Vorlesung Paralleles Rechnen

aktuelle Informationen

05.12.06 Letztes Update der Noten
28.03.06 Klausureinsicht: Dienstag, 4.4.06, 9-11 Uhr
mündliche Nachprüfung: Freitag, 7.4.06, ab 14 Uhr Termine
27.03.06 Klausurergebnisse und Notenspiegel
09.01.06 Klausur: am 14.02.06, 10-12 Uhr, HPI HS3
29.01.06 Ergebnisse Aufgabenblatt 3 und Klausurzulassung
13.01.06 Ergebnisse Aufgabenblatt 2
23.12.05 Aufgabenblatt 3 und Zusatzmaterial: Beispielmessungen 1, 2; Parallelisierter Zellularautomat; OpenMP Zellularautomat
19.12.05 Ausfall der Vorlesung am 20.12.05 wegen Krankheit
19.12.05 Im Laufe des Nachmittags sollten die Probleme wieder behoben sein.
19.12.05 Seit Samstag (17.12.) bestehen Probleme mit dem Institutsnetz. Die Cluster sind derzeit leider nicht erreichbar.
15.12.05 Aufgabe 2.2 c): Aufgrund eines Fehlers in des sequentiellen Version des CA, können Sie die Prüfung weglassen. Führen Sie lediglich die Parallelisierung durch! Falls Sie die Aufgabe schon mit Prüfung gelöst haben, erhalten Sie 2 Zusatzpunkte.
15.12.05 Die Abgabe der Hausaufgaben wird auf Mittwoch, den 21.12.05 verschoben
09.12.05 GE PBS-Skript fehlerhaft. Bitte neue Version verwenden.
27.11.05 Ergebnisse Aufgabenblatt 1
25.11.05 Aufgabenblatt 2 und Zusatzmaterial: myjob-ge.pbs, Gnuplot: Kurz-Referenz, Beispiel
17.11.05 Am 13.12.05 findet eine Exkursion zum Zuse Zentrum für Informationsverarbeitung (ZIB) statt (Führung 11:45-12:45 Uhr).
11.11.05 QSNet² Topologie
31.10.05 Leider existieren derzeit Probleme mit der DNS-Auflösung von Uranus. Wir empfehlen daher die IP-Adresse 141.89.59.130 für den SSH-Zugriff auf Uranus zu benutzen.
28.10.05 Übersicht zu den Übungsterminen
28.10.05 Zusatzmaterial zu lofar(5,3M) und Formel 1(2,5M)
21.10.05 Aufgabenblatt 1 und Zusatzmaterial: myjob.pbs, Zellularautomat.tar.gz
21.10.05 Klausurtermin festgelegt. Siehe unten
18.10.05 Folienupdate (Korrektur) Kapitel 1

Voraussetzung

Vorlesung "Grundlagen Betriebssysteme und Rechnernetze"

Zeit

Vorlesung: Dienstag, 11:00-12:30 Uhr
Übung: Freitags, 13:30-15:00 Uhr Termine

Ort

Dienstags: Raum 03.04.1.02
Freitags: Raum 03.04.1.03

Start

18.10.2005

Ansprechpartner

Prof. Dr. Bettina Schnor
Dipl.-Inf. Lars Schneidenbach
André Luckow

Folien

Die Folien zur Vorlesung finden Sie hier!

Anforderungen

Die Anforderungen gelten auch für den unbenoteten Schein.

mindestens 50% der Hausaufgabenpunkte
Bestehen der Klausur

Klausurtermin

Zeit: 14.02.06, 10:00 - 12:00 Uhr
Ort: HPI HS3

Umfang und Zuordnung

Veranstaltungsform: Vorlesung+Übung (2+1 SWS)
Belegungspunkte: 4,5
Informatikfachzuordnung: Praktische Informatik (3000)

Inhalt

Die Vernetzung von Arbeitsplatzrechnern hat zu einer preisgünstigen Plattform für parallele Anwendungen geführt - den sogenannten Clustern. Mit der Entwicklung von leistungsfähigen Kommunikationstechnologien (z. B. Fast/Gigabit Ethernet, Myrinet, SCI) sind Cluster auch für den Bereich High Performance Computing und eCommerce interessant geworden und stehen dort aufgrund ihres Preis/Leistungsverhältnis in direkter Konkurrenz zu traditionellen Parallelrechnern. Die Vorlesung stellt die Konzepte der Parallelverarbeitung vor und legt ihren Schwerpunkt auf den Bereich Cluster Computing. Es werden Systemansätze zur Unterstützung paralleler Anwendungen in Clustern besprochen, z. B. Ressourcenmanagment, Lastverteilung und Fehlertoleranz.
U. a. werden folgende Fragestellungen behandelt:

Wer oder was ist ein Beowulf?
Wieso ist Gamma um mehr als ein Epsilon besser als IP?
Gibt es bessere Schedulingverfahren als First Come First Served für parallele Anwendungen?
Wie vermeide ich den Ping-Pong-Effekt bei der Lastbalancierung?
Wie erreicht man superlinearen Speedup?
Warum ist Prozeßmigration aufwendig?

Voraussetzung ist der Stoff aus der Vorlesung "Grundlagen Betriebssysteme und Rechnernetze".

Gliederung

Einführung: Motivation und Terminologie
Hardware:
- Parallelrechnerarchitekturen
- Clustertechnologie
Konzepte paralleler Anwendungen
- Ebenen der Parallelität
- Programmiermodelle für parallele Anwendungen
- Graphenbasierte Modellierung von parallelen Programmen
Das nachrichtenbasierte Programmiermodell
- Beispiel: Message Passing System (MPI)
Das datenparallele Programmiermodell
- Beispiel: Fortran 90, High Performance Fortran
Das Programmiermodell des gemeinsamen Speichers
- Beispiel: OpenMP
Leistungsanalyse
- Leistungsmaße wie z.B. Speedup, Effizienz
- Benchmarks
- Top 500
Scheduling und Mapping paralleler Anwendungen
- Space-Sharing-Strategien
- Time-Sharing-Strategien/Gang-Scheduling
Metacomputing/Grid Computing
- Beispielsysteme: Globus, Legion, Nimrod
Fehlertoleranz
- Cluster-Monitoring
- Checkpointing und Checkpointing-Protokolle
- Migrationssysteme: Condor, PBeam, CoCheck
Parallele Ein-/Ausgabe

Literatur

Rajkumar Buyya (ed.): High Performance Cluster Computing Volume 1: Architectures and Systems, Prentice Hall, 1999.
Rajkumar Buyya (ed.): High Performance Cluster Computing Volume 2: Programming and Applications, Prentice Hall, 1999.
Hwang/Xu: Scalable Parallel Computing: Technology, Architecture, Programming, Boston, WCB/McGraw-Hill, 1998.
Fran Berman, Geoffrey Fox, and Anthony J.G. Hey (eds.): Grid Computing: Making the Global Infrastructure a Reality, John Wiley & Sons, 2003.
Ian Foster und Carl Kesselman (eds.): The Grid: Blueprint for a New Computing Infrastructure, Morgan Kaufmann, 1999.
Ian Foster: Designing and Building Parallel Programs, Addison Wesley, 1995.
Peter Sanders, Thomas Worsch: Parallele Programmierung mit MPI, Logos Verlag, 1997.
Hartmut Schwandt: Parallele Numerik - Eine Einführung, Teubner, 2003

Übungstermine

Datum:	Thema
21.10.05	Ausgabe Blatt 1
11.11.05	Übung/Sprechstunde
25.11.05	Blatt 1 besprechen, Ausgabe Blatt 2
9.12.05	Übung/Sprechstunde
23.12.05	Blatt 3 wird ins Netz gestellt
13.1.06	Blatt 2 besprechen, Sprechstunde zu Blatt 3
20.1.06	Übung/Sprechstunde
3.2.06	Blatt 3 besprechen

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