Parallele Systeme (PSYS-VU)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Parallel Systems)

Lehrveranstaltungen:

• • Parallele Systeme
    (Vorlesung, 2 SWS, Jürgen Teich et al., Di, 14:15 - 15:45, Übung 5 / 01.254-128)
  • Übung zu Parallele Systeme
    (Übung, 2 SWS, Frank Hannig et al.)

Inhalt:

Aktuelle PCs verfügen über Mehrkernprozessoren und Grafikkarten, die wiederum aus hunderten von einfachen Prozessoren bestehen können. Hierdurch wird ein hohes Maß an nebenläufiger Datenverarbeitung möglich, welche bis vor einigen Jahren nur in Großrechnern erreicht werden konnte. Die effiziente Ausnutzung dieser Parallelität bedarf allerdings mehr als nur mehrerer Prozessoren, insbesondere muss das zu lösende Problem Parallelverarbeitung erlauben. In dieser Vorlesung werden Eigenschaften unterschiedlicher paralleler Rechnerarchitekturen und Metriken zu deren Beurteilung behandelt. Weiterhin werden Modelle und Sprachen zum Programmieren paralleler Rechner eingeführt. Neben der Programmierung von allgemeinen Parallelrechnern werden Entwurfsmethoden (CAD) vorgestellt, wie man ausgehend von einer algorithmischen Problemstellung ein massiv paralleles Rechenfeld in VLSI herleiten kann, das genau dieses Problem optimal parallel berechnet. Solche Schaltungen spielen auf der Bit- bzw. Wortebene eine dominante Rolle (Arithmetik) sowie bei Problemen der Signal- und Bildverarbeitung (z.B. Filter).

Im Einzelnen werden behandelt:

1.Theorie der Parallelität (parallele Computermodelle, parallele Spezifikationsformen und -sprachen, Performanzmodelle und -berechnung)
2.Klassifikation paralleler und skalierbarer Rechnerarchitekturen (Multiprozessoren und Multicomputer, Vektorrechner, Datenflussmaschinen, VLSI-Rechenfelder)
3.Programmierbare System-on-Chip (SoC) und Mehrkern-Architekturen (Grafik-Prozessoren, Cell, etc.)
4.Programmierung paralleler Rechner (Sprachen und Modelle, Entwurfsmethoden und Compiler, Optimierung)
5.Massive Parallelität: Vom Algorithmus zur Schaltung

Lernziele und Kompetenzen:

Schwerpunkt der Vorlesung ist die Vermittlung von Grundlagen der parallelen Datenverarbeitung.

Verstehen

• Die Studierenden verstehen grundlegende Konzepte der parallelen Datenverarbeitung, sowohl theoretischer Art anhand von Modellen, als auch an Architekturbeispielen.

Anwenden

• Die Studierenden setzen sich mit modernen eingebetteten parallelen Ein-Chip-Architekturen auseinander.

• Die Studierenden wenden grundlegende Performanzmodelle und Parallelisierungtechniken zur Analyse und Optimierung von parallelen Algorithmen und Architekturen an.

• Die Studierenden setzen die Modellierung und den Entwurf von massiv-parallelen Prozessorfeldern in konkreten Aufgaben selbstständig um.

Literatur:

Siehe Webseite: http://www12.informatik.uni-erlangen.de/edu/psys

Bemerkung:

auch für Computational Engineering

Organisatorisches:

Die Auswahl dieses Moduls schließt die Auswahl des Moduls „Parallele Systeme mit erweiterter Übung (PSYS-VEU)“ aus.

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. 123#67#H
   (Po-Vers. 2008 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Informatik | Parallele Systeme)
2. 123#67#H
   (Po-Vers. 2008 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Angewandte Mathematik | Parallele Systeme)
3. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2008 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Informatik | Parallele Systeme)
4. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2008 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Angewandte Mathematik | Parallele Systeme)
5. Informatik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009s | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsmodul Hardware-Software-Co-Design)
6. Informatik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009w | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsmodul Hardware-Software-Co-Design)
7. Informatik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | Wahlpflichtbereich | Säule der systemorientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsmodul Hardware-Software-Co-Design)
8. Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Eingebettete Systeme | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Eingebettete Systeme)
9. Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Realisierung von Informations- und Kommunikationssystemen | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Realisierung von Informations- und Kommunikationssystemen)
10. Mathematik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2015w | Bachelorprüfung | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsmodul Hardware-Software-Co-Design)
11. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Wahlpflichtmodule (für alle Studierende des Bachelorstudiums, die vor 01. Oktober 2012 Wahlpflichtmodule begonnen haben) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Parallele Systeme)
12. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Wahlpflichtmodule | 6 Eingebettete Systeme)
13. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | Wahlpflichtmodule | Katalog | Parallele Systeme)
14. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | Vertiefungsrichtungen | Verteilte eingebettete Systeme | Parallele Systeme)
15. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2012 | M1-M2 Vertiefungsrichtungen | 6 Eingebettete Systeme)
16. Medizintechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2011 | Modulgruppen M2 - M8 | Fachrichtung "Medizinische Bild- und Datenverarbeitung" | M3 Ingenieurswissenschaftliche Kernfächer II | Parallele Systeme)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Parallele Systeme (Prüfungsnummer: 967118)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [5], [6], [7], [8], [9], [10], [12], [15])

Prüfungsleistung, mehrteilige Prüfung, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Mündliche (Dauer: 30 min) oder schriftliche (Dauer: 90 min) Prüfung + erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (verpflichtend) + erfolgreiche Bearbeitung aller Übungsaufgaben (verpflichtend). Die Modulnote ergibt sich aus der mündlichen Prüfung.

Erstablegung: SS 2015, 1. Wdh.: WS 2015/2016, 2. Wdh.: SS 2016

1. Prüfer:

Jürgen Teich

Parallele Systeme (Prüfungsnummer: 35101)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [1], [2], [3], [4], [11], [13], [14], [16])

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Mündliche (Dauer: 30 min) oder schriftliche (Dauer: 90 min) Prüfung + erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (verpflichtend) + erfolgreiche Bearbeitung aller Übungsaufgaben (verpflichtend). Die Modulnote ergibt sich aus der mündlichen Prüfung.

Erstablegung: SS 2015, 1. Wdh.: WS 2015/2016

1. Prüfer:

Jürgen Teich

Termin: 29.07.2015, 13:30 Uhr, Ort: H 1 NatFak
Termin: 22.07.2016