Vorlesung Paralleles Rechnen

aktuelle Informationen

10.03.05 Für die Durchgefallenen gibt es eine mündliche Nachprüfung am Freitag, den 15.04.05, Prüfungszeiten
10.03.05 Klausurergebnisse, Notenspiegel, Klausureinsicht:17.03.2005, 10.00-11.00, Zi 1.07
04.02.05 Klausurtermin Dienstag, den 8.2.05 von 9 bis 11 Uhr, Raum 0.02-0.04; Erlaubt sind: eigene Unterlagen; Nicht erlaubt: technische Hilfsmittel aller Art
31.01.05 Punkteübersicht und Klausurzulassung
31.01.05 Resultate von Aufgabenblatt 3
11.01.05 Aufgabenblatt 3: Ausgabe: 11.1., Abgabe 25.1., Rückgabe 2.2.
04.01.05 Resultate von Aufgabenblatt 2
14.12.04 Update Hinweise zur Clusternutzung
08.12.04 Am 14.12.04 findet eine Exkursion zum AIP statt. Treffpunkt ist um 9:00 vor dem Schwarzschild-Haus (Wegbeschreibung).
07.12.04 Folien mit Musterlösungen
07.12.04 Resultate von Aufgabenblatt 1
06.12.04 Aufgabenblatt 2: Ausgabe: 7.12., Abgabe 17.12., Rückgabe 11.1.05
02.12.04 Der Klausurtermin wurde auf Dienstag, den 8.2.05 von 9 bis 11 Uhr festgelegt.
22.11.04 am Dienstag, den 23.11.04 fällt die Vorlesung wegen Krankheit aus!!
09.11.04 Hinweise zur Clusternutzung
26.10.04 Aufgabenblatt 1: Ausgabe: 9.11., Abgabe 23.11., Rückgabe 30.11.

Ansprechpartner

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

Folien

Die Folien zur Vorlesung finden Sie hier!

Anforderungen

Die Anforderungen gelten auch für den unbenoteten Schein.

mindestens 50% der Hausaufgabenpunkte
Bestehen der Klausur

Umfang und Zuordnung

Veranstaltungsform: Vorlesung (2 SWS)
Belegungspunkte: 3
Informatikfachzuordnung: Praktische Informatik (3000), Technische Informatik

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

[zurück] [nach oben]
Mail to webmaster
© by Prof. Dr. Bettina Schnor, Klemens Kittan
Design by Klemens Kittan, Maximilian Haase