Les infraestructures de computació constitueixen la base sobre la qual s'executen els sistemes informàtics moderns, incloent el maquinari, les xarxes de comunicació i els entorns distribuïts i cloud. L'objectiu d'aquesta assignatura és proporcionar a l'estudiant una visió global i integrada de les principals tecnologies que fan possible la computació actual, permetent comprendre com s'organitzen, interaccionen i escalen aquests sistemes.
L'assignatura analitza, en primer lloc, l'arquitectura i l'estructura interna dels computadors, estudiant el disseny de la CPU, la jerarquia de memòria i els dispositius d'entrada/sortida. A continuació, s'introdueixen les arquitectures i tecnologies de xarxes d'ordinadors, els protocols de comunicació i els dispositius implicats en la transmissió de dades. Finalment, s'estudien els entorns distribuïts i la computació en el núvol, abordant conceptes com la virtualització, els models de servei i les arquitectures cloud.
Des del punt de vista pràctic, l'assignatura inclou activitats i exercicis orientats a l'anàlisi i presa de decisions sobre infraestructures de computació, aplicant els coneixements teòrics a situacions reals. A través d'un projecte pràctic, l'estudiant treballa aspectes relacionats amb el disseny, l'avaluació i la justificació de solucions d'infraestructura, desenvolupant una comprensió crítica dels avantatges i limitacions de les diferents alternatives tecnològiques.
A més, s'introdueixen múltiples exemples i casos d'ús que permeten aprofundir en els conceptes tractats teòricament i relacionar-los amb els sistemes informàtics i les plataformes de computació utilitzades actualment en l'àmbit de la intel·ligència artificial i la ciència de dades.
Professors Titulars
Professors Docents
Per cursar l'assignatura d'Infraestructures de Computació és recomanable que l'estudiant disposi dels següents coneixements previs:
- Conceptes bàsics de programació i algorísmica.
- Coneixements introductoris sobre sistemes informàtics i ús general d'ordinadors.
- Nocions bàsiques de sistemes operatius i xarxes (a nivell d'usuari).
Els estudiants que cursen l'assignatura d'Infraestructures de Computació han d'adquirir els coneixements i desenvolupar les habilitats següents:
1. Comprendre l'arquitectura i l'organització interna dels sistemes de computació, així com la funció dels seus principals components.
2. Conèixer els conceptes, tecnologies i terminologia associats a les arquitectures de computadors, xarxes i sistemes distribuïts.
3. Analitzar els avantatges i limitacions de diferents solucions d'infraestructura computacional segons el context d'aplicació.
4. Aplicar els coneixements teòrics a la resolució de problemes pràctics relacionats amb arquitectures, xarxes i entorns cloud.
5. Saber expressar-se de manera correcta, utilitzant la terminologia tècnica adequada tant de forma oral com escrita.
6. Desenvolupar treballs tècnics de manera estructurada, justificada i ben documentada.
7. Treballar de manera efectiva tant individualment com en equip en la resolució de problemes tècnics
Durant el curs acadèmic es desenvoluparan els següents continguts, estructurats en tres blocs principals:
1. Arquitectura de computadors
- Organització i estructura dels sistemes de computació.
- Disseny de la CPU.
- Sistemes de memòria.
- Dispositius d'entrada/sortida.
2. Tecnologies i arquitectura de xarxes d'ordinadors
- Models d'arquitectura de xarxa.
- Protocols de comunicació.
- Tecnologies de xarxa i dispositius.
- Rendiment, fiabilitat i seguretat bàsica.
3. Entorns distribuïts i Cloud
- Sistemes distribuïts.
- Virtualització.
- Computació en el núvol.
- Arquitectures cloud i models de servei.
La metodologia docent està orientada a fomentar un aprenentatge actiu i progressiu per part de l'estudiant.
Es combinen classes magistrals amb sessions de resolució de problemes i activitats pràctiques, tant a l'aula com en entorns de treball aplicats. Les explicacions teòriques es complementen amb exemples reals i casos pràctics que permeten contextualitzar els conceptes estudiats.
Al llarg del curs, l'estudiant haurà de realitzar exercicis individuals i en grup, així com participar activament en les sessions pràctiques, on es treballarà la presa de decisions tècniques aplicant els coneixements adquirits.
La metodologia utilitzada es basa principalment en:
- Classe magistral.
- Resolució de problemes i exercicis.
- Activitats pràctiques guiades.
L'assignatura consta de dues parts diferenciades:
- Teoria
- Pràctica (projecte final)
L'avaluació d'ambdues parts és independent i per superar l'assignatura cal aprovar-les totes dues amb una nota mínima de 5.
La nota final de l'assignatura es calcula segons la fórmula següent:
Nota_Final = 80% · Teoria + 20% · Pràctica
Avaluació de la teoria
La nota de Teoria es calcula a partir dels tres blocs temàtics:
Nota_Teoria = 40% · Bloc1 + 25% · Bloc2 + 35% · Bloc3
És requisit indispensable aprovar cada bloc de manera independent.
Cada bloc s'avalua mitjançant:
- Proves d'Avaluació Contínua (AC).
- Examen final de la convocatòria ordinària.
- Examen de recuperació a la convocatòria extraordinària, si escau.
Els mecanismes d'alliberament, ponderació i recuperació segueixen la normativa especificada al sistema d'avaluació de l'assignatura.
Avaluació de la pràctica
La pràctica representa el 20% de la nota final i es basa en:
- Informe tècnic del projecte.
- Entrevista de validació.
- Assistència a les sessions pràctiques.
Per superar la pràctica és necessària una nota mínima de 5.
Els criteris d'avaluació associats als objectius de l'assignatura són els següents:
Objectiu 1
L'estudiant ha de demostrar que coneix els conceptes i la terminologia bàsica de les arquitectures i infraestructures de computació.
Ha de saber identificar els components principals d'un sistema informàtic i la seva funció.
Objectiu 2
L'estudiant ha de saber analitzar i comparar diferents arquitectures de computadors.
Ha de comprendre el funcionament de les xarxes i dels sistemes distribuïts.
Ha de conèixer els principis fonamentals de la computació en el núvol.
Objectiu 3
L'estudiant ha de saber aplicar els coneixements teòrics a la resolució de problemes pràctics.
Ha de ser capaç de prendre decisions tècniques raonades en funció del context.
Objectiu 4
L'estudiant ha de saber expressar-se correctament utilitzant el vocabulari tècnic adequat.
Ha de ser capaç d'explicar i defensar solucions de manera oral.
Objectiu 5
L'estudiant ha de presentar informes estructurats, clars i ben justificats.
Ha de demostrar capacitat de síntesi i rigor tècnic en la documentació.
Objectiu 6
L'estudiant ha de saber treballar en equip, repartint tasques i integrant coneixements.
Ha de demostrar responsabilitat i capacitat de col·laboració en el desenvolupament del projecte pràctic.
PATTERSON, D.A. & HENNESSY, J.L. Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, 5th Edition, Morgan Kaufmann, ISBN-13: 978-0124077263, 2013
HENNESSY, J.L. & PATTERSON, D.A. Computer Architecture: A Quantitative Approach, 6th Edition, Morgan Kaufmann, ISBN: 9351073653, 2018
TANENBAUM, A.S. & BOS, H. Modern Operating Systems, 4th Edition, Pearson, ISBN: 978-0133591620, 2014
STALLINGS, W. Operating Systems: Internals and Design Principles, 9th Edition, Pearson, ISBN: 978-0134670959, 2017
SILBERSCHATZ, A., GALVIN, P.B. & GAGNE, G. Operating System Concepts, 10th Edition, Wiley, ISBN: 978-1119454083, 2018
STALLINGS, W. Data and Computer Communications, 10th Edition, Pearson, ISBN: 978-0133506488, 2013
KUROSE, J.F. & ROSS, K.W. Computer Networking: A Top-Down Approach, 7th Edition, Pearson, ISBN: 978-0135926475, 2020
FOROUZAN, B.A. Data Communications and Networking, 5th Edition, McGraw-Hill, ISBN: 978-0073376226, 2013
KUBERNETES: Up and Running: Dive into the Future of Infrastructure, 3rd Edition, O'Reilly, ISBN: 978-1098106732, 2022
RAJ, P. & KUMAR, G. Cloud Computing: Principles and Paradigms, Wiley, ISBN: 978-1119288588, 2017
VOGELSANG, T. Distributed Systems: Principles and Paradigms, 2nd Edition, Pearson, ISBN: 978-0132392273, 2006
AMAZON WEB SERVICES (AWS). AWS Well-Architected Framework, Online Documentation, 2023.
CISCO NETWORKING ACADEMY. CCNA Exploration Curriculum, Cisco Press, Online Resource.
COMER, D.E. Computer Networks and Internets, 6th Edition, Pearson, ISBN: 978-0133587937, 2014
NIELSEN, M.A. & CHUANG, I.L. Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University Press, ISBN: 978-1107002173, 2010