Alle Lernmaterialien für deinen Kurs Heterogene Rechnerarchitekturen Online

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Universität Erlangen-Nürnberg

Bachelor of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Heterogene Rechnerarchitekturen Online - Cheatsheet
Heterogene Rechnerarchitekturen Online - Cheatsheet Definition und Klassifizierung von heterogenen Systemen Definition: Heterogene Systeme bestehen aus verschiedenen Typen von Recheneinheiten (z.B. CPU, GPU, FPGA) zur Leistungssteigerung. Details: Erhöhte Flexibilität und Effizienz durch spezialisierte Hardware. Klassifizierung nach Arten der Integration: Multi-Node Systeme Single-Node Systeme Bei...

Heterogene Rechnerarchitekturen Online - Cheatsheet

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Heterogene Rechnerarchitekturen Online - Exam
Heterogene Rechnerarchitekturen Online - Exam Aufgabe 1) Im Rahmen des Moduls 'Heterogene Rechnerarchitekturen Online' an der Universität Erlangen-Nürnberg hast Du über die Definition und Klassifizierung von heterogenen Systemen gelernt. Heterogene Systeme kombinieren verschiedene Typen von Recheneinheiten wie CPU, GPU und FPGA, um die Systemleistung zu steigern. Diese Systeme bieten höhere Flexib...

Heterogene Rechnerarchitekturen Online - Exam

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Was beschreibt die Definition von heterogenen Systemen?

Welche Programmiersprachen und Modelle werden für heterogene Systeme verwendet?

Wie werden heterogene Systeme klassifiziert?

Was versteht man unter dem Begriff 'Threads' im Kontext der Parallelität?

Welche Technik wird verwendet, um Zustandskonflikte in der parallelen Programmierung zu verhindern?

Was versteht man unter 'Parallelismus' in der Informatik?

Was beschreibt die Architektur verteilter Systeme?

Welche Aspekte sind bei verteilten Systemen besonders wichtig?

Welche Kommunikationsprotokolle werden häufig in verteilten Systemen verwendet?

Was sind die Hauptkomponenten von hochleistungsrechnerbasierten Systemen?

Welche Beispiele wurden für Anwendungen des Hochleistungsrechnens genannt?

Welche Tools werden im Hochleistungsrechnen verwendet?

Was ermöglicht die GPU-Architektur?

Welche Herausforderungen gibt es bei der GPU-Architektur?

Wozu sind GPUs mit SIMD-Architektur geeignet?

Was ist Multithreading in einem Prozess?

Was ist der Vorteil von Thread-Pools?

Was bedeutet Synchronisierung im Kontext von Multithreading?

Was ist OpenMP und wofür wird es verwendet?

Welche typischen Bibliotheksfunktionen gibt es in MPI?

In welchem Bereich werden OpenMP und MPI typischerweise genutzt?

Was ist das Hauptziel der Optimierung und Performance-Analyse von GPU-Programmen?

Welches Profiling-Tool wird für die Optimierung von GPU-Programmen verwendet?

Welche GPU-Architekturen haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Optimierung?

Weiter

Diese Konzepte musst du verstehen, um Heterogene Rechnerarchitekturen Online an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

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Einführung in heterogene Rechnerarchitekturen

Diese Einführung behandelt die Grundkonzepte und -komponenten heterogener Rechnerarchitekturen. Es wird untersucht, wie verschiedene Hardwarekomponenten kombiniert werden, um spezialisierte Aufgaben effizient zu lösen.

  • Definition und Klassifizierung von heterogenen Systemen
  • Geschichte und Entwicklung heterogener Architekturen
  • Funktion und Nutzung von CPUs, GPUs, und FPGAs
  • Vor- und Nachteile unterschiedlicher Architekturen
  • Anwendungsbeispiele heterogener Systeme in der Praxis
Karteikarten generieren
02
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Grundlagen paralleler Programmierung

Dieser Abschnitt vermittelt die essentiellen Kenntnisse zur parallelen Programmierung, die notwendig sind, um die Ressourcen heterogener Rechnerarchitekturen effektiv zu nutzen.

  • Grundlegende Konzepte der Parallelität
  • Parallelitätsmodelle und -paradigmen
  • Threading und Multithreading-Techniken
  • OpenMP und MPI für paralleles Programmieren
  • Fallstricke und Best Practices beim parallelen Programmieren
Karteikarten generieren
03
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Verteilte Systeme und Cloud Computing

Hier wird die Architektur und Funktionsweise verteilter Systeme und Cloud Computing Plattformen erläutert. Der Fokus liegt auf der Nutzung und Verwaltung dieser Technologien.

  • Architektur verteilter Systeme
  • Skalierbarkeit und Fehlertoleranz
  • Cloud Computing Modelle und Dienste (IaaS, PaaS, SaaS)
  • Virtualisierung und Containertechnologien
  • Sicherheitsaspekte in verteilten Systemen
Karteikarten generieren
04
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Hochleistungsrechnen (HPC)

Der Kurs behandelt HPC-Umgebungen und ihre Nutzung für rechenintensive Anwendungen. Es wird der Aufbau und die Optimierung von HPC-Systemen erörtert.

  • Einführung in Hochleistungsrechnen
  • Architektur von Supercomputern
  • Parallele Dateisysteme und Netzwerke
  • Optimierung und Benchmarking von HPC Anwendungen
  • Beispiele und Fallstudien aus Wissenschaft und Industrie
Karteikarten generieren
05
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GPU-Programmierung

Die Programmierung von GPUs ermöglicht eine erhebliche Beschleunigung rechenintensiver Aufgaben. Dieser Teil des Kurses vermittelt die Grundlagen und Techniken zur Nutzung von GPUs.

  • Architektur und Funktionsweise von GPUs
  • Grundlagen der GPU-Programmierung mit CUDA und OpenCL
  • Optimierungstechniken für GPU-Programme
  • Unterschiede und Gemeinsamkeiten von CPU- und GPU-Programmierung
  • Anwendungsfälle und Performance-Analyse
Karteikarten generieren

Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Heterogene Rechnerarchitekturen Online an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Die Vorlesung 'Heterogene Rechnerarchitekturen Online' an der Universität Erlangen-Nürnberg ist Teil des Informatik-Studiengangs und bietet eine umfassende Einführung in die Welt der heterogenen Rechensysteme. Ziel ist es, Dir ein tiefgehendes Verständnis der verschiedenen Architekturen und deren Anwendungsmöglichkeiten zu vermitteln. Die Vorlesung wird wöchentlich online über 90 Minuten abgehalten und durch praktische Übungen sowie Gruppenprojekte ergänzt. Deine Leistungen werden durch eine schriftliche Prüfung am Ende des Semesters sowie durch Deine aktive Teilnahme an den praktischen Übungen bewertet. Die Vorlesung wird sowohl im Wintersemester als auch im Sommersemester angeboten.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung umfasst wöchentliche Online-Sessions von jeweils 90 Minuten, begleitet von praktischen Übungen und Gruppenprojekten.

Studienleistungen: Die Leistung wird durch eine schriftliche Prüfung am Ende des Semesters und durch die Teilnahme an praktischen Übungen bewertet.

Angebotstermine: Die Vorlesung wird sowohl im Wintersemester als auch im Sommersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Einführung in heterogene Rechnerarchitekturen, Grundlagen paralleler Programmierung, Verteilte Systeme und Cloud Computing, Hochleistungsrechnen (HPC), GPU-Programmierung, Architektur von Mehrkernprozessoren, Fallstudien zu aktuellen heterogenen Systemen.

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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