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Proseminar High Performance Computing - Summer 14

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Term
Summer 14
Lecturer
Sebastian Rettenberger, Dipl.-Inf. Martin Schreiber
Time and Place
Vorbesprechung: 29. Januar 2014 um 15 Uhr, 02.07.023
Audience
Informatik (Bachelor)
Tutorials
-
Exam
-
Semesterwochenstunden / ECTS Credits
2 SWS / 4 Credits
TUMonline
IN0013



Contents

Inhalt

Überblick und Methoden des High Performance Computing: Software, Hardware, Netzwerk, Trends


Termine

Vorbesprechung: 29. Januar 2014 um 15 Uhr, 02.07.023

Anmeldung: Bis 5. Februar 2014 um 12 Uhr per Mail an Schreibmmail.png und Rettenbsmail.png
Bitte schreibt Name, Semester und Wunschthemen inkl. kurze Begründung (1 Satz) in die Mail.

1. Blocktermin: 13.5.2014, 15:00 - 17:00

2. Blocktermin: 27.5.2014, 15:00 - 17:00

3. Blocktermin: 03.6.2014, 15:00 - 17:00

4. Blocktermin: 17.6.2014, 15:00 - 17:00

Bei allen Terminen gilt die Anwesenheitspflicht.

Themenvergabe

Thema Bearbeiter(in) Vortragsdatum Betreuer
x86-Architektur: Past, Present Future Daniel Stüwe, Gabriel Haas 13.5.2014 Martin Schreiber
IBM BlueGene Tobias Radspieler 13.5.2014 Martin Schreiber
GPU: Tsubame Nikolai Kircher 13.5.2014 Christoph Riesinger
Co-processoren: XeonPhi Johannes Zirngibl, Alexander Reisner 13.5.2014 Sebastian Rettenberger
Netzwerke fuer Superrechner: Technologien und Topologien Konrad Weiss 13.5.2014 Sebastian Rettenberger
OpenMP/TBB Christoph Dehner, Matthias Kohler 27.5.2014 Martin Schreiber
SIMD & Vektorrechner Stephan Rabanser 27.5.2014 Sebastian Rettenberger
PGAS (CoArray Fortran, X10) David Krebs 27.5.2014 Martin Schreiber
MPI Hendrik Leppelsack 27.5.2014 Sebastian Rettenberger
Amdahl, Gustavson und Co. David Utzmann 3.6.2014 Sebastian Rettenberger
Energieeffizienz im High Performance Computing Benedikt Labrenz 3.6.2014 Martin Schreiber
Molekulardynamik Ursula Rieger, Sebastian Baur 17.6.2014 Wolfgang Eckhardt
Lattice Boltzmann Georgi Dikov, Alexander Biro 17.6.2014 Martin Schreiber
Erdbebensimulation Jaclyn Monteiro 17.6.2014 Alexander Breuer
High Performance Linpack (HPL): Der Benchmark der Top500 Liste Christian Sturm, Christoph Schwarzenberg 17.6.2014 Sebastian Rettenberger

Themenbeispiele

Hardware

  • x86-Architektur: Past, Present Future
  • IBM BlueGene
  • GPU: Tsubame
  • Co-processoren: XeonPhi
  • Netzwerke fuer Superrechner: Technologien und Topologien

Parallelisierungsmodelle

  • OpenMP/TBB
  • SIMD & Vektorrechner
  • PGAS (CoArray Fortran, X10)
  • MPI

Theorie

  • Wie sieht ein Supercomputer in 8 Jahren aus?
  • Amdahl, Gustavson und Co.

Anwendungen

  • Molekulardynamik
  • Lattice Boltzmann
  • Navier Stokes
  • Tsunami Simulation
  • High Performance Linpack (HPL): Der Benchmark der Top500 Liste

Recherchetipps

Um weitere Literatur zu finden, gibt es vielfältige Möglichkeiten, z.B.

oder direkt über die Webseiten der Verlage (Elsevier, Springer, IEEE, ACM, ...)

Sowie Bibliotheksrecherche online

aus dem Uni-Netz (VPN Zugang bzw. lokal vor Ort) muss der Proxy gesetzt werden, dann gibt es kostenlosen Zugriff auf viele Journals etc., siehe

Manche Bücher sind zudem über den OPAC-Katalog abrufbar ("Volltext" Button):

Aufgaben

Praesentation von 20 Minuten + 10 Minuten fuer Fragen.

Ausarbeitung des Themas.

Tipps zum Schreiben eines Papers

Tipps zur Vorbereitung einer Präsentation

Tun Sie alles dafür, dass Ihre Zuschauer möglichst wenig Energie aufwenden müssen, um Ihrem Vortrag folgen zu können.

  • Denken Sie bei der Vorbereitung Ihres Vortrages an Ihr Publikum: welchen Wissensstand haben sie, welche Interessen, usw. Sie sollen lernen, Ihr Thema zu „verkaufen“. Das beste Ergebnis, dass Sie erwarten können: die Zuhörer (Mitstudenten) haben Ihren Vortrag verstanden und möchten mehr über das Thema erfahren.
  • Menschen haben eine beschränkte Aufnahmekapazität. Man kann davon ausgehen, dass die meisten nur bis zu 5 zentrale Punkte aus einem Vortrag mitnehmen können - bei einem 20-minütigen Vortrag eher 3. Überlegen Sie sich deswegen gut, was Ihr Publikum nach dem Vortrag über Ihr Thema wissen soll. Und dann machen Sie die Wichtigkeit dieser Informationen eindeutig: sagen Sie das, sagen Sie es nochmal, und fassen Sie es am Ende nochmal zusammen.
  • Als Daumenregel gilt: man braucht 2 bis 3 Minuten pro Folie. Denken Sie daran während der Planung Ihres Vortrages. Es ist kaum möglich 15 Folien in einen 20-minütigen Vortrag zu „packen“.
  • Formeln können viel Information in einer kompakten Form repräsentieren. Man braucht aber auch viel Zeit und Energie, um diese Information wieder „dekomprimieren“ zu können. Wenn Sie eine Formel auf Ihren Folien haben, erklären Sie was diese bedeutet, welche Informationen sie enthält, welche Intuition dahinter steht. Überlegen Sie sich, ob dieselbe Information auch mit anderen Mitteln erklärt werden kann, z.B. mit einem Beispiel oder mit einem Diagramm.
  • Verwenden Sie keine Fachbegriffe ohne sie davor zu erklären. Falls die Begriffe von Ihren Kommilitonen in einem früheren Vortrag bereits erklärt wurden, können Sie darauf verzichten oder die Bedeutung nur kurz wiederholen - und am besten darauf referenzieren.
  • Der Text auf den Folien soll gut lesbar sein. Achten Sie darauf, dass die Schriftart gut lesbar ist, und die Schriftgröße nicht zu klein ist (mind. 16 pt, besser 20 pt). Als Faustregel soll man nicht mehr als 7 Kernaussagen auf einer Folie haben.
  • Für die Präsentation gilt: üben, üben, üben! Halten Sie ihre Präsentation mindestens 5 Mal zur Probe, bevor Sie sie im Vortrag im Seminar halten. Machen Sie eine Trockenübung vor Ihren Freunden, Eltern, Geschwistern oder wer auch immer zu langsam flieht ;-) Wenn Sie niemanden finden können, üben Sie vor dem Spiegel - aber definitiv so im Stehen, wie Sie später Ihren Vortrag auch halten würden.
  • Reden Sie laut, deutlich und nicht zu schnell. Je mehr Konzentration Ihre Zuschauer brauchen um Sie akustisch zu verstehen, desto früher werden sie aussteigen.
  • Folien dienen zur Visualisierung und sollen Ihnen helfen, auf dem Faden zu bleiben. Während des Vortrages versuchen Sie nicht die Folien einfach runter zu lesen. Die meisten können schneller lesen, als sie vorlesen. Tipp: nur Stichworte auf die Folien, den Rest erzählen Sie sowieso selbst.
  • Suchen Sie ein Feedback: haben die anderen Studenten Ihre Erklärung verstanden, haben sie noch Fragen oder haben sie schon längst aufgeben Ihrem Vortrag zu folgen?
  • Wenn Sie noch etwas anderes machen können, das Ihren Zuschauern das Verstehen des Themas erleichtern soll, dann sollen Sie es unbedingt machen.


Plagiate

  • LIEGT EIN VERSTOSS VOR, MUSS DIE ARBEIT MIT 5.0 BEWERTET WERDEN!
  • jegliche Art von Plagiaten ist zu vermeiden:
    • jegliches fremdes geistiges Eigentum muss zitiert werden (Bilder, Text, Web-Seiten, etc.)
    • zitieren bedeutet nicht, dass danach Text 1:1 kopiert werden darf!
    • Umstellen von Woerten ist auch noch ein Plagiat!
  • jede Ausarbeitung wird auf Plagiate gechecked!
  • Um Aerger zu ersparen: ALLES MIT EIGENEN WOERTERN SCHREIBEN UND ABBILDUNGEN SELBST ERSTELLEN!
  • Bitte beachten Sie dazu auch die zentralen Hinweise unter Regelungen für Prüfungen am Lehrstuhl V

LaTeX

Formalia

  • Vortrag: 20min + Diskussion
  • Ausarbeitung: 5 Seiten im IEEE Format (Template, s.o.), excl. Quellenangaben.

Wichtige Termine

  • 4 Wochen vor dem Vortrag - ein Entwurf der Ausarbeitung beim Betreuer einreichen (per Email)
  • 2 Wochen vor dem Vortrag - Folien beim Betreuer einreichen
  • Am Tag des Vortrages - Abgabe der fertigen Ausarbeitung