Blockseminar: Verteiltes Rechnen und Parallelprogrammierung. Sommer Semester Tim Conrad

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1 Blockseminar: Verteiltes Rechnen und Parallelprogrammierung Sommer Semester 2015 Tim Conrad

2 Staff Tim Conrad AG Medical Bioinformatics Telefon: Büro: Raum 138, Arnimalle 6 Sprechzeiten: n.v. Kurswebseite:

3

4 Zeitplan Seminar (3W) Projektarbeit (4W) Ausarbeitung Text + Vortrag Zeitraum: Anfang Mai (7 Wochen [+1 Woche Pause ]) VOLLZEIT!

5 Übungszettel 3x Übungszettel Ausgabe jeweils am Dienstag Bearbeitungszeit: Mittwoch bis Montag, 23:59 Abgabe per SVN Pro verspätetem Tag: - 10% der möglichen Punkte 50% der Gesamtpunkte müssen erreicht werden 2x Praktische Einleitung in die Techniken Sleeping Barber (Nebenläufige / Parallele Programmierung) Maze (Cluster Programmierung) 1x Einleitung in Spezialhardware Einfacher Algorithmen auf GPU

6 Benotung Projekt Ab 06. April Schriftliche Ausarbeitung (2-3 Seiten) + Web 15 min. Vortrag Definierte Ziele müssen erreicht werden

7 Anfang April Anfang Mai Projekt Selbstständiges Arbeiten (zu Hause oder im Bioinf-Pool) Einzeln oder in Teams Vorher: Erstellung eines Projektkonzepts inkl. Zeitplan (1-2 Seiten + elektronisch in online Projektmanagement Software [= WIKI]) Bei Teamarbeit: Wer-macht-was Liste 1x wöchentliches Pflicht -Treffen (Mittwochs?, ~1h) Jede Gruppe 5-10 Minuten Statusreport inkl. unter Verwendung der Projektmanagement Software (=WIKI)

8 Anfang April Anfang Mai Projekt Grundidee: Identifiziere geeigneten zeitaufwendigen Teil einer Software und parallelisiere diesen bzw. zerlege ihn in verteilbare Unterprobleme Software: Vorhandenes (open-source) Projekt oder Komplette Eigenentwicklung Bewertungsmaßstäbe für Gesamt + Einzelnote Code Dokumentation Code Qualität Schwierigkeit der gelösten Aufgabe

9 Anfang April Anfang Mai Ausarbeitung Schriftliche Ausarbeitung: In LaTex (Bioinformatics Style) 2-3 Seiten Beschreibung der Konzepte Algorithmen Programmier- Techniken Beiträge der einzelnen Personen Mündliche Präsentation: ~ 15 Minuten, ~ 10 Folien 10% zur Gesamtnote Demo des Projektes

10 Computing Ressourcen Cluster (GAIAx, x=1..20) 20x 8 Core Rechner (Intel, Linux) je 2.6GHz & 8GB RAM Grid GAIA + ~ 50 Pool Rechner Nvidia Grafikkarte (CHINA) Tesla C Cores, 1.5 GB RAM

11 Verhaltenskodex Pro (Mit-)Autor einer Datei: /* ************************************************************************ * FREIE UNIVERSITAET BERLIN, Fachbereich Mathematik und Informatik * Erklaerung des Studenten zur Einreichung einer Uebung / Projektes * im Kurs "Verteiltes Rechnen und Parallelprogrammierung" im SS15 * * Autor: [Name] * Matrikelnr: [Matrikelnummer] * [FB Adresse] * Erstellt am: [Datum der Erstellung dieser Datei] * * Ich, [Name], erklaere hiermit, dass diese Einreichung von mir * persoenlich erstellt worden ist und nicht (auch teilweise) aus einer * anderen Quelle kopiert wurde, ohne darauf im Quellcode hinzuweisen. * Mir ist bewusst, dass Verstoesse gegen diese Regeln Konsequenzen * nach sich ziehen, bis hin zu einer Bewertung der Einreichung mit * 0 Punkten. ************************************************************************ */

12 Projekte 1.PCA zur Zeitreihenanalyse (z.b. Klimadaten) [Horenko,Meerbach] (Mathe) 2.Berechnung von Protein/Protein Interaktionen [Noe,Held] (Mathe,BioInf) 3.Eigenwertlöser für Google Pagerank [Noe,Wiggert] (Mathe) 4.Mehrgitterlöser zur Kontinuumsmechanik (z.b. Kontaktprobleme im Knigelenk) [Sander] (Mathe) 5.Raytracing zur Darstellung von Molekülen [Conrad, Schütte] (Sonstiges) 6.Data Grids [Conrad,Rack] (Sonstiges) 7.Physik Berechnungen für 3D Welten [Conrad] (Sonstiges) 8.Spracherkennung [Conrad] (Sonstiges) 9.Statistik / Fitting Routinen zur Proteomics Analyse [Conrad,Rack] (Mathe,BioInf) 10.Portierung von Algorithmen zur Analyse von MS Proteomics Daten [Conrad,Rack] (BioInf) 11.Bilderkennung / -analyse [Conrad] (Sonstiges) 12

13 Seminars Course Introduction Rules, Topic Overview, Short Intros Concurrent Programming Threads, Shared Resources, Priorities Parallel Programming Patterns I Parallel Programming Patterns II Clusters I History, Architectures, Programming Concepts, Scheduling Clusters II Message Passing, Load-balancing, Distributed Shared-memory, Parallel I/O Grids I History, Technologies, Programming Concepts, Scheduling Grids II Security, Projects, proteomics.net IBMs Cell Processor Cell Overview, Cell SDK 3 GPUs Stream Processors Overview, CUDA Data Grids Special Topics Programming Tools, Network Hardware, Protocols

14 Bemerkungen Seminar ist Vorbereitung auf das Projekt Eigentliche Leistung wird im Praktikum erbracht Folien dienen zur Einführung in die Themen Soll Überblick geben und spätere Vertiefung ermöglichen

15 How to Run Applications Faster? There are 3 ways to improve performance: Work Harder Work Smarter Get Help Computer Analogy Using faster hardware Optimized algorithms and techniques used to solve computational tasks Multiple computers to solve a particular task

16 Overview Parallel Programming Distributed Computing Special Hardware (Playstation 3, GPUs)

17 Serial Vs. Parallel COUNTER COUNTER 2 COUNTER 1 Q Please

18 Computing Elements Applications P Threads Interface Microkernel Multi-Processor Computing System.. P P P P P Programming paradigms Operating System Hardware P Processor Thread Process

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