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Universität Erlangen-Nürnberg

Bachelor of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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HPC Software Projekt - Cheatsheet
HPC Software Projekt - Cheatsheet Grundlagen der Parallelisierung Definition: Grundlagen der Parallelisierung Details: Mehrere Berechnungen gleichzeitig ausführen. Verwenden von Multi-Core CPUs oder GPUs. Kommunikation zwischen Prozessen (MPI, OpenMP, CUDA). Vermeidung von Race Conditions und Deadlocks. Verwendung von Parallelisierungsmodellen (z.B. Datenparallelismus, Taskparallelismus). Lastvert...

HPC Software Projekt - Cheatsheet

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HPC Software Projekt - Exam
HPC Software Projekt - Exam Aufgabe 1) Grundlagen der Parallelisierung Mehrere Berechnungen gleichzeitig auszuführen. Verwenden von Multi-Core CPUs oder GPUs. Kommunikation zwischen Prozessen (MPI, OpenMP, CUDA). Vermeidung von Race Conditions und Deadlocks. Verwendung von Parallelisierungsmodellen (z.B. Datenparallelismus, Taskparallelismus). Lastverteilung, Effizienz und Skalierbarkeit beachten....

HPC Software Projekt - Exam

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Was bedeutet Parallelisierung im Kontext der Informatik?

Welche Technologien werden in der Parallelisierung verwendet?

Wie kann man Race Conditions und Deadlocks vermeiden?

Welche Funktion wird in OpenMP verwendet, um parallele Regionen zu erzeugen?

Wie lautet Amdahl's Law für die Berechnung der Geschwindigkeit?

Welche Funktion initialisiert das MPI-Umfeld?

Was beschreibt Amdahls Gesetz in der Parallelrechnerarchitektur?

Welche Speicherarchitekturen sind in der Parallelrechentechnik üblich?

Was bezeichnet die Flynn-Taxonomie in der Parallelrechentechnik?

Was versteht man unter 'Data Partitioning'?

Welche Methode beschreibt 'Load Balancing' am besten?

Welche Synchronisationsmethoden werden in verteilten Systemen verwendet?

Was bedeutet Konvergenz in der Analyse von numerischen Algorithmen?

Was wird bei der Stabilität von numerischen Algorithmen untersucht?

Was bedeutet die Komplexitätsanalyse in der Untersuchung numerischer Algorithmen?

Was ist das Hauptziel von Profiling-Tools in der Softwareentwicklung?

Welche Arten von Profiling existieren?

Welcher Begriff beschreibt die Modifikation des Codes zur Datenerfassung?

Was ist der Zweck der Bottleneck-Analyse in HPC-Software?

Welche Werkzeuge werden bei der Bottleneck-Analyse verwendet?

Welche Metriken sind wichtig bei der Engpassanalyse?

Was beschreibt die Architektur und Funktionsweise von Supercomputern?

Welche Technologie wird zur schnellen Datenübertragung zwischen Knoten in Supercomputern verwendet?

Welche Architektur wird bei der Parallelverarbeitung in Supercomputern verwendet?

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Diese Konzepte musst du verstehen, um HPC Software Projekt an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

01
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Parallelverarbeitung

Parallelverarbeitung behandelt die gleichzeitige Ausführung mehrerer Prozesse, um Rechenzeiten zu verkürzen und die Effizienz zu steigern.

  • Grundlagen der Parallelisierung
  • Verwendung von parallelen Programmiersprachen wie OpenMP und MPI
  • Architekturen und Modelle von Parallelrechnern
  • Strategien zur Datenaufteilung und -synchronisierung
  • Problemstellungen und Lösungen in der Parallelverarbeitung
Karteikarten generieren
02
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Optimierung von numerischen Algorithmen

Dieser Themenbereich fokussiert sich auf die Verbesserung der Effizienz und Genauigkeit numerischer Algorithmen.

  • Analyse numerischer Algorithmen hinsichtlich Laufzeit und Speicherbedarf
  • Techniken zur Optimierung von Algorithmen
  • Implementierungsstrategien für numerische Methoden
  • Verwendung von Bibliotheken zur numerischen Optimierung
  • Fehlertoleranz und Stabilität in numerischen Berechnungen
Karteikarten generieren
03
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Leistungsanalysen

Leistungsanalysen beschäftigen sich mit der Bewertung und Verbesserung der Rechenleistung von Software.

  • Grundlagen der Leistungsbewertung
  • Metriken zur Messung von Performance
  • Profiling-Tools und Techniken
  • Bottleneck-Analyse und -Identifikation
  • Optimierungsstrategien zur Leistungsverbesserung
Karteikarten generieren
04
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Einsatz von Hochleistungsrechnern

Der Einsatz von Hochleistungsrechnern ist essenziell für rechenintensive Aufgaben und komplexe Simulationen.

  • Einführung in Hochleistungsrechnen (High-Performance Computing, HPC)
  • Architektur und Funktionsweise von Supercomputern
  • Anwendungen von HPC in Wissenschaft und Industrie
  • Verwendung von HPC-Ressourcen und -Tools
  • Best Practices und Effizienztechniken im HPC
Karteikarten generieren
05
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Praktische Projektarbeit

Das Studium schließt mit einer praxisorientierten Projektarbeit, die das theoretisch erlernte Wissen anwendet.

  • Arbeiten in interdisziplinären Teams
  • Projektplanung und -durchführung
  • Anwendung von Software-Engineering-Prinzipien
  • Präsentation und Dokumentation der Projektergebnisse
  • Feedback und Reflexion zur kontinuierlichen Verbesserung
Karteikarten generieren

Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

HPC Software Projekt an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Du interessierst Dich für Hochleistungsrechnen und möchtest praktische Erfahrungen in der Entwicklung von HPC-Software sammeln? Dann ist das HPC Software Projekt an der Universität Erlangen-Nürnberg genau das Richtige für Dich. Dieses Praktikum, das im Rahmen des Informatikstudiums angeboten wird, kombiniert theoretische Vorlesungen und praktische Übungen zu gleichen Teilen. Im Laufe des Semesters arbeitest Du in Teams an einem Projekt, das Dein Verständnis für aktuelle Herausforderungen und Techniken im Hochleistungsrechnen vertieft. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf Themen wie Parallelverarbeitung, Optimierung von numerischen Algorithmen, Leistungsanalysen und dem Einsatz von Hochleistungsrechnern.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Das Modul besteht aus theoretischen Vorlesungen und praktischen Übungen. Die Gesamtzeit ist in 50% theoretische Instruktionen und 50% praktische Arbeit aufgeteilt.

Studienleistungen: Am Ende des Semesters wird eine Projektarbeit eingereicht, die in Teams bearbeitet wird.

Angebotstermine: Das Praktikum wird sowohl im Wintersemester als auch im Sommersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Parallelverarbeitung, Optimierung von numerischen Algorithmen, Leistungsanalysen, Einsatz von Hochleistungsrechnern

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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