Matriz de trazabilidad — TEL-420 Sistemas Paralelos

Documento derivado de programa-docente-TEL420-V2.docx (fuente de verdad, §II y §III).

Regla de gobernanza: ningún artefacto se crea sin una fila en esta matriz. Toda fila debe señalar: Elemento de Competencia → Contenido (§20.x) → Semana → Instrumento (§18.2) → Evidencia (§16) → Porcentaje (§18.3) → Archivo generado.

1. Distribución de Elementos de Competencia

EC	Módulo	Semanas	Pond. (§18.3)	Carga horaria
EC1	M1 — Fundamentos, Arquitecturas y Modelos de Rendimiento	1–3	13 %	12 h Cronograma / 13 h tabla
EC2	M2 — Programación Paralela en Memoria Compartida (OpenMP)	4–6	24 %	12 h Cronograma / 16 h tabla
EC3	M3 — Programación Paralela en Memoria Distribuida (MPI)	7–10	28 %	16 h Cronograma / 19 h tabla
EC4	M4 — Computación Paralela Masiva en GPU (CUDA)	11–13	22 %	12 h Cronograma / 16 h tabla
EC5	M5 — Orquestación, Cloud y Aplicaciones en el Mercado	14–16	13 %	16 h Cronograma / 8 h tabla
EC1–EC5	Proyecto Final Integrador (ABP)	transversal	100 %	4 h Cronograma
	TOTAL	18	100 %	72 h

⚠️ Discrepancia abierta entre el Cronograma (§21) y la tabla de EC (§II). Ambos suman 72 h pero difieren módulo a módulo. Ver calendario-y-carga-horaria.md. Pendiente de resolución por el Director(a) de Carrera.

2. Trazabilidad EC1 → M1 (Semanas 1–3)

2.1 Mapeo de contenidos

El programa (§20.1) define 7 contenidos; el material .odt heredado los agrupaba en 5 secciones. Al migrar a Markdown el documento se reordena a 7 secciones numeradas 1:1 con el programa, conservando todo el texto y las 23 figuras del original.

#	Contenido (§20.1) — 7	Sección destino	Origen en el .odt heredado
1.1	Evolución del hardware y Ley de Moore	M1.md §1.1	§1.1.1 + §1.1.2 + §1.1.3 (figuras: Ley de Moore, potencia CMOS, multinúcleo)
1.2	Taxonomía de Flynn y clasificaciones modernas	M1.md §1.2	§1.2.1 + §1.2.2 (figura: taxonomía de Flynn; NUMA vs UMA)
1.3	Fuentes de paralelismo: ILP, datos, tareas, flujo	M1.md §1.3	§1.3.1 a §1.3.4 (figuras: pipeline, superescalar, DLP)
1.4	Métricas: Speedup, Eficiencia, Escalabilidad	M1.md §1.4	§1.4.1 A/B/C
1.5	Ley de Amdahl y Ley de Gustafson	M1.md §1.5	§1.4.2 + §1.4.3
1.6	Cuellos de botella en sistemas paralelos	M1.md §1.6	§1.4.4
1.7	Redes de interconexión: topologías y características	M1.md §1.7	§1.5 completa (tabla Ethernet vs InfiniBand, RDMA)

2.2 Indicadores, instrumentos y evidencias

#	Indicador (§18.1)	Instrumento (§18.2)	Evidencia (§16)	Actividad TP
1.1	Clasifica correctamente sistemas paralelos	Cuestionario escrito	Ejercicio práctico de cálculos	Consumo de potencia CMOS + cuestionario conceptual
1.2	Clasifica correctamente sistemas paralelos	Ejercicio práctico de cálculos	Informe de análisis comparativo	Clasificación de 3 entornos + análisis NUMA vs UMA
1.3	Explica las implicaciones de la Ley de Amdahl	Ejercicio práctico de cálculos	Ejercicio práctico de cálculos	Dependencias RAW + pipeline de software (Gantt)
1.4	Calcula y analiza métricas de rendimiento	Ejercicio práctico de cálculos	Ejercicio práctico de cálculos	Cálculo de S_p, E_p y overhead
1.5	Explica las implicaciones de la Ley de Amdahl	Cuestionario escrito	Ejercicio práctico de cálculos	Amdahl aplicado + comparativa Amdahl vs Gustafson
1.6	Evalúa cuellos de botella en arquitecturas	Ejercicio práctico de cálculos	Ejercicio práctico de cálculos	Memory wall y overhead de comunicación
1.7	Compara características de redes de interconexión	Informe de análisis comparativo	Informe de análisis comparativo	Tabla de topologías + T(m)=τ+m/B

Actividades con el docente (§20.1): 4 expositivas (s1–s3) + 4 prácticas (s2–s3) → 10-modulos/M1-fundamentos/README.md Actividades autónomas (§20.1): 4 entregables → M1.md §"Actividades autónomas del estudiante" Investigación / interacción social (§20.1): investigación documental, estudio de caso, análisis de datasheets (Intel Xeon, AMD EPYC, NVIDIA A100) → 00-marco/glosario-y-convenciones.md

2.3 Evaluación

Instrumento	Formato	Archivo
Cuestionario escrito — diagnóstico (sin nota)	HTML autocontenido	20-evaluaciones/generados/01_M1_diagnostico.html
Cuestionario escrito — sumativo (20 preg / 30 min)	HTML autocontenido	20-evaluaciones/generados/02_M1_sumativo.html
Informe de análisis comparativo	Rúbrica MD	10-modulos/M1-fundamentos/rubrica-informe-comparativo.md
Ejercicio práctico de cálculos	Rúbrica MD	10-modulos/M1-fundamentos/rubrica-ejercicio-calculos.md
Evaluación global del módulo (decisión A vs B, 128 nodos Ethernet vs 64 nodos InfiniBand)	Rúbrica MD	10-modulos/M1-fundamentos/rubrica-evaluacion-global.md

3. Trazabilidad EC2 → M2 (Semanas 4–6) — completo

#	Contenido (§20.2)	Indicador	Instrumento (§18.2)	Evidencia (§16)	Artefacto
2.1	Modelo de memoria compartida y concepto de threads	Implementa correctamente programas OpenMP	Evaluación de código fuente (rúbrica)	Conjunto de programas OpenMP	.../M2/contenido/M2-openmp.md §2.1
2.2	Condiciones de carrera y sincronización	Identifica y resuelve race conditions	Informe técnico de optimización	Informe de optimización (false sharing)	idem §2.2
2.3	Directivas y cláusulas de OpenMP	Implementa correctamente programas OpenMP	Evaluación de código fuente (rúbrica)	Conjunto de programas OpenMP	idem §2.3
2.4	Paralelización de bucles y scheduling	Implementa correctamente programas OpenMP	Pruebas de rendimiento documentadas	Pruebas de rendimiento	idem §2.4
2.5	Sincronización: critical, barreras, atómicos	Identifica y resuelve race conditions	Informe técnico de optimización	Informe de optimización	idem §2.5
2.6	Detección y eliminación de false sharing	Identifica y resuelve race conditions	Informe técnico de optimización	Informe de optimización	idem §2.6
2.7	Herramientas de profiling y rendimiento	Mide y analiza rendimiento con profiling	Pruebas de rendimiento documentadas	Pruebas de rendimiento	idem §2.7

Evaluación:

Instrumento	Formato	Archivo
Evaluación de código fuente (rúbrica, OpenMP)	Rúbrica MD	.../M2/rubrica-codigo-openmp.md
Informe técnico de optimización	Rúbrica MD	.../M2/rubrica-informe-optimizacion.md
Pruebas de rendimiento documentadas	Rúbrica MD	.../M2/rubrica-pruebas-rendimiento.md
Cuestionario escrito (diagnóstico)	HTML	20-evaluaciones/generados/03_M2_diagnostico.html
Cuestionario escrito (sumativo, 24 % EC2)	HTML	20-evaluaciones/generados/04_M2_sumativo.html

4. Trazabilidad EC3 → M3 (Semanas 7–10) — completo

#	Contenido (§20.3)	Indicador	Instrumento (§18.2)	Evidencia (§16)	Artefacto
3.1	Modelo de paso de mensajes y espacios de memoria privados	Implementa aplicaciones MPI según especificación	Evaluación de código MPI (rúbrica)	Aplicaciones MPI	.../M3/contenido/M3-mpi.md §3.1
3.2	Estándar MPI: inicialización, procesos, comunicadores	Implementa aplicaciones MPI según especificación	Evaluación de código MPI (rúbrica)	Aplicaciones MPI	idem §3.2
3.3	Comunicaciones punto a punto bloqueante y no bloqueante	Implementa comunicaciones punto a punto	Pruebas de escalabilidad documentadas	Pruebas de escalabilidad	idem §3.3
3.4	Comunicaciones colectivas: bcast, scatter, gather, reduce	Diseña y ejecuta colectivas eficientes	Pruebas de escalabilidad documentadas	Pruebas de escalabilidad	idem §3.4
3.5	Patrones de comunicación en sistemas distribuidos	Optimiza patrones según topología	Informe técnico de cluster	Informe de diseño de cluster	idem §3.5
3.6	Arquitectura de clusters modernos	Configura y ejecuta en clusters	Informe técnico de cluster	Informe de cluster virtualizado	idem §3.6
3.7	Gestores de recursos: Slurm y orquestación	Diseña y configura clusters virtualizados	Informe técnico de cluster	Informe de diseño de cluster	idem §3.7
3.8	Optimización de rendimiento en sistemas distribuidos	Analiza y optimiza escalabilidad	Pruebas de escalabilidad documentadas	Pruebas de escalabilidad	idem §3.8

Evaluación:

Instrumento	Formato	Archivo
Evaluación de código MPI (rúbrica)	Rúbrica MD	.../M3/rubrica-codigo-mpi.md
Informe técnico de cluster	Rúbrica MD	.../M3/rubrica-informe-cluster.md
Pruebas de escalabilidad documentadas	Rúbrica MD	.../M3/rubrica-escalabilidad.md
Cuestionario escrito (diagnóstico)	HTML	20-evaluaciones/generados/05_M3_diagnostico.html
Cuestionario escrito (sumativo, 28 % EC3)	HTML	20-evaluaciones/generados/06_M3_sumativo.html

5. Trazabilidad EC4 → M4 (Semanas 11–13) — completo

#	Contenido (§20.4)	Indicador	Instrumento (§18.2)	Evidencia (§16)	Artefacto
4.1	De procesadores vectoriales a GPU modernas	Analiza rendimiento de aplicaciones GPU	Evaluación de código CUDA (rúbrica)	Kernels CUDA	.../M4/contenido/M4-cuda.md §4.1
4.2	Arquitectura CUDA: cores, bloques, grillas, memoria	Implementa kernels con configuración adecuada	Evaluación de código CUDA (rúbrica)	Kernels CUDA	idem §4.2
4.3	Modelo SIMT y ejecución en warps	Exploita paralelismo masivo	Análisis de perfilado de GPU	Informe de ocupancia y memoria	idem §4.3
4.4	Programación de kernels CUDA en C/C++	Implementa kernels correctamente	Evaluación de código CUDA (rúbrica)	Kernels CUDA	idem §4.4
4.5	Transferencia de datos host ↔ device	Optimiza transferencias de datos	Informe comparativo CPU-GPU	Comparativa de rendimiento	idem §4.5
4.6	Optimización de memoria: global, compartida, caché	Optimiza uso de memoria en GPU	Informe comparativo CPU-GPU	Comparativa de rendimiento	idem §4.6
4.7	Análisis de rendimiento y factores limitantes	Analiza factores limitantes	Análisis de perfilado de GPU	Informe de ocupancia	idem §4.7
4.8	Casos de uso: álgebra lineal, imágenes e IA	Aplica GPU a problemas reales	Informe comparativo CPU-GPU	Comparativa de rendimiento	idem §4.8

Plan B (sin GPU NVIDIA disponible): versión PyCUDA/simulación + comparación CPU(OpenMP) vs GPU.

Evaluación:

Instrumento	Formato	Archivo
Evaluación de código CUDA (rúbrica)	Rúbrica MD	.../M4/rubrica-codigo-cuda.md
Informe comparativo CPU-GPU	Rúbrica MD	.../M4/rubrica-comparativo-cpu-gpu.md
Análisis de perfilado de GPU	Rúbrica MD	.../M4/rubrica-perfilado-gpu.md
Cuestionario escrito (diagnóstico)	HTML	20-evaluaciones/generados/07_M4_diagnostico.html
Cuestionario escrito (sumativo, 22 % EC4)	HTML	20-evaluaciones/generados/08_M4_sumativo.html

6. Trazabilidad EC5 → M5 (Semanas 14–16) — completo

#	Contenido (§20.5)	Indicador	Instrumento (§18.2)	Evidencia (§16)	Artefacto
5.1	Gestión de recursos en clusters: Slurm y Rocks	Configura y utiliza gestores modernos	Informe técnico comparativo	Informe comparativa	.../M5/contenido/M5-orquestacion-cloud.md §5.1
5.2	Contenerización: Docker y Singularity para HPC	Despliega aplicaciones cloud	Documentación de despliegue	Documentación de despliegue	idem §5.2
5.3	Orquestación: Kubernetes y contenedores	Configura y utiliza gestores modernos	Informe técnico comparativo	Informe comparativa	idem §5.3
5.4	MapReduce y Apache Spark	Evalúa tecnologías a gran escala	Informe técnico comparativo	Informe comparativa	idem §5.4
5.5	Modelos de computación en la nube: IaaS, PaaS, SaaS	Despliega aplicaciones en cloud	Documentación de despliegue	Documentación de despliegue	idem §5.5
5.6	Proveedores cloud: AWS, Azure, GCP y alternativas locales	Selecciona modelo cloud apropiado	Informe técnico comparativo	Informe comparativa	idem §5.6
5.7	Edge computing y computación en el borde	Evalúa tecnologías a gran escala	Informe técnico comparativo	Informe comparativa	idem §5.7
5.8	Aplicaciones en contexto local: GIS, simulaciones, IA/ML	Diseña soluciones para contexto local	Propuesta de solución contextualizada	Propuesta de solución contextualizada	idem §5.8

Prácticas M5 ya existentes (reusadas como laboratorios):

Guía	Archivo	Paralelismo cubierto
Despliegue SysLab 2.0 (Docker)	M5/guias/P5-syslab2-despliegue.odt	Orquestación, contenedores
RAG Dockerizado + OCR concurrente	M5/guias/P5b-rag-dockerizado-ocr.odt	Concurrencia CPU vs I/O
Pipeline RAG Multi-Dominio + Scraping	M5/guias/P5c-rag-pipeline-scraping-concurrente.pdf	Speedup/Eficiencia, Amdahl
Arquitectura y Agentes de IA	M5/guias/P5d-arquitectura-agentes-IA.odt	Docker, Git, ORM
Guía paso a paso sistema web	M5/guias/P5e-guia-paso-a-paso-sistema-web.odt	Docker, cliente-servidor

Evaluación:

Instrumento	Formato	Archivo
Informe técnico comparativo	Rúbrica MD	.../M5/rubrica-informe-comparativo.md
Documentación de despliegue en cloud	Rúbrica MD	.../M5/rubrica-documentacion-despliegue.md
Propuesta de solución contextualizada	Rúbrica MD	.../M5/rubrica-propuesta-contextual.md
Cuestionario escrito (diagnóstico)	HTML	20-evaluaciones/generados/09_M5_diagnostico.html
Cuestionario escrito (sumativo, 13 % EC5)	HTML	20-evaluaciones/generados/10_M5_sumativo.html

7. EC1–EC5 → Proyecto Final Integrador (ABP)

Competencia general (§2 guía oficial):

"Resuelve problemas computacionales complejos de alto impacto regional mediante el diseño, despliegue y optimización de infraestructuras paralelas (cústeres virtualizados/ contenerizados) y la implementación de algoritmos concurrentes bajo estándares de memoria compartida, memoria distribuida o aceleración por hardware, evaluando cuantitativamente el rendimiento y la escalabilidad."

Entregable	Contenido	Rubrica	Archivo
A — Informe Técnico (Paper IEEE, máx 10 pág)	8 secciones (§6.1)	SABER 25%	30-abp-integrador/plantilla-informe-ieee.md
B — Repositorio código y reproducibilidad	Estructura obligatoria (§6.2)	SABER HACER 30%	30-abp-integrador/rubrica-informe-100.md
C — Defensa técnica y live demo (20 min)	10 expos + 10 demo	SABER SER 20%	idem
—		SABER HACER 25%	idem

Hito	Semana	Entregable	Archivo
Hito 1	Fin s2	Perfil técnico (1 pág)	30-abp-integrador/hito-1-perfil-tecnico.odt
Hito 2	Fin s5	Clúster contenerizado operativo	30-abp-integrador/hito-2-revision-avance.md
Hito 3	Fin s8	Repo GitHub + informe PDF + defensa	30-abp-integrador/hito-3-entrega-final.md

Evaluación	Formato	Archivo
Examen final integrador	HTML	20-evaluaciones/generados/11_final_integrador.html
Autoevaluación de equipo	MD	30-abp-integrador/instrumento-autoevaluacion.md
Coevaluación entre pares	MD/HTML	30-abp-integrador/instrumento-coevaluacion.md

8. Resumen de artefactos

Categoría	Cantidad	Estado
Unidades de aprendizaje (contenido .md)	5	M1, M2, M3, M4, M5 completas al 100 %
Guías de práctica/laboratorio	17	M1 (3), M2 (3), M3 (3), M4 (3), M5 (5) completas
Rúbricas de instrumento	16	M1 (3), M2 (3), M3 (3), M4 (3), M5 (3), ABP (100) completas
Evaluaciones HTML generadas	11	M1, M2, M3 diagnósticas y sumativas generadas y operativas
Actividades autónomas	5	M1 a M5 completas y vinculadas curricularmente
Marcos (00-marco)	4	completos y consolidados
Guías ABP	4	completas (guía, hito 1, hito 2, hito 3, plantilla, rúbrica 100)
Código de referencia ABP	4 carpetas	OpenMP, MPI y utilidades completos y benchmarked

9. Control de versiones de este documento

Derivado de programa-docente-TEL420-V2.docx (V2, fecha de presentación 24/08/2026). Si el programa docente se actualiza, esta matriz debe regenerarse y revisarse.