bachelor en inteligencia artificial y data science la salle campus barcelona

Grado en Artificial Intelligence and Data Science

Infraestructuras de computación

Descripción: 
Las infraestructuras de computación constituyen la base sobre la que se ejecutan los sistemas informáticos modernos, incluyendo el hardware, las redes de comunicación y los entornos distribuidos y cloud. El objetivo de esta asignatura es proporcionar al estudiante una visión global e integrada de las principales tecnologías que hacen posible la computación actual, permitiéndole comprender cómo se organizan, interactúan y escalan estos sistemas. La asignatura analiza, en primer lugar, la arquitectura y la estructura interna de los computadores, estudiando el diseño de la CPU, la jerarquía de memoria y los dispositivos de entrada/salida. A continuación, se introducen las arquitecturas y tecnologías de redes de ordenadores, los protocolos de comunicación y los dispositivos implicados en la transmisión de datos. Finalmente, se estudian los entornos distribuidos y la computación en la nube, abordando conceptos como la virtualización, los modelos de servicio y las arquitecturas cloud. Desde el punto de vista práctico, la asignatura incluye actividades y ejercicios orientados al análisis y a la toma de decisiones sobre infraestructuras de computación, aplicando los conocimientos teóricos a situaciones reales. A través de un proyecto práctico, el estudiante trabaja aspectos relacionados con el diseño, la evaluación y la justificación de soluciones de infraestructura, desarrollando una comprensión crítica de las ventajas y limitaciones de las diferentes alternativas tecnológicas. Además, se introducen múltiples ejemplos y casos de uso que permiten profundizar en los conceptos tratados desde el punto de vista teórico y relacionarlos con los sistemas informáticos y las plataformas de computación utilizadas actualmente en el ámbito de la inteligencia artificial y la ciencia de datos.
Tipo asignatura
Primer - Obligatoria
Semestre
Segundo
Curso
1
Créditos
6.00

Profesores Titulares

Conocimientos previos

Para cursar la asignatura Infraestructuras de Computación, se recomienda que el estudiante disponga de los siguientes conocimientos previos:
- Conceptos básicos de programación y algorítmica.
- Conocimientos introductorios sobre sistemas informáticos y uso general de ordenadores.
- Nociones básicas de sistemas operativos y redes (a nivel de usuario).

Objetivos

Los estudiantes que cursan la asignatura Infraestructuras de Computación deben adquirir los siguientes conocimientos y desarrollar las habilidades que se indican a continuación:

1. Comprender la arquitectura y la organización interna de los sistemas de computación, así como la función de sus principales componentes.
2. Conocer los conceptos, tecnologías y terminología asociados a las arquitecturas de computadores, redes y sistemas distribuidos.
3. Analizar las ventajas y limitaciones de diferentes soluciones de infraestructura computacional según el contexto de aplicación.
4. Aplicar los conocimientos teóricos a la resolución de problemas prácticos relacionados con arquitecturas, redes y entornos cloud.
5. Saber expresarse de manera correcta, utilizando la terminología técnica adecuada tanto de forma oral como escrita.
6. Desarrollar trabajos técnicos de forma estructurada, justificada y correctamente documentada.
7. Trabajar de manera efectiva tanto individualmente como en equipo en la resolución de problemas técnicos.

Contenidos

Durante el curso académico se desarrollarán los siguientes contenidos, estructurados en tres bloques principales:

1. Arquitectura de Computadores
- Organización y estructura de los sistemas de computación.
- Diseño de la CPU.
- Sistemas de memoria.
- Dispositivos de entrada/salida.
2. Tecnologías y Arquitectura de Redes de Ordenadores
- Modelos de arquitectura de red.
- Protocolos de comunicación.
- Tecnologías y dispositivos de red.
- Rendimiento, fiabilidad y seguridad básica.
3. Entornos Distribuidos y Cloud
- Sistemas distribuidos.
- Virtualización.
- Computación en la nube.
- Arquitecturas cloud y modelos de servicio.

Metodología

La metodología docente está orientada a fomentar un aprendizaje activo y progresivo por parte del estudiante.

Se combinan clases magistrales con sesiones de resolución de problemas y actividades prácticas, tanto en el aula como en entornos de trabajo aplicados. Las explicaciones teóricas se complementan con ejemplos reales y casos prácticos que permiten contextualizar los conceptos estudiados.

A lo largo del curso, el estudiante deberá realizar ejercicios individuales y en grupo, así como participar activamente en las sesiones prácticas, en las que se trabajará la toma de decisiones técnicas aplicando los conocimientos adquiridos.

La metodología utilizada se basa principalmente en:
- Clases magistrales.
- Resolución de problemas y ejercicios.
- Actividades prácticas guiadas.

Evaluación

La asignatura consta de dos partes diferenciadas:
- Teoría
- Práctica (proyecto final)

La evaluación de ambas partes es independiente y para superar la asignatura es necesario aprobarlas ambas con una calificación mínima de 5.

La nota final de la asignatura se calcula según la siguiente fórmula:

Nota_Final = 80% · Teoría + 20% · Práctica

Evaluación de la Teoría

La nota de Teoría se calcula a partir de los tres bloques temáticos:

Nota_Teoría = 40% · Bloque1 + 25% · Bloque2 + 35% · Bloque3

Es requisito indispensable aprobar cada bloque de forma independiente.

Cada bloque se evalúa mediante:
- Pruebas de Evaluación Continua (EC).
- Examen final de la convocatoria ordinaria.
- Examen de recuperación en la convocatoria extraordinaria, si procede.

Los mecanismos de exención, ponderación y recuperación siguen la normativa especificada en el sistema de evaluación de la asignatura.

Evaluación de la Práctica

La parte práctica representa el 20% de la nota final y se basa en:
- Informe técnico del proyecto.
- Entrevista de validación.
- Asistencia a las sesiones prácticas.

Para superar la práctica es necesaria una nota mínima de 5.

Criterios evaluación

Objetivo 1
El estudiante debe demostrar que conoce los conceptos y la terminología básica de las arquitecturas e infraestructuras de computación.
Debe saber identificar los componentes principales de un sistema informático y su función.

Objetivo 2
El estudiante debe saber analizar y comparar diferentes arquitecturas de computadores.
Debe comprender el funcionamiento de las redes y de los sistemas distribuidos.
Debe conocer los principios fundamentales de la computación en la nube.

Objetivo 3
El estudiante debe saber aplicar los conocimientos teóricos a la resolución de problemas prácticos.
Debe ser capaz de tomar decisiones técnicas razonadas en función del contexto.

Objetivo 4
El estudiante debe saber expresarse correctamente utilizando el vocabulario técnico adecuado.
Debe ser capaz de explicar y defender soluciones de forma oral.

Objetivo 5
El estudiante debe presentar informes estructurados, claros y bien justificados.
Debe demostrar capacidad de síntesis y rigor técnico en la documentación.

Objetivo 6
El estudiante debe saber trabajar en equipo, distribuyendo tareas e integrando conocimientos.
Debe demostrar responsabilidad y capacidad de colaboración en el desarrollo del proyecto práctico.

Bibliografía básica

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

Material complementario