Vorlesung Paralleles Rechnen

aktuelle Informationen

• 17.09.08 Klausureinsicht Mittwoch, den 1.10.08 von 10:00 bis 11:00 Uhr, Raum 2.19
• 17.09.08 Ergebnisse der Klausur, Notenspiegel
• 03.07.2008 Klausurzulassung
• 21.06.2008 Der ARS ist wieder verfügbar!
• 19.06.2008 Der ARS ist temporär nicht verfügbar!
• 13.06.2008 Bitte stellen Sie sicher, dass Sie alle Ihre Prozesse nach Ablauf eines PBS Jobs beenden! Ansonsten kann es zur Beeinträchtigung Ihrer zukünftigen Jobs und Jobs anderer Studenten kommen! Verwenden Sie dazu das Kommando: dsh -M -f /etc/dsh/machines.list "pkill -9 -u `whoami`"
• 13.06.2008 Ergebnisse Blatt 2
• 10.06.2008 Aufgabenblatt 3 und Material: Hashfunktion, Technischer Bericht: Fault Tolerant MPI, Globus Job Template, ARS Reservierungs Template. Weitere Dokumentation: Globus, ARS
• 28.05.2008 Aufgabe 2.4.: Senden Sie bitte nach Erhalt des signierten Zertifikats den Distinguished Name (DN) des Zertifikats und Ihren Einstein-Benutzernamen an Klemen Kittan. Den DN können Sie mit dem Befehl grid-cert-info -s (siehe Hilfe) ermitteln. Die Daten werden für Autorisierung benötigt.
• 26.05.2008 PBS Template: myjob.pbs
• 13.05.2008 Der Zertifikatsrequest für Aufgabe 2.4 ist bitte als Anhang an Klemens Kittan zu senden. Bitte fügen Sie des Weiteren Ihren vollen Namen, Matrikelnummer, Einstein Username und Emailaddresse Ihren Antrag in der Email bei.
• 13.05.2008 Achtung: Die Vorlesung und Übung am 05.06./10.06. werden getauscht. D.h. am 05.06, um 15:15 Uhr findet eine Vorlesung und am 10.06.2008, um 09:15 Uhr eine Übung statt.
• 09.05.2008 Die Hiwi Sprechstunden am 22.05.2008 und 19.06.2008 finden um 15:15 Uhr statt.
• 09.05.2008 Ergebnisse Blatt 1
• 09.05.2008 Bitte verwenden Sie MPICH 1.2.7p1 für Lösung von Blatt 2. Sie finden mpicc und mpirun unter /usr/local/mpich-1.2.7p1/bin/ auf Einstein. Bitte passen Sie den Pfad in Ihrer .bashrc oder .tcshrc auf Einstein entsprechend an.
• 08.05.2008 Der Zertifikatsrequest für Aufgabe 2.4 ist an Klemens Kittan zur Signatur zu senden.
• 08.05.2008 Aufgabenblatt 2 und Zellularautomat
• 05.05.2008 Die Übung findet ab dem 08.05.2008 Donnerstags um 13:30 Uhr statt.
• 27.04.2008 Folien der ersten Übung
• 24.04.2008 Skript für Einarbeitung in Linux
• 24.04.2008 Weiteres Material zu Blatt 1: PBS-Skript für Messungen in Aufgabe 1.4 und PBS User Guide
• 24.04.2008 Aufgabenblatt 1 und Zusatzmaterial: matrix_scaffold.c und Beispielmatrizen
• 25.03.2008 Start der Vorlesung: 15.4.08
• 25.03.2008 Achtung: Die Vorlesung Paralleles Rechnen findet Dienstags, 9:15 Uhr und nicht wie im Vorlesungsverzeichnis angegeben Donnerstags statt.

Voraussetzung

Vorlesung „Grundlagen Betriebssysteme und Rechnernetze“

Zeit

Vorlesung: Dienstag, 09:15-10:45 Uhr
Übung: Donnerstag (14-tägig), 13:30-15:00 Uhr (Neue Uhrzeit)

Ort

Vorlesung: Raum 03.04.1.02
Übung: Raum 03.04.1.04

Start

15.04.2008
erste Übung am 24.04.2008

Ansprechpartner

Prof. Dr. Bettina Schnor
MCs. André Luckow
Dipl.-Inf. Stefan Liske
Markus Gusowski

Folien

Die Folien zur Vorlesung finden Sie hier!

Anforderungen

• mindestens 50% der Hausaufgabenpunkte
• Bestehen der Klausur

Klausurtermin

Donnerstag, 17. Juli 2008, von 15:15 bis 17:15 Uhr, Raum 03.04.1.04

Umfang und Zuordnung

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

Inhaltsübersicht

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?

Inhaltsübersicht

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

Literatur

• Michael J. Quinn: Parallel Programming, Mcgraw-Hill Higher Education, 2004.
• Ian Foster: Designing and Building Parallel Programs, Addison Wesley, 1995.
• Peter Sanders, Thomas Worsch: Parallele Programmierung mit MPI, Logos Verlag, 1997.
• 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, 2nd Ed., 2004.

Übungstermine

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