Ingeniería de Computadores - UPV/EHU
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Ingeniería de Computadores
Hardware
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Asignaturas
Procesadores de Alto Rendimiento
Sistemas Operativos
Administraciónde Sistemas y
Redes
Diseño y Construcción de
Sistemas Digitales
Sistemas de Cómputo Paralelo
Tecnologías e Infraestructuras de
Red
Diseño de Sistemas Empotrados
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Asignaturas - HPC
Procesadores de Alto Rendimiento
Sistemas Operativos
Administraciónde Sistemas y
Redes
Diseño y Construcción de
Sistemas Digitales
Sistemas de Cómputo Paralelo
Tecnologías e Infraestructuras de
Red
Diseño de Sistemas Empotrados
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
● 1 procesador● Modelo desorden/desorden
● Ejecución especulativa
● Unidades vectoriales
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
● 1 procesador – 2 cores físicos● Multicore
● Hyperthreading (SMT) – 4 cores virtuales
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
● 1 procesador – 4 cores físicos● Multicore
● Hyperthreading (SMT) – 8 cores virtuales
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
● 1 procesador – 8 cores físicos● Multicore
● Hyperthreading (SMT) – 16 cores virtuales
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
● 1 procesador – 64 cores físicos● Manycore
● Hyperthreading (SMT) – 128 cores virtuales
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
● 2 procesadores – 128 cores físicos● Manycore
● Hyperthreading (SMT) – 256 cores virtuales
● Intel Ultra Path Interconnect, AMD Infinity Fabric
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
● GP-GPU● Cores sencillos
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
● GPGPU● Cores sencillos
● Miles de cores
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
● GPGPU● Cores sencillos
● Miles de cores
● Múltiples GPUS interconectadas entre sí
● Bus especial (NVLink) de alta velocidad
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
● Múltiples sistemas – 2
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
● Múltiples sistemas – 4
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
● Múltiples sistemas – 25
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Asignaturas - HPCPAR
SCP
● Sistemas masivamente paralelos● Redes de interconexión especiales
● Topologías tipo árbol, toro nD o dragonfly
● Comunicación mediante paso de mensajes
● Programación usando MPI
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Asignaturas - HPC
● Programación eficiente de sistemas:
– Vectoriales
– Multicores (Manycores)
● Programación de GP-GPUS usando CUDA
● Programación de sistemas masivamente paralelos usando MPI
PAR
SCP
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Asignaturas – Redes y Sistemas
Procesadores de Alto Rendimiento
Sistemas Operativos
Administraciónde Sistemas y
Redes
Diseño y Construcción de
Sistemas Digitales
Sistemas de Cómputo Paralelo
Tecnologías e Infraestructuras de
Red
Diseño de Sistemas Empotrados
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
● Kernel del sistema operativo
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
Proc
● Subsistemas del kernel● Procesos
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
PlanProc
● Subsistemas del kernel● Procesos
● Planificador
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
Plan
I/O
Proc
● Subsistemas del kernel● Procesos
● Planificador
● Entrada / Salida
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
Plan
MemI/O
Proc
● Subsistemas del kernel● Procesos
● Planificador
● Entrada / Salida
● Memoria (virtual)
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
Plan
MemI/O
Proc
NVMe
● Subsistemas del kernel● Procesos
● Planificador
● Entrada / Salida
● Memoria (virtual)
● Almacenamiento (NVMe, SSD, etc)
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
Plan
MemI/O
Proc
NVMe Seg
● Subsistemas del kernel● Procesos
● Planificador
● Entrada / Salida
● Memoria (virtual)
● Almacenamiento (NVMe, SSD, etc)
● Seguridad
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
Plan
MemI/O
Proc
NVMe Seg
HW
● El kernel se comunica con el hardware● Directamente (Linux, xBSD, Mac OS)
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
Plan
MemI/O
Proc
NVMe Seg
HW
MK
● El kernel se comunica con el hardware● Directamente (Linux, xBSD, Mac OS)
● Indirectamente (microkernel como SeL4)
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
HW
Plan
MemI/O
Proc
NVMe Seg
Serv FW
● Sobre el kernel se implementan:● Servidores (correo, web, etc)
● Firewall (gestión)
● Seguridad de la red (IDSs, IPSs)
● Gestión del sistema (usuarios)
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
S
R
● Las redes locales compuestas por:● Switches
● Routers
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
ISP
● Se conectan a Internet:● a través del ISP
● usando enlaces de fibra, cable, ADSL, etc
S
R
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Asignaturas – Redes y SistemasSO ASR
TIR
ISP
SA
SA
SA
● que a su vez se conectan a otros: ● ISPs
● Sistemas Autónomos (SA)
● que utilizan protocolos de routing avanzado como OSPF y BGP
S
R
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Asignaturas - Redes y Sistemas
● Estudio e implementación de los subsistemas que componen un kernel (microkernel) de un SO
● Administración de sistemas UNIX y gestión de la seguridad de red
● Gestión de tráfico IP:
– Redes locales, WI-Fi y fibra
– Tecnologías de comunicación a media y larga distancia
– Monitorización
SO ASR
TIR
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Asignaturas - Diseño digital
Procesadores de Alto Rendimiento
Sistemas Operativos
Administraciónde Sistemas y
Redes
Diseño y Construcción de
Sistemas Digitales
Sistemas de Cómputo Paralelo
Tecnologías e Infraestructuras de
Red
Diseño de Sistemas Empotrados
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Asignaturas - Diseño digitalDCSD
DSE
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Asignaturas - Diseño digitalDCSD
DSE
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Asignaturas - Diseño digitalDCSD
DSE
● Ciclo de diseño:● Simulación
● Construcción
● Herramientas CAD
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Asignaturas - Diseño digitalDCSD
DSE
● VHDL● Lenguaje de descripción de hardware
● “Programar circuitos”
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Asignaturas - Diseño digitalDCSD
DSE
● Dispositivos PLD (FPGAs)● rejilla de puertas lógica
● red para conectarlas
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Asignaturas - Diseño digitalDCSD
DSE
● FPGAs● logic blocks (LB)
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Asignaturas - Diseño digitalDCSD
DSE
● FPGAs● logic blocks (LB)
● I/O pads
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Asignaturas - Diseño digitalDCSD
DSE
● FPGAs● logic blocks (LB)
● I/O pads
● routing channels
![Page 49: Ingeniería de Computadores - UPV/EHU](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022063020/62bc304bdec6551aed7fb80c/html5/thumbnails/49.jpg)
Asignaturas - Diseño digitalDCSD
DSE
● FPGAs● logic blocks (LB)
● I/O pads
● routing channels
![Page 50: Ingeniería de Computadores - UPV/EHU](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022063020/62bc304bdec6551aed7fb80c/html5/thumbnails/50.jpg)
Asignaturas - Diseño digitalDCSD
DSE
● El diseño se hace con:● VHDL
● Verilog
● otros
![Page 51: Ingeniería de Computadores - UPV/EHU](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022063020/62bc304bdec6551aed7fb80c/html5/thumbnails/51.jpg)
Asignaturas - Diseño digital
● Sistemas empotrados:
– Microcontroladores
– Periféricos
– Convertidores A/D
– Comunicaciones
● Aplicaciones:
– Sensores y actuadores
– Control de LCDs, motores, temporizadores
DCSD
DSE
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Optativas - Aplicaciones hardware
● Procesado digital de sonido e imagen
● Robótica, sensores y actuadores
● Ingeniería de control
● Electrónica aplicada al tratamiento de datos
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Optativas – Redes y sistemas
● Comunicaciones móviles y multimedia
● Diseño y proyectos de redes
● Seguridad, rendimiento y disponibilidad de sistemas e infraestructuras
● Sistemas distribuidos
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Optativas de otras especialidades
● Asignaturas de tercero de otras especialidades
● Asignaturas optativas de cuarto de otras especialidades
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Optativas de otras especialidades
● Asignaturas de tercero de otras especialidades
● Asignaturas optativas de cuarto de otras especialidades
● Cada uno tiene la opción de crear itinerarios de especialización
● Ejemplos
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Seguridad informática
● Esencial conocer el hardware, los sistemas operativos y las redes
● Dentro de estas asignaturas apartados específicos sobre seguridad
● Las asignaturas de otras especialidades son complementarias:
– Sistemas de Gestión de Seguridad de Sist. de Información
– Machine learning
– Minería de datos
– Administración de bases de datos
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Gráficos por computador
● Esencial programar de manera eficiente en CPUs y GPUs
● Las asignaturas de esta especialidad complementan a:
– Gráficos por computador
– Visualización y entornos virtuales
– Modelado 3D
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Si eliges computación...
● Estudiarás: machine learning, advanced machine learning, deep learning, etc
● Pero: entrenar esos modelos es un proceso costoso
● Conocimientos de OpenMP, FPGAs, CUDA y MPI
– os podrán ser muy útiles para acelerar el aprendizaje
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Si eliges Ingeniería del Software...
● Estudiarás: bases de datos, aplicaciones para bases de datos, etc
● Pero: la cantidad de datos que se gestionan hoy en día es enorme
● Conocimientos de FPGAs y CUDA
– os podrán ser muy útiles para acelerar los accesos a los datos
– primitivas de bases de datos implementadas en hardware
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Asignaturas
Procesadores de Alto Rendimiento
Sistemas Operativos
Administraciónde Sistemas y
Redes
Diseño y Construcción de
Sistemas Digitales
Sistemas de Cómputo Paralelo
???????Tecnologías e
Infraestructuras de Red
Diseño de Sistemas Empotrados
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Asignaturas
Procesadores de Alto Rendimiento
Sistemas Operativos
Administraciónde Sistemas y
Redes
Diseño y Construcción de
Sistemas Digitales
Sistemas de Cómputo Paralelo
INTRODUCCIÓN A LA
CIBERSEGURIDAD
Tecnologías e Infraestructuras de
Red
Diseño de Sistemas Empotrados
![Page 62: Ingeniería de Computadores - UPV/EHU](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022063020/62bc304bdec6551aed7fb80c/html5/thumbnails/62.jpg)
Asignaturas - CIBERSEGURIDAD
● Introducción a la ciberseguridad:
– Pentesting (Análisis : black box vs white box)
– 0-day (exploits, shellcodes, tipos de ataque, etc)
– Ingeniería inversa (malware, polimorfismo, etc)
– Criptografía (quantum and post-quantum crypto)
● Evaluación (práctica):
– Capture the flag (retos)
● Es necesario tener conocimientos de SO, redes, protocolos, hardware, etc
ICS
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Trabajos de Fin de Grado
● Blockchain y criptomonedas
● Gestión de la energía y del almacenamiento en Linux
● Seguridad proactiva en redes usando ML y OpenFlow (póster)
● Implementación paralela de algoritmos usando CUDA y MPI
● Asignación de recursos en supercomputadores
● Programación y desarrollo de aplicaciones sobre microcontroladores
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Trabajos de Fin de Grado sobre ciberseguridad
● Gaining root access using Linux kernel vulnerability CVE-2021-26708
● Bagheera: Advanced Polymorphic Engine
● Dynamic insertion of firewalling rules into the Linux kernel
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Máster y Doctorado
● Máster en la facultad (MISE): Ingeniería de sistemas empotrados
● Doctorado e investigación
● Grupos de investigación en el departamento ATC:– Aldapa: Algorithms, Data Mining & Parallelism– Egokituz: Lab. Interacción Persona-Computador para Necesidades Especiales– DSG: Distributed Systems Group– ISG: Intelligent Systems Group. Machine Learning, optimización y HPC– y otros grupos de la Facultad (IXA, Lorea, Galan, Onekin, etc)