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Parallele Systeme mit erweiterter Übung (PSYS-VEU)7.5 ECTS (englische Bezeichnung: Parallel Systems with Extended Exercises)
Modulverantwortliche/r: Jürgen Teich Lehrende:
Jürgen Teich, Frank Hannig
Start semester: |
SS 2015 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
90 Std. | Eigenstudium: |
135 Std. | Language: |
Deutsch |
Lectures:
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
6.Praktische Übungen mit rechnergestützten Werkzeugen
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.
Die Studierenden wenden das erlernte Wissen in Rechnerübungen an.
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 (PSYS-VU)“ aus.
Weitere Informationen:
www: http://www12.informatik.uni-erlangen.de/edu/psys
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- 123#67#H
(Po-Vers. 2008 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Informatik | Parallele Systeme)
- 123#67#H
(Po-Vers. 2008 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Angewandte Mathematik | Parallele Systeme)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
(Po-Vers. 2008 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Informatik | Parallele Systeme)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
(Po-Vers. 2008 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Angewandte Mathematik | Parallele Systeme)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009s | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsmodul Hardware-Software-Co-Design)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009w | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsmodul Hardware-Software-Co-Design)
- Informatik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | Wahlpflichtbereich | Säule der systemorientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsmodul Hardware-Software-Co-Design)
- Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Eingebettete Systeme | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Eingebettete Systeme)
- 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)
- Mathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2015w | Bachelorprüfung | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsmodul Hardware-Software-Co-Design)
- Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2009 | Wahlpflichtmodule | 6 Eingebettete Systeme)
- Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
(Po-Vers. 2012 | M1-M2 Vertiefungsrichtungen | 6 Eingebettete Systeme)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Parallele Systeme (Vorlesung mit erweiterten Übungen) (Prüfungsnummer: 740665)
(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12])
- 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 erweiterten Übungen (verpflichtend) + erfolgreiche Bearbeitung aller Übungsaufgaben (verpflichtend).
Die Modulnote ergibt sich aus der mündlichen oder schriftlichen Prüfung.
- Erstablegung: SS 2015, 1. Wdh.: WS 2015/2016, 2. Wdh.: SS 2016
Parallele Systeme (Prüfungsnummer: 35101)
- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 0.0 %
- Erstablegung: SS 2015, 1. Wdh.: WS 2015/2016
- Termin: 29.07.2015, 13:30 Uhr, Ort: H 1 NatFak
Termin: 22.07.2016
Erweiterte Übungen zu Parallele Systeme (Prüfungsnummer: 43501)
(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [11], [12])
- Prüfungsleistung, Übungsleistung, unbenotet
- weitere Erläuterungen:
Kriterien für die Scheinvergabe: erfolgreiche Bearbeitung aller Übungsaufgaben (verpflichtend) + erfolgreiche Teilnahme an den erweiterten Übungen (verpflichtend).
- Erstablegung: SS 2015, 1. Wdh.: WS 2015/2016
- Termin: 29.07.2015, 13:30 Uhr, Ort: H 1 NatFak
Termin: 22.07.2016
Termin: 31.03.2017, 08:00 Uhr, Ort: H 10 TechF
Parallele Systeme (Vorlesung mit erweiterten Übungen) (Prüfungsnummer: 687796)
- 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 erweiterten Übungen (verpflichtend) + erfolgreiche Bearbeitung aller Übungsaufgaben (verpflichtend).
Die Modulnote ergibt sich aus der mündlichen oder schriftlichen Prüfung.
- Erstablegung: SS 2015, 1. Wdh.: WS 2015/2016
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