Advanced Parallel Computing and Solvers for Large Problems in Engineering

Module MW1746

This Module is offered by Associate Professorship of Mechanik auf Höchstleistungsrechnern (Prof. Gee).

This module handbook serves to describe contents, learning outcome, methods and examination type as well as linking to current dates for courses and module examination in the respective sections.

Module version of WS 2011/2

There are historic module descriptions of this module. A module description is valid until replaced by a newer one.

available module versions
SS 2012WS 2011/2

Basic Information

MW1746 is a semester module in German or English language at Bachelor’s level und Master’s level which is offered in summer semester.

This Module is included in the following catalogues within the study programs in physics.

  • Catalogue of non-physics elective courses
Total workloadContact hoursCredits (ECTS)
150 h 60 h 5 CP

Content, Learning Outcome and Preconditions

Content

In der Simulation kontinuumsmechanischer Fragestellungen wachsen mit den Problemgrössen auch die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Computer. Eine Art, diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist zur Zeit der Einsatz von Parallelrechnern. Bei diesen werden Aufgaben auf mehrere Prozessoren verteilt und dann gemeinschaftlich und gleichzeitig bearbeitet. Leider ist es i.d.R. nicht möglich, herkömmliche serielle Programme auf einem parallelen Computer auszuführen und so eine entsprechend schnellere Lösung zu erzielen. Vielmehr müssen Methoden, Algorithmen und Software speziell fuer Parallelrechner erdacht und umgesetzt werden. Dieser Kurs gibt einen Überblick über Methoden und parallele Techniken, wie sie in der parallelen Simulation der Struktur- und Fluidmechanik verwendet werden. In Übungen soll dem Studierenden die Gelegenheit gegeben werden, parallele Algorithmen selbst auszuprobieren und/oder einfach parallele Anwendungen zu entwerfen und umzusetzen.

Learning Outcome

Nach der erfolgreichen Teilnahme an der Modulveranstaltung Advanced Parallel Computing and Solvers for Large Problems in Engineering sind die Studierenden in der Lage, grundlegende Konzepte des Einsatzes von Mehrprozessorarchitekturen in der Simulation zu beurteilen und die grundsätzlichen Einsatzgebiete zu erkennen. Sie verstehen weiter wesentliche Basiskonzepte der Gebietszerlegung und können diese mit den erlernten Methoden analysieren und vergleichen. Hiermit beherrschen sie auch die Grundlagen für den Entwurf paralleler Lösungsalgorithmen für sehr grosse Gleichungssysteme. Eine Einführung in Mehrgittermethoden ermöglicht den Einblick in aktuelle Fragestellungen der Entwicklung von Algorithmen für Höchstleistungsrechner. Die erlernten grundlegenden Methoden tragen zur Entwicklung der Fähigkeit bei, parallele Simulationsfragestellungen in Ingenieurproblemen zu formulieren und sie selbstständig zu lösen.

Preconditions

Programmierkenntnisse in C oder C++ sind von Vorteil, jedoch nicht Bedingung

Courses, Learning and Teaching Methods and Literature

Courses and Schedule

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Advanced Parallel Computing and Solvers for large Problems in Engineering (MW1746) Donnerstag, 14:00–16:00
Donnerstag, 14:00–16:00
sowie einzelne oder verschobene Termine

Learning and Teaching Methods

Die Vorlesung findet als Vortrag statt. Wichtige Inhalte der Vorlesung werden am Tablet-PC angeschrieben, die die Studierenden in ihr Handout übertragen können. In den Übungen werden Beispielaufgaben gemeinsam erarbeitet und gelöst. Die Bearbeitung ist freiwillig.

Media

Vortrag, Präsentation mit Tablet-PC, Lernmaterialien auf Lernplattform, Übungsmaterialien für praktische Übung am Parallelrechner

Literature

Mitschrieb der Vorlesung, Handout Vortragsfolien

Module Exam

Description of exams and course work

Begleitend zu Vorlesung finden dreimal im Semester praktische Übungen am Computer statt, in denen die Kenntnisse aus der Vorlesung an praktischen Beispielen geübt und wiederholt werden. Dieses Vorgehen trägt erheblich zum Verständnis des Stoffes bei. Die Teilnahme an den Übungen ist keine Prüfungsleistung, wird aber erwartet.

Exam Repetition

There is a possibility to take the exam in the following semester.

Condensed Matter

When atoms interact things can get interesting. Fundamental research on the underlying properties of materials and nanostructures and exploration of the potential they provide for applications.

Nuclei, Particles, Astrophysics

A journey of discovery to understanding our world at the subatomic scale, from the nuclei inside atoms down to the most elementary building blocks of matter. Are you ready for the adventure?

Biophysics

Biological systems, from proteins to living cells and organisms, obey physical principles. Our research groups in biophysics shape one of Germany's largest scientific clusters in this area.