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: