Der Initiative von Prof. Jop Sibeyn, Inhaber des Lehrstuhls
für "Effiziente Algorithmen und Datenstrukturen" ist es zu
verdanken, dass unlängst ein leistungsfähiger Spezialrechner,
ein so genannter Linux-Cluster für 178871 Euro, im Institut
für Informatik am Fachbereich Mathematik und Informatik der
Martin-Luther-Universität, in Betrieb genommen werden konnte,
der auch anderen Forschergruppen zur Verfügung steht.
64 Intel Xeon-Prozessoren, verbunden durch ein schnelles Netzwerk,
erlauben die Entwicklung und Anwendung spezieller paralleler
Algorithmen, die die Bearbei-tungszeit für sehr rechenintensive
Probleme reduzieren sollen. Das ist unter anderem bei der
Ermittlung der alltäglichen Wettervorhersage, bei Simulationen
von Autocrashtests oder globalen Umweltproblemen, für seismische
Berechnungen oder auch beim Schachwettkampf Mensch gegen Maschine
heute gängige Praxis.
Der Cluster ist hauptsächlich für den Einsatz in der Grundlagen-
forschung
vorgesehen.
(Foto links: Cluster-Innenleben: "komplex, aber geordnet")
So werden in der Arbeitsgruppe von Prof. Sibeyn
neuartige Graphen-
algorithmen untersucht, um große Netzwerke,
zum Beispiel das Internet, strukturell zu studieren. Die dabei
erzielten Ergebnisse können die Informa-
tionssuche in Netzwerken
deut-
lich beschleunigen.
Da solche Aufgaben neben den extrem
hohen Rechenzeiten auch sehr viel Speicherplatz erfordern,
entwickelt man derzeit dafür externe parallele Algorithmen.
Hierbei passen die bei der Berechnung erforderlichen und
entstehenden Informationen nicht in den Haupt-speicher und
müssen deshalb während der Bearbeitung extern gespeichert
werden. Darum verfügt jeder Knoten des Clusters (ein Knoten
fasst zwei Prozessoren und Hauptspeicher) auch noch über eine
eigene Festplatte.
Ein weiteres interessantes Vorhaben – weltweit wird an der
Verbesserung der Lösungen gearbeitet – ist das Problem des
Handelsreisenden. Hier geht es um die Ermittlung des kürzesten
Gesamtweges, wenn mehrere Orte nacheinander zu besuchen sind.
Optimierte Lösungen sind daher aus wirtschaftlicher Sicht
natürlich sehr lohnend, so zum Beispiel für Transportunternehmen
oder für die Belieferung von Apotheken mit lebensnotwendigen
Arzneimitteln und medizinischen Artikeln.
Auch die am Fachbereich Physik etablierte Arbeitsgruppe "Theoretische
Polymerphysik" will den Cluster für sehr rechenzeitintensive
Simulationen zu Eigenschaften von Polymeren nutzen. Diese
Arbeiten konzentrieren sich insbesondere auf Untersuchungen
zum Fließverhalten und der Adsorption von Polymeren, die hohe
Anforderungen an die Rechentechnik stellt und deshalb Parallelrechner
erfordert.
Im Rahmen von Forschungsprojekten zur Urbanisierung und Rekultivierung
ehemaliger Bergbaugebiete im mitteldeutschen Raum arbeiten
Forscher aus zwei Instituten des Fachbereichs Mathematik und
Informatik an der Entwicklung verteilter Algorithmen zur Lösung
spezieller Optimierungsaufgaben.
Eine anderes Team, die Arbeitsgruppe "Software Engineering
und Programmierspra-
chen" des Instituts für Informatik, untersucht die Programmierung
von Parallelrechnern selbst und ist gegenwärtig dabei, eine
Software für Parallelrechner-Programme, also auch für diesen Cluster, zu erstellen.
Betreut wird der Linux-Cluster von der Rechnerbetriebsgruppe
des Instituts unter Mitwirkung von Studierenden. InformatikstudentInnen
erhalten so die Möglichkeit, schon während des Studiums direkt
am Institut mit moderner Hard- und Software zu arbeiten und
ihre Kenntnisse praktisch anzuwenden und zu vertiefen. Das
Wissen zu parallelen Algorithmen, Parallelrechnern und deren
Programmierung können die Studierenden in entsprechenden Vorlesungen
und Übungen am Cluster erwerben.
(Dr. Holger Blaar, Ingrid Godenrath, 1. April 2003)
Ansprechpartner:
Dr. Holger Blaar
Tel.: 0345 5524721
E-Mail:
blaar@informatik.uni-halle.de
