Vorlesung Paralleles Rechnen

aktuelle Informationen

07.04.07 Klausureinsicht Freitag, den 27.04.07 von 9:00 bis 10:00 Uhr
27.03.07 Ergebnisse der Klausur, Notenspiegel
30.01.07 Ergebnisse Aufgabenblatt 3 und Klausurzulassung
14.01.07 Ergänzung zu Aufgabe 3.3:
- OpenMP Spezifikation
- Für die Steuerung der Anzahl OpenMP Threads bitte die Umgebungsvariable $OMP_NUM_THREADS nutzen.
13.01.07 Am 19.01.2007 findet eine weitere Hiwi-Sprechstunde zu Blatt 3 statt.
12.01.07 Der Zellularautomat capar.tar.gz für die Bearbeitung von Blatt 3 steht zum Download bereit.
09.01.07 Ergebnisse Blatt 2
22.12.06 Aufgabenblatt 3 Hinweis: Der parallelisierte Zellularautomat wird nach Korrektur von Blatt 2 am 12.01.07 bereitgestellt.
01.12.06 Ergebnisse Blatt 1
01.12.06 Aufgabenblatt 2 und Zusatzmaterial: Zellularautomat.tar.gz, myjob-ge.pbs, Gnuplot: Kurz-Referenz, Beispiel
22.11.06 Klausurtermin festgelegt: 20.02.07, von 13-15 Uhr, HPI HS2
20.11.06 Zusatz-Sprechstunde mit Hiwi am 22.11.2006, 9:15-10:45 Uhr (Raum 1.04)
18.11.06 Skript für Einarbeitung in Linux
04.11.06 Weiteres Material zu Blatt 1: PBS-Skript für Messungen in Aufgabe 1.4 und PBS User Guide
03.11.06 Aufgabenblatt 1 und Zusatzmaterial: matrix_scaffold.c, Beispielmatrizen und Zellularautomat.tar.gz
28.09.06 Die erste Veranstaltung am 17.10. fällt aus!

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 03.04.1.02

Start

24.10.2006

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

20.02.2007, 13:00 - 15:00 Uhr, Raum HPI HS2

Umfang und Zuordnung

Veranstaltungsform: Vorlesung+Übung (2+1 SWS)
Belegungspunkte: 4,5

Informatikfachzuordnung:

Praktische Informatik
Technische Informatik
Wahlfreie Fächer im Grundstudium

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".

Inhaltsübersicht

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
03.11.06	Übung Blatt 1
17.11.06	Hiwi Sprechstunde Blatt 1
01.12.06	Besprechung Blatt 1/Ausgabe Blatt 2
15.12.06	Hiwi Sprechstunde Blatt 2
22.12.06	Ausgabe Blatt 3
12.01.07	Besprechung Blatt 2
19.01.07	Hiwi Sprechstunde Blatt 3
02.02.07	Besprechung Blatt 3/Prüfungsvorbereitung

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