Welcome to SCCS!

From Sccswiki
Revision as of 09:50, 14 August 2008 by Buchholm (talk | contribs)
Jump to navigation Jump to search
Welcome to the Chair of Scientific Computing (SCCS) of TUM’s informatics department. Whether you step by to check a web page of our teaching program, whether you are interested in one of our various research activities, or whether you just want to visit the home of Quartl and Müller-Lüdenscheid Publishers – we hope that you quickly find what you are looking for. If not, please do not hesitate to contact any member of the SCCS team. See you again soon! File:Abt bild klein neu.jpg

Mission Statement

File:B/b7/Eng.jpg File:2/2b/Deu.jpg File:D/d8/Usa.jpg File:2/29/Ita.jpg File:C/c4/Esp.jpg File:1/1c/Ptx.jpg File:E/ee/Fra.jpg File:E/ec/Sra.jpg File:A/ad/Tur.jpg File:0/04/Rus.jpg File:E/ec/Rom.jpg File:E/ed/Pol.jpg File:6/61/Lat.jpg File:A/ac/Eox.jpg File:5/55/Bay.jpg File:0/0d/Mak.jpg File:D/d4/Hun.jpg




Eng.jpg “The most scientifically important and economically promising research frontiers in the 21st century will be conquered by those most skilled with advanced computing technologies and computational science applications.” This central statement from the 2005 President’s IT Advisory Committee report from the US also outlines the chair’s focus fields in research and teaching: the algorithmics of scientific and high-performance computing as well as applications of numerical simulation. The spectrum extends from efficient numerical algorithms (discretisation of partial differential equations, fast linear solvers, high-dimensional numerics, sparse grids, image processing, adaptivity, and hardware-awareness) via parallel and distributed computing (parallel algorithms, parallelisation, load balancing, and Grid computing) as well as the embedding of simulation tasks up to simulation scenarios from various fields (fluid dynamics, fluid-structure interaction, chemical engineering, traffic, finance, or quantum chemistry). Our research projects, due to the tasks’ complexity, are typically tackled in multi-disciplinary cooperation and, thus, cover almost the entire simulation pipeline.

Deu.jpg „The most scientifically important and economically promising research frontiers in the 21st century will be conquered by those most skilled with advanced computing technologies and computational science applications.“ Diese zentrale Aussage aus dem US-amerikanischen Bericht des President’s IT Advisory Committee aus dem Jahr 2005 umreißt auch die Schwerpunkte des Lehrstuhls in Forschung und Lehre: Algorithmik des Wissenschaftlichen Rechnens und des Höchstleistungsrechnens sowie numerische Simulationsanwendungen. Das Spektrum reicht dabei von effizienten numerischen Algorithmen (Diskretisierung partieller Differentialgleichungen, schnelle Gleichungssystemlöser, hochdimensionale Numerik, dünne Gitter, Bildverarbeitung, Adaptivität sowie Hardware-nahe Konzepte) über paralleles und verteiltes Rechnen (parallele Algorithmen, Parallelisierung, Lastverteilung sowie Grid Computing) und Einbettung von Simulationsaufgaben bis hin zu Simulationsanwendungen aus verschiedenen Bereichen (Strömungsmechanik, Fluid-Struktur-Interaktion, Verfahrenstechnik, Verkehr, Finanzmathematik oder Quantenchemie). Unsere Forschungsprojekte, die der Komplexität der Aufgaben entsprechend zumeist in fachübergreifender Kooperation bearbeitet werden, decken damit weite Bereiche der Simulationspipeline ab.

Usa.jpg “The most scientifically important and economically promising research frontiers in the 21st century will be conquered by those most skilled with advanced computing technologies and computational science applications.” This central statement from the 2005 President’s IT Advisory Committee report from the US also outlines the chair’s focus fields in research and teaching: the algorithmics of scientific and high-performance computing as well as applications of numerical simulation. The spectrum extends from efficient numerical algorithms (discretization of partial differential equations, fast linear solvers, high-dimensional numerics, sparse grids, image processing, adaptivity, and hardware-awareness) via parallel and distributed computing (parallel algorithms, parallelization, load balancing, and Grid computing) as well as the embedding of simulation tasks up to simulation scenarios from various fields (fluid dynamics, fluid-structure interaction, chemical engineering, traffic, finance, or quantum chemistry). Our research projects, due to the tasks’ complexity, are typically tackled in multi-disciplinary cooperation and, thus, cover almost the entire simulation pipeline.

Ita.jpg “The most scientifically important and economically promising research frontiers in the 21st century will be conquered by those most skilled with advanced computing technologies and computational science applications.” Questa cruciale affermazione del Presidente dell'IT Advisory Committee nel 2005, riportata dagli USA, sottolinea anche il principale interesse dei grandi nella ricerca e nell'insegnamento: algoritmi e applicazioni altamente performanti per il calcolo scientifico. L'argomento si estende ai più svariati settori: efficienti algoritmi numerici (discretizzazione di equazioni differenziali parziali, veloci risolutori lineari, calcolo numerico multi dimensionale, griglie sparse, elaborazione delle immagini, adattatività, hardware-awareness) mediante calcolo parallelo e distribuito (algoritmi paralleli, parallelizzazione, bilanciamento del carico e Grid computing); integrazione di task simulativi; simulazione di scenari in vari campi (fluidi dinamici, interazioni tra fluidi e strutture, ingegneria chimica, traffico, finanza, chimica dei quanti). I nostri progetti di ricerca, a causa della loro complessità, sono tipicamente condotti grazie alla cooperazione multidimensionale e quindi coprono quasi l'intera filiera di simulazioni.

Esp.jpg “The most scientifically important and economically promising research frontiers in the 21st century will be conquered by those most skilled with advanced computing technologies and computational science applications.” La principal aseveración del reporte 2005 del Presidente del Comite de Consejo de IT de los EEUU también recalca el enfoque a los campos de investigación y enseñanza: la computación algorítmica científica, la computación de alto rendimiento y la simulación numérica. El espectro se extiende incluyendo algoritmos numéricos eficientes (discretización de ecuaciones diferenciales parciales, resolvedores lineares veloces, análisis numérico de alta dimensionalidad, el método decuadrícula dispersa, procesamiento de imagen, adaptividad y manejo especializado de hardware) vía computación paralela y distribuida (algoritmos paralelos, paralelización, balance de carga y computación en cuadricula) asi como tambien la inclusión de tareas de simulación en los escenarios recurrentes en muchas áreas de aplicación (mecánica de fluidos, interacción fluido-estructura, ingeniería química, tráfico, finanzas, o química cuántica). Nuestros proyectos de investigación, debido a su complejidad, son típicamente abordados mediante cooperacion multi disciplinaria y por ende cubren casi en su totalidad las fases de la simulación.

Ptx.jpg Aspectos relevantes da informática e dos métodos numéricos, para cálculos científicos na investigação e no ensino, representam o centro básico das actividades desta cadeira. Referente à aplicação, o aspecto central é a simulação numérica de processos na engenharia e nas ciências naturais relacionados com problemas de Mecânica dos Fluídos, das Estruturas Mecânicas, assim como nos problemas combinados. Para a solução numérica das equações diferenciais com derivadas parciais correspondentes desenvolvem-se e investigam-se, analisam-se e introduzem-se modernos métodos matemáticos como são, por exemplo, os Métodos de Multiníveis Hierárquicos ou os métodos de Redes Densas, tal como os novos Paradigmas provenientes da informática, como o cálculo repartido entre várias calculadoras ultra-rápidas e a aplicação de concepções de língua funcional. Outros temas essenciais nesta cadeira são a Álgebra Computacional, a Computação Gráfica bem como as Técnicas de Visualização.

Fra.jpg « The most scientifically important and economically promising research frontiers in the 21st century will be conquered by those most skilled with advanced computing technologies and computational science applications. » Cet énoncé central du rapport du President’s IT Advisory Committee aux États-Unis de l’an 2005 esquisse aussi les sujets principaux de la chaire en ce qui concerne et la recherche et l’enseignement: l’algorithmique pour le calcul scientifique et haute-performance aussi que des applications de la simulation numérique. Les activités vont des algorithmes numériques efficaces (discrétisation des équations différentielles partielles, méthodes rapides pour la résolution des systèmes linéaires, méthodes numériques en beaucoup de dimensions, sparse grids, traitement d’images, méthodes d’adaptation de maillages et hardware-awareness) via le calcul parallèle et distribué (algorithmes parallèles, parallélisation, distribution de charge et algorithmes pour la Grille) et intégration des problèmes de simulation jusqu’aux applications de simulation provenant de domaines différents (mécanique des fluides, interaction fluide-structure, génie chimique, trafic, mathématiques financières ou chimie quantique). Par cela, nos projets de recherche, réalisés en coopération interdisciplinaire pour la plupart pour raison de complexité, couvrent presque tout le cycle de simulation.

Sra.jpg Aspekti koriscenja racunara u nauci koji se bave numerickom analizom i informatikom su glavni fokus aktivnosti ove katedre i u istrazivanju i u nastavi. Sto se tice primene, numericke simulacije problema mehanike fluida, mehanike struktura, i problemi interakcije navedenih oblasti su centar naseg interesovanja. Za numericko resavanje parciajalnih diferencijalnih jednacina koji iz toga slede, razvijaju se, proucavaju i primenjuju moderni matematicki prilazi kao hijerarhijske multi level methode ili tehnike nepotpunih mreza kao i nove inovacije u informatici kao distribuirani racunarski sistemi na racunarima visokih performansi ili koncepti funkcionalnih jezika. Dalje teme istrazivanja su racunarska algebra, racunarska grafika, i vizuelizacija podataka u nauci.

Tur.jpg Bilgisayar bilimleri ve numerik analiz ile ilgili bilimsel hesaplama konulari bu arastirma ve ogretim biriminin aktivitelerinin agirlik noktasini olusturmaktadir. Muhendislik ve tabiat bilimlerindeki proseslerin numerik simulasyonunda akis dinamigi ve yapi mekanigi ile ilgili sorular ve problemler uygulamada ana ilgi alanidir. Kismi diferansiyel denklemlerin numerik cozumunde ornek olarak hiyerarsik cok duzeyli metodlar ya da ince kepenk metodlari gibi modern matematik metotlari, bunun yani sira yuksek hizli bilgisayarlarda dagilmis isleme, fonksiyonel dil konseptleri gibi bilgisayar bilimlerinde yeni Paradigmalar gelistirilmekte, incelenmekte ve kullanilmaktadir. Ogretim birimin diger ilgi alanlari bilgisayar cebri, bilgisayarda grafik ve goruntuleme teknikleridir.

Rus.jpg “The most scientifically important and economically promising research frontiers in the 21st century will be conquered by those most skilled with advanced computing technologies and computational science applications.” Это центральное высказывание из американского доклада, сделанного президентом IT Advisory Committee в 2005 году, обрисовывает основные направления кафедры в исследованиях и преподавании: как алгоритмы научных расчетов и высокопроизводительных вычислений, так и применение численного моделирования. Спектр исследований простирается от эффективных численных алгоритмов (дискретизация частных дифференциальных уравнений, быстрые методы решения систем линейных алгебраических уравнений, многомерные численные расчеты, методы разреженных сеток, обработка изображений, адаптивность и низкоуровневая концепция) через параллельные и распределенные вычисления (параллельные алгоритмы, распараллеливание, распределение нагрузки, Grid – вычисления) к внедрению и применению задач моделирования в различных областях (задачи гидродинамики, взаимодействие жидкости-структуры, химическая инженерия, транспорт, финансы, квантовая химия). Наши исследовательские проекты, благодаря сложности решаемых задач, обычно ведутся при взаимодействии многих научных дисциплин и покрывают практически весь спектр задач моделирования.

Rom.jpg “The most scientifically important and economically promising research frontiers in the 21st century will be conquered by those most skilled with advanced computing technologies and computational science applications.” Aceasta declaratie centrala din Raportul pe 2005 a Comitetului Consultativ IT al Presedintelui SUA contureaza de asemenea si focusul catedrei in cercetare si predare: algoritmi pentru calcul stiintific si de inalta performanta, precum si applicatii ale simularii numerice. Spectrul se extinde de la algoritmi numerici eficienti (discretizarea ecuatiilor cu derivate partiale, solvere rapide pentru ecuatii liniare, numerica multi-dimensionala, griduri rare, procesare de imagini, adaptivitate si orientare hardware) via calcul paralel si distribuit (algoritmi paraleli, paralelizare, distributia calculelor si calcul in Grid) precum si prin intermediul integrarii sarcinilor de simulare pana la scenarii de simulare din diverse domenii (dinamica fluidelor, interactiunea fluide-structuri, inginerie chimica, trafic, finante sau chimie cuantica). Datorita complexitatii temelor, proiectele noastre de cercetare sunt abordate in colaborari multi-disciplinare si, deci, acopera aproape in intregime ciclul de simulare.

Pol.jpg Aspekty obliczen naukowych dotyczace analizy numerycznej i informatyki leza w centrum zainteresowan katedry, zarowno w sferze badan, jak i dydaktyki. W aplikacjach koncentrujemy sie na numerycznych symulacjach przepywu plynow, mechanice strukturalnej i problemach zlozonych. W celu numerycznego rozwiazania rownan rozniczkowych czastkowych opisujacych w/w problemy, w naszej katedrze opracowuje sie, bada i stosuje nowoczesne metody matematyczne, m.in. hierarchiczne metody wielopoziomowe oraz siatki rozrzedzone (sparse grids), a takze korzysta sie z najswiezszych osiagniec informatyki, takich jak obliczenia rownolegle na superkomputerach czy jezyki funkcyjne. Ponadto zajmujemy sie takze algebra komputerowa, grafika komputerowa i wizualizacja w zastosowaniach naukowych.

Lat.jpg Quae ad informaticam et ad rationem numerandi investigatione et doctrina scrutandam pertinent, huic cathedrae maximo momento sunt. Ut ad usum cottidianum apta sint, quae in simulatione numerali processuum sive scientiae naturalis sive doctrinae virorum ingeniosorum exponantur, ea in eis rebus inquirimus, quae tractantur et in potestate fluida et in mechanica structurali et in utraque coniugenda. Ut numeris solvi possint, quae proponuntur in aequationibus differentialibus, vias novas mathematices invenimus, probamus, adhibemus, non solum eas, quae appellantur viae multorum graduum stricte inter se dependentium vel retis cuiusdam tenuis, sed etiam eas, quae nuper in informatica elaboratae sunt velut et opus computro maximi effectus distributum et experimenta linguae recte utendae. Praeterea id agimus, ut et algebram contemporalem et depictionem computoralem nec non vias et rationes rerum fictionalium ad oculus demonstrandarum provehamus.

Eox.jpg La esplora kaj instruada fokuso de la katedro estas la informadikaj kaj nombre-kalkulaj aspektoj de scienca komputado. Je la aplika flanko centras demandoj el la fluajxa kaj struktura dinamikoj kaj kuplitaj problemoj, cxe nombra simulado de procezoj el la ingxenieraj kaj naturaj sciencoj. Por kompute solvi la bazantajn parcialajn diferencialajn ekvaciojn ni evoluigas, studas kaj aplikas kaj modernajn matematikajn procedojn, ekzemple hierarkiajn plurkradajn multnivelajn metodojn aux maldensakradajn metodojn, kaj aktualajn paradigmojn en la informadiko, kiaj ekzemple malcentra prilaborado en superpovumaj komputiloj kaj funkci-lingvaj konceptoj. Pliaj fokusoj de la katedro estas komputila algebro, komputila grafiko kaj teknikoj de scienca vidigo.

Bay.jpg "The most scientifically important and economically promising research frontiers in the 21st century will be conquered by those most skilled with advanced computing technologies and computational science applications." Des is voa a boa Jahr in so oana Zeidung vo de Ammehn gstand'n und sogd genau des, wos mia uns an unsam Leastui de mehra Zeid aso oschaun und de Student'n beibringan: So Rechnunga auf neie und schneje Kompjuda und de Simulierarei vo so numerische Sachan. Des fangd oh bei guade Vafahrn (As Untateiln in Dreieck', de ma manchmoi an de Eggn no a weng gleana mochd; as schneje Ausrechnen; de Behandlung vo greßere Systeme; dinne Gidda, wo ma hi und do amoi an Punkt auslossd; Zeig, des auf a neie Hardwea bassd; de Frog, wia ma oide Buidln wieda scheena mochd), gehd üba's Ausrechnen vo dene Sachan auf mehra Kompjuda z'gleich, so dass jeda gleich vui z'doa hod, üba's Eibau vo dera Simulierarei und head bei de komplizierdan Sachan vo de Inscheniöre, Maddemaddigga und de Quanddnkemigga no lang no ned auf. Des Zeig, wos mia aso mochan, gherd oiso zu vaschiedane Ressors, de olle mid da Simulierarei z'doan ham.

Mak.jpg Aspektite na numerichkoto smetanje vo naukata koi opfakjaat numerichka analiza i informatika se glavniot fokus na ovaa katedra, kako vo pogled na istrazhuvanjeto, taka i vo pogled na nastavata. Vo centarot na nashiot interes lezhi primenata na numerichki simulacii za reshavanje na problemi od oblasta na "Mehanika na fluidi" i "Mehanika na strukturi", kako i interdisciplinarni problemi od navedenite oblasti. Za naogjanje na numerichko reshenie na parcijalnite diferencijalni ravenki se razvivaat, prouchuvaat i primenuvaat moderni matematichki priodi kako hierarhiski multi-level metodi ili grid tehniki, a isto taka i najnovi dostignuvanja vo kompjuterskite nauki kako distribuirano presmetuvanje na superkompjuteri ili koncepti na funkcionalni jazici. Ostanati temi so koi se zanimava katedrata se kompjuterska algebra, kompjuterska grafika i vizuelizacija na nauchni podatoci.

Hun.jpg Tudományos számítástechnikai szempontból a tanszék fő kutatási és tanítási tevékenysége a numerikus analízisre és az informatikára összpontosul. Fő alkalmazási területek a fluid-dinamikai, strukturális-mechanikai és csatolt problémák numerikus szimulációja. Az adott parciális differenciálegyenletek numerikus megoldására modern matematikai módszerek, mint pl. hierarchikus többrácsos módszer vagy ritka rács technológiák kutatása illetve fejlesztése van folyamatban. Továbbá modern informatikai programozási modellek alkalmazására is sor kerül, mint pl. osztott programozás szuperszámítógépen vagy funkcionális programozás. További kutatási témák: szimbólikus számítás, számítogépes grafika és tudományos adat-megjelenítés.