High Perfomance Computing 2

Fragen zur Vorlesung, Übung oder weiteres wie Literatur/etc. bitte per Email an die Übungsleiter.

Aktuelles

Die neue Version von Ch3 (mit Implementierung für den nicht linearen Fall) ist nun online.

Termin für die Vorstellung der Projekte ist nun bekannt:

10.08.2016 von 8:15 - ca. 14:00 Uhr.

Abgabe der schriftlichen Ausarbeitung bis zum 8.08.2016 um 9:00 per Email an Herrn Funken mit Ali und Radic in CC. Eine sinnvolle Ausarbeitung sollte 5 bis 15 Seiten enthalten. Template wird bereitgestellt.

Abgabe vom Code bis zum 10.08.2016 um 8:00 ebenfalls per Email.

Der Vortrag sollte 20 Minuten lang sein, gleichmäßig aufgeteilt auf alle Gruppenmitglieder, plus 10 Minuten für Fragen und Diskussion (also insgesamt 30 Minuten Slot).

Die Ausarbeitung und der Vortrag können sowohl auf Deutsch als auch auf Englisch sein.

Vorlage für die Ausarbeitungen ist nun online. Bitte diese Vorlage verwenden! Kompiliert werden muss sie über LaTex->DVI->PDF. Bei Fragen, wie dies bei bestimmten Editoren geht, bitte Email an Mladjan Radic. Auch für sonstige Fragen diesbezüglich darf man jederzeit gerne vorbeikommen oder mir eine Email schicken!

Allgemeine Informationen

Typ

Vorlesung, Übung, Praktikum (2/2/2)

Leistungspunkte:

8 (Master)

Veranstalter

Prof. Dr. Stefan Funken
M.Sc. Mazen Ali
M.Sc. Mladjan Radic

Studiengänge

Master CSE
Mathematik (Bachelor und Master)
Wirtschaftsmathematik (Bachelor und Master)
Mathematische Biometrie (Bachelor und Master)
Physik (Master)
Wirtschaftsphysik (Master)

Prüfung:

Projektarbeit (in Gruppen) mit Ausarbeitung und evtl. Präsentation.

Projektarbeiten sind in Bearbeitung und werden so schnell es geht online gestellt.

Vorstellung der Projekte: 10.08.2016 (Abgabetermin für die Ausarbeitungen: t.b.a)

Inhalt

Architektur von Parallelrechnern
Parallele Effizienz, Parallelisierung, MPI
Der Cluster Pacioli
Parallele Finite Elemente Methode
Parallele numerische Verfahren für lineare Gleichungssysteme
Gebietszerlegung, Graph-Partitionierung, parallele Vorkonditionierer
Paralleles Mehrgitter-Verfahren
Symmetrische Eigenwertprobleme

Vorlesungsinhalte nach Datum

11-04-16	Einführung, Motivation eines Modellproblems, bzw. einer nichtlinearen partiellen Differentialgleichung 2. Ordnung, (Magnetismus, Wirkungsweise eines BLDC (brushless directed current) Motors, Maxwell-Gleichungen, Modellreduktion auf zwei-dimensionales stationäres Problem), Diskussion einer einfachen Matlab-Implementierung (siehe Chapter 1 & 3)
18-04-16	Berechnung der Steifigkeitsmatrix am Beispiel eines homogen Poissonproblems auf dem Einheitsquadrat (3-Richtungsgitters) und lexikographischer Nummerierung.

25-06-16	Berechnung der globalen Steifigkeitsmatrix und der lokalen Elementsteifigkeitsmatrix für einen beliebigen linearen Operator
02-05-16	Datenformate zur Speicherung von schwachbesetzten Matrizen: coordinate-storage (COO), compressed-row-storage (CRS), block-row-storage (BRS), jagged-diagonal-storage (JDS), Bewertung dieser Formate bzgl. Flexibilität (Zugriff auf Elemente, löschen, addieren, einfügen), Länge der zu verarbeitenden Vektoren, indizierter Zugriff, Overhead zur Speicherung für Position von Matrixeintrag.
09-05-16 20-06-16	Vier Versionen zur Berücksichtigung/Einbau der Dirichletrandbedingungen diskutiert: (i) "quick and dirty hack" - addiere 10^d auf entsprechende Diagonaleinträge und modifiziere analog die rechte Seite, (ii) ersetze entsprechende Zeilen durch Einheitsvektoren, (iii) modifiziere die rechte Seite und ersetze entsprechende Zeilen und Spalten durch Einheitsvektoren, (iv) modifiziere die rechte Seite und betrachte nur das reduzierte System. Konvertierung von COO-Format in CRS-Format. Diskussion einer ersten Version eines FEM-Programms als Grundlage weiterer Experimente. Material zur Vorlesung: Folien1 Folien2 Folien3 Folien4

Vorlesung

Montag, 08:00 - 10:00, He 18, Raum E60

Die erste Vorlesung findet am Montag, den 11. April, statt.

Übungen

Mittwoch, 16:00 - 20:00, HeHo 18, MacPool.

Wir beginnen mit den Übungen am Mittwoch, 13.04.2016.

Literatur

G. Alefeld, I. Lenhardt, H. Obermaier, Parallele numerische Verfahren, Springer 2002

Es gibt online sehr viele (auch gute) Informationen zu C++. Ein paar ausgewählte Seiten sind z.B.:

C++ Language Tutorial
C++ Online References
stackoverflow.com (Forum mit üblicherweise sehr qualifizierten Antworten).
Die Homepage von Bjarne Stroustrup, dem Erfinder von C++.
"Thinking in C++" von Bruce Eckel. Umfangreiches, detailliertes und gut erklärtes Buch in 2 Teilen (frei zugänglich). Hier als HTML mit Code-Beispielen, hier als PDF.