Parallelisierung von physikalischen Rechnungen auf GPUs mit CUDA
Parallelisation of Physics Calculations on GPUs with CUDA

Modul PH1351

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

PH1351 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Bachelor-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Applied and Engineering Physics
  • Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Biophysik
  • Proseminarkatalog für den Bachelorstudiengang Physik
  • Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Physik der kondensierten Materie
  • Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Kern-, Teilchen- und Astrophysik

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
120 h 40 h 4 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH1351 ist Stefan Recksiegel.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Seminarvorträge und Programmierprojekte durch Studierende zu Parallelisierungsmethoden auf GPUs in der rechnergestützten Physik.

Lernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme an dem Modul sind die Studierenden in der Lage, Algorithmen aus der rechnergestützten Physik auf hochparallelen Prozessoren umzusetzen. Sie verstehen, welchen Einfluss verschiedene Parallelisierungsparameter auf die Ausführungsgeschwindigkeit haben.

Voraussetzungen

Algorithmen der rechnergestützten Physik (z.B. durch gleichzeitige Teilnahme an der parallel angebotenen Vorlesung Rechnergestützte Physik II), Programmieren in C.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Die Lernergebnisse dieses Moduls werden durch die Literatursuche, das Literaturstudium, die Vorbereitung des Vortrags, die Diskussion mit dem/der Dozenten/in, das Programmieren, das Erstellen des Vortrags, den Vortrag an sich und das Beantworten der Fragen dazu erarbeitet.

Medienformen

Präsentationsmaterialien, ergänzende Literatur, Rechner mit CUDA fähiger Grafikkarte (im CIP-Pool vorhanden).

Literatur

CUDA programming guide von NVIDIA (mehr Doku hier), Teil 5 und Teil 6 von GPU Gems 3.

http://users.ph.tum.de/srecksie/lehre/cuda.html

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Im Rahmen des Seminars bereitet jede(r) Studierende selbständig einen Vortrag zu einem aktuellen wissenschaftlichen Thema vor. An Hand dieses Vortrags wird das Erreichen der Lernergebnisse überprüft.

Modulumfang
Die Modulgröße von 4 ECTS entspricht der im Seminar anfallenden Arbeitsbelastung. Seminare sind Studienleistungen. Der Prüfungscharakter ist immanent, so dass keine zusätzliche Prüfungsbelastung am Semesterende anfällt.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.