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Alle Lernmaterialien für deinen Kurs Parallele Systeme

Egal, ob Zusammenfassung, Altklausur, Karteikarten oder Mitschriften - hier findest du alles für den Studiengang Bachelor of Science Informatik

Karteikarten Zusammenfassungen Altklausuren Test Forum

Universität Erlangen-Nürnberg

Bachelor of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

Karteikarten Zusammenfassungen Altklausuren Test Forum

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Parallele Systeme - Cheatsheet
Parallele Systeme - Cheatsheet SIMD, MIMD und SPMD Architekturen Definition: Details: SIMD (Single Instruction, Multiple Data): Ein Befehl verarbeitet mehrere Daten gleichzeitig, ideal für Vektor- und Matrixoperationen. MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data): Mehrere Befehle werden auf mehreren Daten gleichzeitig ausgeführt, geeignet für komplexe, parallele Berechnungen. SPMD (Single Program, ...

Parallele Systeme - Cheatsheet

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Parallele Systeme - Exam
Parallele Systeme - Exam Aufgabe 1) Betrachten Sie die verschiedenen Architekturen in parallelen Systemen: SIMD (Single Instruction, Multiple Data), MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data) und SPMD (Single Program, Multiple Data). Diese Architekturen werden in verschiedenen Anwendungen für unterschiedliche Zwecke verwendet. Angenommen, Sie sind ein Systemarchitekt, der eine geeignete Architektu...

Parallele Systeme - Exam

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Was ist SIMD?

Welche Architektur ist für komplexe, parallele Berechnungen geeignet?

Was charakterisiert SPMD?

Was definiert ein Speichermodell in parallelen Systemen?

Was beschreibt die Speicherhierarchie in parallelen Systemen?

Warum ist Cache-Kohärenz notwendig in parallelen Systemen?

Was bedeutet Cache-Kohärenz in einem Mehrprozessorsystem?

Welche Schreibstrategien gibt es in der Cache-Kohärenz?

Welche Speicherordnungsmodelle gibt es in einem Mehrprozessorsystem?

Was ist die Definition von Thread-basierter Programmierung?

Nenne wichtige Bibliotheken für Thread-basierte Programmierung.

Was sind Herausforderungen der Thread-basierten Programmierung?

Was ist das Hauptziel von MPI und OpenMP?

Nennen Sie eine wichtige Funktion von MPI.

Was beschreibt die Direktive #pragma omp parallel in OpenMP?

Was ist GPGPU-Programmierung?

Was ist CUDA?

Was sind wichtige Konzepte bei der GPGPU-Programmierung?

Was ist das Hauptziel von Mutexen in parallelen Systemen?

Wie funktionieren Semaphoren zur Verwaltung des Zugriffs auf Ressourcen?

Was ist das Hauptziel der lock-free Programmierung?

Welche wichtigen Metriken werden zur Bewertung der Leistung paralleler Systeme verwendet?

Welche Benchmarks werden häufig zur Bewertung der Systemleistung verwendet?

Welche Techniken können zur Optimierung paralleler Systeme eingesetzt werden?

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Diese Konzepte musst du verstehen, um Parallele Systeme an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

01
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Grundlagen paralleler Rechnerarchitekturen

Dieser Abschnitt befasst sich mit den grundlegenden Konzepten und der Struktur paralleler Rechnerarchitekturen. Dazu gehören verschiedene Architekturmuster und deren Anwendungen.

  • Unterschiedliche Architekturen: SIMD, MIMD, SPMD
  • Speichermodelle und Speicherhierarchien
  • Verbindungsnetzwerke und Topologien
  • Kohärenzmechanismen: Cache-Kohärenz und Speicherordnung
  • Beispiele moderner paralleler Architekturen
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Programmierung paralleler Systeme

In diesem Bereich wird die Programmierung paralleler Systeme behandelt. Der Fokus liegt auf verschiedenen Programmiermodellen und -techniken, um paralleles Rechnen effizient umzusetzen.

  • Thread-basierte Programmierung und Thread-Bibliotheken
  • Message Passing Interface (MPI)
  • Parallelisierung mit OpenMP
  • GPGPU-Programmierung mit CUDA und OpenCL
  • Fehlersuche und Debugging paralleler Programme
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Synchronisationsmechanismen

Synchronisationsmechanismen sind für die Korrektheit paralleler Programme essenziell. Dieser Abschnitt deckt die wichtigsten Methoden und Techniken zur Synchronisation ab.

  • Mutex und Semaphoren
  • Monitore und bedingte Variablen
  • Atomic Operations und Lock-Free Programmierung
  • Barrier Synchronisation und Beispiele
  • Deadlock-Erkennung und -Vermeidung
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Leistungsbewertung und Tuning

Dieser Abschnitt behandelt die Leistungsbewertung und das Tuning paralleler Systeme, um deren Effizienz zu maximieren. Es werden Methoden und Werkzeuge zur Analyse und Optimierung vorgestellt.

  • Performance Metriken und Analyse
  • Benchmarking paralleler Anwendungen
  • Bottleneck-Identifikation und -Entfernung
  • Lastverteilung und Load Balancing
  • Optimierungstechniken für Speicher- und Rechenleistung
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Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Parallele Systeme an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Der Kurs Parallele Systeme, der an der Universität Erlangen-Nürnberg angeboten wird, ist Teil des Studiengangs Informatik und vertieft Dein Wissen im Bereich paralleler Rechnerarchitekturen. Diese Vorlesung bietet Dir sowohl theoretische als auch praktische Einblicke in die Welt der parallelen Systeme und bereitet Dich optimal auf komplexe Aufgabenstellungen in diesem Bereich vor.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung besteht aus 4 SWS (Semesterwochenstunden) Vorlesung und 2 SWS Übung. Der Kurs ist in theoretische und praktische Einheiten aufgeteilt.

Studienleistungen: Die Leistungskontrolle erfolgt durch eine schriftliche Prüfung am Ende des Semesters. Es gibt auch regelmäßige Übungsaufgaben, die bearbeitet werden müssen.

Angebotstermine: Der Kurs wird im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Grundlagen paralleler Rechnerarchitekturen, Programmierung paralleler Systeme, Synchronisationsmechanismen, Leistungsbewertung und Tuning

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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