Paralleles Rechnen für Anwendungen in der Energietechnik (Sommersemester 2010)
- Dozent*in: Prof. Dr. Vincent Heuveline
- Veranstaltungen: Vorlesung (1615)
- Semesterwochenstunden: 4
- Hörerkreis: Studierende im Hauptstudium als auch Promovierende der Mathematik und der Ingenieurwissenschaften
Vorlesung: Raum 1C-03 (Allianz-Geb. 05.20)von 9.00-12.00 Uhr
Übung: Raum A-112 (Steinbuch Centre for Computing, Zirkel 2) von 14.00-17.00 Uhr
| Termine | |||
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| Vorlesung: | Blockveranstaltung | K89-93 | Beginn: 19.7.2010, Ende: 23.7.2010 |
Der Einsatz moderner Parallelrechner und die Entwicklung von angepassten parallelen Algorithmen ermöglichen es, Probleme, die auf üblichen Arbeitsplatzrechnern nicht lösbar sind oder eine Rechenzeit von Wochen bis zu Monaten erfordern, meist innerhalb von wenigen Stunden zu bearbeiten. Dadurch erst werden die Simulation von komplexen Phänomenen aus den Natur- und Ingenieurwissenschaften und die notwendigen Parameterstudien ermöglicht.
Die Vorlesung behandelt die Grundlagen für die effiziente Nutzung von Parallelrechnern und Supercomputern. Hierbei wird insbesondere auf die mathematische Modellbildung und Gebietszerlegungsmethoden für die Lösung partieller Differentialgleichungen eingegangen. Es werden Rechnerarchitekturen und Programmierparadigmen und -umgebungen auf Systemen mit gemeinsamem und verteiltem Speicher vorgestellt. Für wichtige Problemstellungen der numerischen Mathematik werden in diesem Rahmen Aspekte von effizienten Datenstrukturen und parallelen Algorithmen erörtert (z.B. für tridiagonale und dünnbesetzte Matrizen). Insbesondere werden auch die Grundtechniken zur Leistungsbewertung vermittelt. Darüber hinaus wird auch auf neueste technologische Entwicklungen im Bereich der Multicore-Technologien eingegangen (z.B. GPUs, Cell).
Die Vorlesung hat einen einführenden Charakter und setzt lediglich Vorkenntnisse in den Programmiersprachen C oder C++ voraus. In den begleitenden Übungen werden verschiedene Aufgabenstellungen auf Parallelrechnern unter Verwendung von MPI und OpenMP bearbeitet.