARIO, HITOS IMPORTANTES E INVERSIÓN TEMPORAL
| No asignables a temas | |
|---|---|
| Horas | Suma horas |
| Tema 1 (de 4): Introducción a las tarjetas y el sistema gráfico | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 4 |
| Resolución de problemas o casos [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | 2 |
| Elaboración de informes o trabajos [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 3 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 6 |
| Pruebas on-line [AUTÓNOMA][Pruebas de evaluación] | .35 |
| Tema 2 (de 4): Arquitectura de los procesadores gráficos | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 4 |
| Resolución de problemas o casos [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | 5 |
| Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Trabajo en grupo] | 6 |
| Elaboración de informes o trabajos [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 3 |
| Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA][Trabajo en grupo] | 10 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 10 |
| Pruebas on-line [AUTÓNOMA][Pruebas de evaluación] | .35 |
| Tema 3 (de 4): Modelo de ejecución | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 3 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 6 |
| Presentación de trabajos o temas [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] | 1 |
| Tema 4 (de 4): Programación de los procesadores gráficos | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 9 |
| Resolución de problemas o casos [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | 10 |
| Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Trabajo en grupo] | 14 |
| Elaboración de informes o trabajos [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 9 |
| Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA][Trabajo en grupo] | 25 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 18 |
| Pruebas on-line [AUTÓNOMA][Pruebas de evaluación] | .3 |
| Presentación de trabajos o temas [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] | 1 |
| Actividad global | |
|---|---|
| Actividades formativas | Suma horas |
| Comentarios generales sobre la planificación: | Esta planificación es orientativa y podría cambiar durante el curso en función de necesidades docentes, festividades o cualquier otra causa imprevista. Las actividades presenciales se organizan en tres clases de 1,5 horas por semana. Aunque la asignatura tiene un horario de mañana, la recuperación de clases podría planificarse, excepcionalmente, en horario de tarde (de 16.00h a 20.30h). |
10. BIBLIOGRAFÍA, RECURSOS
| Autor/es | Título | Libro/Revista | Población | Editorial | ISBN | Año | Descripción | Enlace Web | Catálogo biblioteca |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| D. Kirk, W.-M. Hwu | Programming massively parallel processors | Libro | Morgan Kaufman Publishers | 978-0-12-381472-2 | 2013 | 2ª edición | http://www.elsevierdirect.com/morgan_kaufmann/kirk/ |
|
|
| M. Ujaldón | Procesadores gráficos para PC | Libro | Ciencia-3 | 84-95391-09-0 | 2005 | ||||
| Nvidia | CUDA C best practices guide | 2019 | https://docs.nvidia.com/cuda/cuda-c-best-practices-guide/index.html | ||||||
| Nvidia | CUDA C programming guide | 2019 | https://docs.nvidia.com/cuda/cuda-c-programming-guide/index.html | ||||||
| R. Fernando, M. Kilgard | The Cg tutorial: The definitive guide to programmable real- time graphics | Libro | Addison-Wesley | 9780321194961 | 2003 |