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Chair of Computer Science 3 (Hardware Architectures)
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Computational Engineering 2 [CE 2 V] -
- Lecturer:
- Dietmar Fey
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
- Dates:
- Wed, 10:15 - 11:45, 01.150-128
Vorläufig finden keine Vorlesungen in Präsenzform statt. Die Organisation und Bereitstellung digitaler Lernformate und Materialien erfolgt über den folgenden StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_1846317. Die erste Vorlesung findet als Zoom-Meeting statt. Zoom-Meeting beitreten https://fau.zoom.us/j/97590842273?pwd=cnhHZFFnRGtrc0kxc3N0OGM0Qng4dz09 Meeting-ID: 975 9084 2273 Passwort: CE2_SS20
- Fields of study:
- PF CE-BA-G 2
WPF CBI-MA 1
WPF CBI-MA 2
WPF CBI-MA 3
- Contents:
- Im Fokus der Lehrveranstaltung steht die sog. Simulations-Pipeline des Computational Enineering. Sie beginnt mit der mathematischen Modellbildung eiunes ingenieurwissensschaftlichen Problems, sie setzt sich fort mit der Abbildung und Programmierung des Modells auf einem Parallerechner und endet z.B. mit der Visualisierung der errechneten Simulationsergebnisse. Die Übungen sind dazu da, die Methoden am Computer zu implementieren und damit zu "experimentieren".
Die vorlesung vermittelt dazu einen Einblick in folgende für die erwähnte Pipeline relevanten Themengebiete.
Finite Differenzen Methode und deren Umsetzung Numerische Verfahren zur Lösung von Gleichungen
und Integrationsmethoden Performanz-Messungen und Optimierungen Signalanalyse mit fourier-Transformationen Ausgewählte Beispiele aus den Bereichen
Autonomes Fahren und der Astrophysik
Die erste Vorlesung am 20.4. findet Online als Zoom-Meeting statt.
Beitritt dazu wie folgt:
https://fau.zoom.us/j/97590842273?pwd=cnhHZFFnRGtrc0kxc3N0OGM0Qng4dz09
Meeting-ID: 975 9084 2273
Passwort: CE2_SS20
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Computational Engineering 2 - Übung [CE 2 UE] -
- Lecturer:
- Jonas Schmitt
- Details:
- Übung, 2 cred.h, certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
- Dates:
- Fri, Thu, 10:15 - 11:45, Zoom-Meeting
single appointment on 1.7.2021, 14:15 - 15:45, Zoom-Meeting
Die Tafelübung findet ab der zweiten Woche regulär am Freitag statt. Bei der Übung am Donnerstag handelt es sich um eine zusätzlich angebotene Rechnerübung. Zoom-Meeting für beide Übungen: https://fau.zoom.us/j/98038215765?pwd=MDdpZHFCUFM2STZRaExFRm9uRjBYZz09
- Fields of study:
- WPF CBI-MA 1
WPF CBI-MA 2
WPF CBI-MA 3
PF CE-BA-G 2
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Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation [GRa] -
- Lecturer:
- Dietmar Fey
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, nur Fachstudium, Zoom-Link für die Vorlesung: https://fau.zoom.us/j/64681451360?pwd=MW5PVGE2L2Z3RS9hVGJ2Q0NReFh0Zz09
- Dates:
- Thu, 10:15 - 11:45, H7
- Fields of study:
- WF INF-LAG 4
PF INF-BA 2
PF IuK-BA 2
- Contents:
- Ziel der Vorlesung ist, die Grundlagen beim Aufbau eines Rechners zu vermitteln. Dies beinhaltet die Grundkomponenten, wie das Leitwerk, das Rechenwerk, das Speicherwerk und das Ein-/Ausgabewerk. Ausgehend vom klassischen von Neumann-Rechner wird der Bogen bis zu den Architekturen moderner Rechner und Prozessoren geschlagen.
Grundprinzipien der Ablaufstuerung bei der Berarbeitung von Befehlen werden ebenso behandelt wie Aufbau und Funktionsweise eines Caches und die Architektur von Speichern im Allgemeinen. Das Konzept der Mikroprogrammierung wird erläutert. Ferner wird der Einstieg in die hardwarenahe Programmierung moderner CPUs mittels Assembler vorgestellt und erprobt. Aufbau und Funktionsweise peripherer Einheiten und Bussysteme werden ebenfalls behandelt. Die Studierenden sollen am Ende der Vorlesung den Aufbau und die Funktionsweise der Architektur eines Rechners, z.B. eines PCs, und des darin enthaltenen Prozessors nicht nur kennen, sondern auch die Gründe für deren Zustandekommen verstanden haben.
- Recommended literature:
- Hennessy/Patterson: Computer Architecture - A quantitative approach, 4.Auflage, 2006, MorganKaufmann.
Patterson/Hennessy: Computer Organization & Design, 4.Auflage, 2008, MorganKaufmann.
Stallings, Computer Organization & Architecture, 8.Auflage, 2009, Prentice Hall.
Märtin, Rechnerarchitekturen, 2001, Fachbuchverlag Leipzig.
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Übungen zu Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation [ÜGRa] -
- Lecturer:
- Sebastian Rachuj
- Details:
- Übung, 2 cred.h, ECTS: 2,5, Findet im SS 2021 online statt (weitere Informationen im StudOn-Kurs)
- Fields of study:
- PF INF-LAG 2-4
PF INF-BA 2
PF IuK-BA 2
| | | | Mon | 08:15 - 09:45 | 01.150-128 | |
Wagner, A. | |
| | | Mon | 08:15 - 09:45 | 01.255-128 | |
Baumeister, T. | |
| | | Mon | 8:15 - 9:45 | 02.133-113 | |
Wilbert, N. | |
| | | Mon | 14:15 - 15:45 | 01.150-128 | |
Wagner, A. | |
| | | Mon | 14:15 - 15:45 | 00.152-113 | |
Rachuj, S. | |
| | | Mon | 14:15 - 15:45 | 01.255-128 | |
Häckler, A. | |
| | | Mon | 16:15 - 17:45 | H16 | |
Hofmann, S. | |
| | | Mon | 16:15 - 17:45 | 00.151-113 | |
N.N. | |
| | | Mon | 16:15 - 17:45 | 02.133-113 | |
N.N. | |
| | | Tue | 08:15 - 09:45 | 0.154-115 | |
Wagner, A. | |
| | | Tue | 08:15 - 09:45 | 01.255-128 | |
Häckler, A. | |
| | | Tue | 08:15 - 09:45 | K1-119 Brose-Saal | |
Bauer, S. | |
| | | Tue | 16:15 - 17:45 | 00.151-113 | |
Baumeister, T. | |
| | | Tue | 16:15 - 17:45 | 01.150-128 | |
N.N. | |
| | | Tue | 16:15 - 17:45 | H16 | |
Rachuj, S. | |
| | | Thu | 14:15 - 15:45 | 0.151-115 | |
Wagner, A. | |
| | | Thu | 14:15 - 15:45 | 00.152-113 | |
N.N. | |
| | | Thu | 14:15 - 15:45 | K1-119 Brose-Saal | |
Baumeister, T. | |
| | | Thu | 14:15 - 15:45 | 02.134-113 | |
N.N. | |
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Heterogeneous Computer Architectures (vhb) [HETRON-vhb] -
- Lecturers:
- Dietmar Fey, Marc Reichenbach
- Details:
- Vorlesung, 4 cred.h, graded certificate, ECTS: 5
- Dates:
- Online Kurs
- Fields of study:
- WF CE-MA ab 1
WF INF-BA ab 1
- Prerequisites / Organisational information:
- Whereas heterogeneous architectures and parallel computing has filled an academic niche
in the past it has become now a commodity technique with the rising of multi-core pro-
cessors and programmable graphic cards. Even FPGAs play a role hereby in a certain
extent due to their increasing importance as accelerator hardware what is clearly observ-
able in the scientific community. However, on one side parallel hardware like multi-core
and GPUs are now available nearly for everybody and not only for a selected selection
of people, who have access to a parallel supercomputer. On the other side the know-
ledge about programming of this commodity hardware, and we mean here in particular
hardware-orientated programming in order to squeeze out all offered GFlops and TFlops
of such hardware, is still missing as well as the knowledge about the architecture details.
To overcome this lack we offer this course HETRON.
!!! Wichtig: Die Anmeldung zu diesem Kurs erfolgt über die Webseite der Virtuellen Hochschule Bayern (VHB) unter http://www.vhb.org !!!
- Contents:
- The e-learning course HETRON Online (Ein Online-Kurs für die Nutzung paralleler
und heterogener Rechnerarchitekturen ? An online course for the exploitation of par-
allel and heterogeneous computer architectures) focuses on two main topics which are
closely related to each other. This concerns on one side the benefits of using different
kinds of multi-core processors and parallel architectures built-up on base of these multi-
core processors. These architectures differ among each other in the number and in the
complexity of its single processing nodes. We distinguish between systems consisting
of a large number of simpler, so called fine-grained, processor cores vs. systems con-
sisting of a smaller number of more complex, so called coarse-grained, processor cores.
On the other side we lay our focus on that we want to do with these different hetero-
geneous parallel architectures, namely the execution of parallel programs. Of course
this requires the use of parallel programming languages and environments, like CUDA
or OpenMP. However, besides these questions of using the right syntax and the right
compiler switches to optimize a parallel program it is a pre-requisite to understand how
parallel computing really works. This refers (i) to the comprehension which basic mech-
anisms of parallel computing exist, (ii) where are the limits of getting more performance
with parallel computing and (iii) in what context stand these mechanisms to heteroge-
neous architectures. In other words it handles the question which architecture is the
best one for a certain parallelization technique. To teach these three topics, is one main
goal we pursuit with the course HETRON, and of course, this more fundamental basics
of heterogeneous and parallel computing have to be proven by means of concrete ap-
plication examples to deepen the acquired knowledge about heterogeneous architectures
and parallel computing principles.
- Keywords:
- Heterogeneous Computer Architectures, MPI, GPU, Cluster Computer, Tilera, FPGA
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Masterprojekt Rechnerarchitektur [MAPRA] -
- Lecturers:
- Marc Reichenbach, Dietmar Fey
- Details:
- Praktikum, ECTS: 10, nur Fachstudium
- Dates:
- nach Vereinbarung
- Fields of study:
- WPF INF-MA ab 1
- Prerequisites / Organisational information:
- Anmeldung per Email oder persönlich
Grundkenntnisse Rechnerarchitektur Kenntnisse in einer Programmiersprache (vorzugsweise C oder C++) Bevorzugt sollten die Themen in kleinen Gruppen von 2-3 Studierenden bearbeitet werden
- Contents:
- Je nach Ausrichtung werden verschiedenste Aspekte der Prozessortechnik von Softwareprogrammierung bis hin zu Hardwareentwicklung betrachtet. Grundsätzlich können alle Abschlussarbeiten des Lehrstuhls , auch in abgewandelter Form, bearbeitet werden.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit das Masterprojekt thematisch im Rahmen der angebotenen Praktika auszurichten:
Ebenso sind auch eigene Themenvorschläge willkommen.
- Keywords:
- Master Praktikum, Rechnerarchitektur, Hardware, embedded, multicore
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Supercomputing Praktikum [SuCoPra] -
- Lecturer:
- Christian Widerspick
- Details:
- Praktikum, 8 cred.h, graded certificate, ECTS: 10, die Sprache wird mit den Studierenden am Anfang der Veranstaltung abgestimmt.
- Dates:
- Fri, 10:00 - 14:00, 02.153
- Prerequisites / Organisational information:
- Grundkenntnisse im Umgang mit UNIX Systemen sowie Programmierung in C bzw. C++
- Contents:
- Komponenten eines Supercomputers und deren Zusammenspiel
typische Applikationen und Tuning von diesen Administration, Monitoring, Debugging
Die Studierenden...
haben alle notwendigen Kompetenzen erworben um bei der Student Cluster Competition der SC oder ISC teilzunehmen, können einem Cluster-Computer ingenieursmäßig planen und zusammenbauen, die besondere Hardware-Architekturen, die sich in HPC-Systemen finden, verstehen und konfigurieren, Applikationen installieren, ausmessen & optimieren, den Zustand des Systems überwachen und es gegebenenfalls reparieren.
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