Comprehensive analysis of high-performance computing methods for filtered back-projection

This paper provides an extensive runtime, accuracy, and noise analysis of Computed To-mography (CT) reconstruction algorithms using various High-Performance Computing (HPC) frameworks such as: "conventional" multi-core, multi threaded CPUs, Compute Unified Device Architecture (CUDA), and DirectX or OpenGL graphics pipeline programming. The proposed algorithms exploit various built-in hardwired features of GPUs such as rasterization and texture filtering. We compare implementations of the Filtered Back-Projection (FBP) algorithm with fan-beam geometry for all frameworks. The accuracy of the reconstruction is validated using an ACR-accredited phantom, with the raw attenuation data acquired by a clinical CT scanner. Our analysis shows that a single GPU can run a FBP reconstruction 23 time faster than a 64-core multi-threaded CPU machine for an image of 1024 X 1024. Moreover, directly programming the graphics pipeline using DirectX or OpenGL can further increases the performance compared to a CUDA implementation

Jahresbericht 2006 zur kooperativen DV-Versorgung

:VORWORT 9 ÜBERSICHT DER INSERENTEN 12 TEIL I ZUR ARBEIT DER DV-KOMMISSION 15 MITGLIEDER DER DV-KOMMISSION 15 ZUR ARBEIT DES LENKUNGSAUSSCHUSSES FÜR DAS ZIH 17 TEIL II 1 DAS ZENTRUM FÜR INFORMATIONSDIENSTE UND HOCHLEISTUNGSRECHNEN (ZIH) 21 1.1 AUFGABEN 21 1.2 ZAHLEN UND FAKTEN (REPRÄSENTATIVE AUSWAHL) 21 1.3 HAUSHALT 22 1.4 STRUKTUR / PERSONAL 23 1.5 STANDORT 24 1.6 GREMIENARBEIT 25 2 KOMMUNIKATIONSINFRASTRUKTUR 27 2.1 NUTZUNGSÜBERSICHT NETZDIENSTE 27 2.1.1 WiN-IP-Verkehr 27 2.2 NETZWERKINFRASTRUKTUR 27 2.2.1 Allgemeine Versorgungsstruktur 27 2.2.2 Netzebenen 27 2.2.3 Backbone und lokale Vernetzung 28 2.2.4 Druck-Kopierer-Netz 32 2.2.5 Funk-LAN (WLAN) 32 2.2.6 Datennetz zwischen den Universitätsstandorten und Außenanbindung 33 2.2.7 Datennetz zu den Wohnheimstandorten 36 2.3 KOMMUNIKATIONS- UND INFORMATIONSDIENSTE 38 2.3.1 Electronic-Mail 38 2.3.1.1 Einführung einheitlicher E-Mail-Adressen an der TU Dresden 39 2.3.1.2 Einführung funktionsbezogener TU-Mail-Adressen 40 2.3.1.3 ZIH verwaltete Nutzer-Mailboxen 40 2.3.1.4 Web-Mail 41 2.3.2 WWW 41 2.3.3 Wählzugänge 43 2.2.4 Time-Service 43 3 ZENTRALE DIENSTANGEBOTE UND SERVER 45 3.1 BENUTZERBERATUNG (BB) 45 3.2 TROUBLE TICKET SYSTEM (TTS) 45 3.3 NUTZERMANAGEMENT 46 3.4 LOGIN-SERVICE 47 3.5 STORAGE-MANAGEMENT 47 3.5.1 Backup-Service 50 3.5.2 File-Service 52 3.6 LIZENZ-SERVICE 54 3.7 PERIPHERIE-SERVICES 54 3.8 PC-POOLS 55 3.9 SECURITY 56 4 SERVICELEISTUNGEN FÜR DEZENTRALE DV-SYSTEME 59 4.1 ALLGEMEINES 59 4.2 PC-SUPPORT 59 4.2.1 Investberatung 59 4.2.2 Implementierung 59 4.2.3 Instandhaltung 59 4.2.4 Notebook-Ausleihe 60 4.3 MICROSOFT WINDOWS-SUPPORT 60 4.4 ZENTRALE SOFTWARE-BESCHAFFUNG FÜR DIE TU DRESDEN 66 4.4.1 Arbeitsgruppentätigkeit 66 4.4.2 Strategie des Software-Einsatzes an der TU Dresden 67 4.4.3 Software-Beschaffung 67 5 HOCHLEISTUNGSRECHNEN 75 5.1 HOCHLEISTUNGSRECHNER/SPEICHERKOMPLEX (HRSK) 75 5.1.1 HRSK-Neubau 76 5.1.2 SGI Altix 3700 (Stufe 1a) 76 5.1.3 SGI Altix 4700 77 5.1.4 Linux Networx PC-Farm (Stufe 1a) 78 5.1.5 Linux Networx PC-Farm 79 5.2 NUTZUNGSÜBERSICHT DER COMPUTE-SERVER 80 5.2.1 SGI Origin 3800 82 5.2.2 NEC SX6i 82 5.2.3 SGI Origin 2800 83 5.2.4 Anwender-Cluster 84 5.3 BIODATENBANKEN-SERVICE 84 5.4 ANWENDUNGSSOFTWARE 85 5.5 VISUALISIERUNG 85 5.6 PERFORMANCE TOOLS 86 6 WISSENSCHAFTLICHE KOOPERATION, PROJEKTE 89 6.1. DAS PROJEKT „KOMPETENZZENTRUM FÜR VIDEOKONFERENZDIENSTE“ 89 6.1.1 Überblick 89 6.1.2 Aufgaben und Entwicklungsarbeiten 89 6.1.3 Neuer Webauftritt 91 6.1.4 Weitere Aktivitäten 91 6.1.5 Der Dienst „DFNVideoConference“ - Mehrpunktkonferenzen im G-WiN 92 6.1.6 Tendenzen und Ausblicke 93 6.2 D-GRID 93 6.2.1 Hochenergiephysik Community Grid (HEP CG) - Entwicklung von Anwendungen und Komponenten zur Datenauswertung in der Hochenergiephysik in einer nationalen e-Science-Umgebung 93 6.2.2 MediGRID - Ressourcefusion für Medizin und Lebenswissenschaften 94 6.2.3 D-Grid Integrationsprojekt 94 6.2.4 Chemomentum 95 6.3 BIOLOGIE 95 6.3.1 BISON (Biologie-inspirierte Techniken zur Selbstorganisation in dynamischen Netzwerken) 95 6.3.2 Verständnis der molekularen Grundlage der Biogenese und Funktion der Endocytose 96 6.3.3 Mathematische Modellierung und Computersimulation des Tumorwachstums und Therapien 96 6.3.4 Entwicklung eines SME-freundlichen Zuchtprogramms für Korallen 97 6.3.5 Analyse raum-zeitlicher Musterbildung von Mikroorganismen 97 6.3.6 Regeneration beim Axolotl 97 6.3.7 Entwicklung und Analyse von stochastischen Interagierenden Vielteilchen-Modellen für biologische Zellinteraktion 98 6.3.8 Kompetenznetzwerk MTBio 98 6.4 PERFORMANCE EVALUIERUNG 98 6.4.1 Automatisches Auffinden von Performance-Engpässen in parallelen 98 Programmen unter Zuhilfenahme ihrer Tracedaten 6.4.2 SFB 609: Elektromagnetische Strömungsbeeinflussung in Metallurgie, Kristallzüchtung und Elektrochemie - Teilprojekt A1: Numerische Modellierung turbulenter MFD-Strömungen 99 6.5 HERSTELLERKOOPERATIONEN 100 6.5.1 Intel-Kooperation 100 6.5.2 NEC-Kooperation 100 7 AUSBILDUNGSBETRIEB UND PRAKTIKA 101 7.1 AUSBILDUNG ZUM FACHINFORMATIKER/FACHRICHTUNG ANWENDUNGSENTWICKLUNG 101 7.2 PRAKTIKA 101 8 AUS- UND WEITERBILDUNGSVERANSTALTUNGEN 103 9 VERANSTALTUNGEN 105 10 PUBLIKATIONEN 107 TEIL III BERICHTE DER ZENTRALEN EINRICHTUNGEN UND DER ZENTRALEN UNIVERSITÄTSVERWALTUNG AUDIO-VISUELLES MEDIENZENTRUM (AVMZ) 113 LEHRZENTRUM SPRACHEN UND KULTURRÄUME (LSK) 121 UNIVERSITÄTSARCHIV 125 ZENTRALE UNIVERSITÄTSVERWALTUNG 127 MDC 129 BIOTECHNOLOGISCHES ZENTRUM (BIOTEC) 131 TEIL IV BERICHT DER SÄCHSISCHEN LANDESBIBLIOTHEK - STAATS UND UNIVERSITÄTSBIBLIOTHEK DRESDEN 13

Boosting XML Filtering with a Scalable FPGA-based Architecture

The growing amount of XML encoded data exchanged over the Internet increases the importance of XML based publish-subscribe (pub-sub) and content based routing systems. The input in such systems typically consists of a stream of XML documents and a set of user subscriptions expressed as XML queries. The pub-sub system then filters the published documents and passes them to the subscribers. Pub-sub systems are characterized by very high input ratios, therefore the processing time is critical. In this paper we propose a "pure hardware" based solution, which utilizes XPath query blocks on FPGA to solve the filtering problem. By utilizing the high throughput that an FPGA provides for parallel processing, our approach achieves drastically better throughput than the existing software or mixed (hardware/software) architectures. The XPath queries (subscriptions) are translated to regular expressions which are then mapped to FPGA devices. By introducing stacks within the FPGA we are able to express and process a wide range of path queries very efficiently, on a scalable environment. Moreover, the fact that the parser and the filter processing are performed on the same FPGA chip, eliminates expensive communication costs (that a multi-core system would need) thus enabling very fast and efficient pipelining. Our experimental evaluation reveals more than one order of magnitude improvement compared to traditional pub/sub systems.Comment: CIDR 200

Jahresbericht 2008 zur kooperativen DV-Versorgung

:VORWORT 9 ÜBERSICHT DER INSERENTEN 10 TEIL I ZUR ARBEIT DER DV KOMMISSION 15 MITGLIEDER DER DV KOMMISSION 15 ZUR ARBEIT DES LENKUNGSAUSSCHUSSES FÜR DAS ZIH 17 ZUR ARBEIT DES WISSENSCHAFTLICHEN BEIRATES DES ZIH 18 TEIL II 1 DAS ZENTRUM FÜR INFORMATIONSDIENSTE UND HOCHLEISTUNGSRECHNEN (ZIH) 21 1.1 AUFGABEN 21 1.2 ZAHLEN UND FAKTEN (REPRÄSENTATIVE AUSWAHL) 21 1.3 HAUSHALT 22 1.4 STRUKTUR / PERSONAL 23 1.5 STANDORT 24 1.6 GREMIENARBEIT 25 2 KOMMUNIKATIONSINFRASTRUKTUR 27 2.1 NUTZUNGSÜBERSICHT NETZDIENSTE 27 2.1.1 WiN IP Verkehr 27 2.2 NETZWERKINFRASTRUKTUR 27 2.2.1 Allgemeine Versorgungsstruktur 27 2.2.2 Netzebenen 27 2.2.3 Backbone und lokale Vernetzung 28 2.2.4 Druck Kopierer Netz 32 2.2.5 Funk LAN (WLAN) 32 2.2.6 Datennetz zwischen den Universitätsstandorten und Außenanbindung 33 2.2.7 Datennetz zu den Wohnheimstandorten 38 2.3 KOMMUNIKATIONS UND INFORMATIONSDIENSTE 39 2.3.1 Electronic Mail 39 2.3.1.1 Einheitliche E-Mail-Adressen an der TU Dresden 42 2.3.1.2 Struktur- bzw. funktionsbezogene E-Mail-Adressen an der TU Dresden 42 2.3.1.3 ZIH verwaltete Nutzer-Mailboxen 43 2.3.1.4 Web-Mail 43 2.3.1.5 Neuer Mailinglisten-Server 43 2.3.2 WWW 44 2.3.3 Authentifizierung und Autorisierung (AAI) 46 2.3.3.1 Shibboleth 47 2.3.4 Wählzugänge 47 2.3.5 Time Service 47 3 ZENTRALE DIENSTANGEBOTE UND SERVER 49 3.1 BENUTZERBERATUNG (BB) 49 3.2 TROUBLE TICKET SYSTEM (TTS) 50 3.3 NUTZER MANAGEMENT 51 3.4 LOGIN SERVICE 53 3.5 BEREITSTELLUNG VON VIRTUELLEN SERVERN 53 3.6 STORAGE MANAGEMENT 54 3.6.1 Backup Service 54 3.6.2 File Service und Speichersysteme 56 3.7 LIZENZ SERVICE 57 3.8 PERIPHERIE SERVICE 57 3.9 PC POOLS 57 3.10 SECURITY 59 3.10.1 IT Sicherheit 59 3.10.2 DFN PKI 59 3.10.3 VPN 59 3.10.4 Konzept der zentral bereitgestellten virtuellen Firewalls 59 4 SERVICELEISTUNGEN FÜR DEZENTRALE DV SYSTEME 61 4.1 ALLGEMEINES 61 4.2 PC SUPPORT 61 4.2.1 Investberatung 61 4.2.2 Implementierung 61 4.2.3 Instandhaltung 61 4.3 MICROSOFT WINDOWS SUPPORT 62 4.4 ZENTRALE SOFTWARE BESCHAFFUNG FÜR DIE TU DRESDEN 71 4.4.1 Arbeitsgruppentätigkeit 71 4.4.2 Strategie des Software Einsatzes an der TU Dresden 71 4.4.3 Software Beschaffung 72 5 HOCHLEISTUNGSRECHNEN 73 5.1 HOCHLEISTUNGSRECHNER/SPEICHERKOMPLEX (HRSK) 73 5.1.1 HRSK Core Router 74 5.1.2 HRSK SGI Altix 4700 74 5.1.3 HRSK PetaByte Bandarchiv 76 5.1.4 HRSK Linux Networx PC Farm 77 5.1.5 HRSK Linux Networx PC Cluster (HRSK Stufe 1a) 79 5.2 NUTZUNGSÜBERSICHT DER HPC SERVER 79 5.3 SPEZIALRESSOURCEN 80 5.3.1 SGI Origin 3800 80 5.3.2 NEC SX 6 81 5.3.3 Anwendercluster 82 5.4 GRID RESSOURCEN 82 5.5 ANWENDUNGSSOFTWARE 84 5.6 VISUALISIERUNG 84 5.7 PERFORMANCE TOOLS 86 6 WISSENSCHAFTLICHE KOOPERATION, PROJEKTE 87 6.1 „KOMPETENZZENTRUM FÜR VIDEOKONFERENZDIENSTE“ 87 6.1.1 Überblick 87 6.1.2 Umbau der Räume des VCC 87 6.1.3 Aufgaben und Entwicklungsarbeiten 87 6.1.4 Weitere Aktivitäten 89 6.1.5 Der Dienst „DFNVideoConference“ Mehrpunktkonferenzen im G WiN 90 6.1.6 Tendenzen und Ausblicke 91 6.2 D GRID 92 6.2.1 Hochenergiephysik Community Grid (HEP CG) - Entwicklung von Anwendungen und Komponenten zur Datenauswertung in der Hochenergiephysik in einer nationalen e Science Umgebung 92 6.2.2 MediGRID - Ressourcefusion für Medizin und Lebenswissenschaften 92 6.2.3 D Grid Integrationsprojekt 93 6.2.4 Chemomentum 93 6.3 BIOLOGIE 94 6.3.1 Entwicklung eines SME freundlichen Zuchtprogramms für Korallen 94 6.3.2 Entwicklung und Analyse von stochastischen interagierenden Vielteilchen Modellen für biologische Zellinteraktion 94 6.3.3 Verbundsystem EndoSys: Modellierung der Rolle von Rab Domänen bei Endozytose und Signalverarbeitung in Hepatocyten 95 6.3.4 ZebraSim: Modellierung und Simulation der Muskelgewebsbildung bei Zebrafischen 95 6.3.5 Ladenburger Kolleg BioLogistik: Vom bio inspirierten Engineering komplexer logistischer Systeme bis zur „NanoLogistik“ 96 6.3.6 Räumlich zeitliche Dynamik in der Systembiologie 96 6.4 PERFORMANCE EVALUIERUNG 97 6.4.1 SFB 609: Elektromagnetische Strömungsbeeinflussung in Metallurgie, Kristallzüchtung und Elektrochemie Teilprojekt A1: Numerische Modellierung turbulenter MFD Strömungen 97 6.4.2 BenchIT: Performance Measurement for Scientific Applications 97 6.4.3 Parallel Programming for Multi core Architectures − ParMA 98 6.4.4 VI HPS: Virtuelles Institut − HPS 99 6.4.5 Paralleles Kopplungs Framework und moderne Zeitintegrationsverfahren für detaillierte Wolkenprozesse in atmosphärischen Modellen 99 6.4.6 Virtuelle Entwicklung von Keramik und Kompositwerkstoffen mit maßge schneiderten Transporteigenschaften 100 6.4.7 Designing self organized adaptive services for open source internet telephony over p2p networks 100 7 AUSBILDUNGSBETRIEB UND PRAKTIKA 103 7.1 AUSBILDUNG ZUM FACHINFORMATIKER / FACHRICHTUNG ANWENDUNGSENTWICKLUNG 103 7.2 PRAKTIKA 104 8 AUS UND WEITERBILDUNGSVERANSTALTUNGEN 105 9 VERANSTALTUNGEN 107 10 PUBLIKATIONEN 109 TEIL III BERICHTE DER ZENTRALEN EINRICHTUNGEN BIOTECHNOLOGISCHES ZENTRUM (BIOTEC) 115 BOTANISCHER GARTEN 119 LEHRZENTRUM SPRACHEN UND KULTURRÄUME (LSK) 121 MEDIENZENTRUM (MZ) 125 UNIVERSITÄTSARCHIV 135 BERICHT DER ZENTRALEN UNIVERSITÄTSVERWALTUNG 137 BERICHT DES MEDIZINISCHEN RECHENZENTRUMS DES UNIVERSITÄTSKLINIKUMS CARL GUSTAV CARUS 139 SÄCHSISCHE LANDESBIBLIOTHEK − STAATS UND UNIVERSITÄTSBIBLIOTHEK DRESDEN 14

Dataflow Computing with Polymorphic Registers

Heterogeneous systems are becoming increasingly popular for data processing. They improve performance of simple kernels applied to large amounts of data. However, sequential data loads may have negative impact. Data parallel solutions such as Polymorphic Register Files (PRFs) can potentially accelerate applications by facilitating high speed, parallel access to performance-critical data. Furthermore, by PRF customization, specific data path features are exposed to the programmer in a very convenient way. PRFs allow additional control over the registers dimensions, and the number of elements which can be simultaneously accessed by computational units. This paper shows how PRFs can be integrated in dataflow computational platforms. In particular, starting from an annotated source code, we present a compiler-based methodology that automatically generates the customized PRFs and the enhanced computational kernels that efficiently exploit them

Evaluating New Architectural Features Of The Intel(R) Xeon(R) 7500 Processor For Hpc Workloads

In this paper we take a look at what the Intel Xeon Processor 7500 family, code namedNehalem-EX, brings to high performance computing. We compare two families of Intel Xeonbased systems (Intel Xeon 7500 and Intel Xeon 5600) and present a performance evolutionof 16 node clusters based on these CPUs. We compare CPU generations utilizing dual socketplatforms and a cluster across a number of HPC benchmarks and focused on differentperformance field and aspect. We will evaluate also technologies and features like Intels HyperThreading Technology (HT) and Intel Turbo Boost Technology (Turbo Mode) and theperformance implication of these technologies for HPC

Jahresbericht 2010 zur kooperativen DV-Versorgung

:VORWORT 9 ÜBERSICHT DER INSERENTEN 10 TEIL I ZUR ARBEIT DER DV-KOMMISSION 15 MITGLIEDER DER DV-KOMMISSION 15 ZUR ARBEIT DES IT-LENKUNGSAUSSCHUSSES 17 ZUR ARBEIT DES WISSENSCHAFTLICHEN BEIRATES DES ZIH 17 TEIL II 1 DAS ZENTRUM FÜR INFORMATIONSDIENSTE UND HOCHLEISTUNGSRECHNEN (ZIH) 21 1.1 AUFGABEN 21 1.2 ZAHLEN UND FAKTEN (REPRÄSENTATIVE AUSWAHL) 21 1.3 HAUSHALT 22 1.4 STRUKTUR / PERSONAL 23 1.5 STANDORT 24 1.6 GREMIENARBEIT 25 2 KOMMUNIKATIONSINFRASTRUKTUR 27 2.1 NUTZUNGSÜBERSICHT NETZDIENSTE 27 2.1.1 WiN-IP-Verkehr 27 2.2 NETZWERKINFRASTRUKTUR 27 2.2.1 Allgemeine Versorgungsstruktur 27 2.2.2 Netzebenen 27 2.2.3 Backbone und lokale Vernetzung 28 2.2.4 Druck-Kopierer-Netz 33 2.2.5 WLAN 33 2.2.6 Datennetz zwischen den Universitätsstandorten und Außenanbindung 33 2.2.7 Vertrag „Kommunikationsverbindungen der Sächsischen Hochschulen“ 37 2.2.8 Datennetz zu den Wohnheimstandorten 39 2.2.9 Datennetz der Fakultät Informatik 40 2.3 KOMMUNIKATIONS- UND INFORMATIONSDIENSTE 40 2.3.1 Electronic-Mail 40 2.3.1.1 Einheitliche E-Mail-Adressen an der TU Dresden 41 2.3.1.2 Struktur- bzw. funktionsbezogene E-Mail-Adressen an der TU Dresden 42 2.3.1.3 ZIH verwaltete Nutzer-Mailboxen 42 2.3.1.4 Web-Mail 42 2.3.1.5 Mailinglisten-Server 43 2.3.2 Authentifizierungs- und Autorisierungs-Infrastruktur (AAI) 43 2.3.2.1 AAI für das Bildungsportal Sachsen 44 2.3.2.2 DFN PKI 44 2.3.3 Wählzugänge 44 2.3.4 Time-Service 44 2.3.5 Voice over Internet Protocol (VoIP) 44 3 ZENTRALE DIENSTANGEBOTE UND SERVER 47 3.1 BENUTZERBERATUNG (BB) 47 3.2 TROUBLE TICKET SYSTEM (OTRS) 48 3.3 NUTZERMANAGEMENT 49 3.4 LOGIN-SERVICE 50 3.5 BEREITSTELLUNG VON VIRTUELLEN SERVERN 51 3.6 STORAGE-MANAGEMENT 51 3.6.1 Backup-Service 51 3.6.2 File-Service und Speichersysteme 53 3.7 LIZENZ-SERVICE 55 3.8 PERIPHERIE-SERVICE 55 3.9 PC-POOLS 55 3.10 SECURITY 56 3.10.1 Informationssicherheit 56 3.10.2 Frühwarnsystem (FWS) im Datennetz der TU Dresden 57 3.10.3 VPN 57 3.10.4 Konzept der zentral bereitgestellten virtuellen Firewalls 57 3.10.5 Netzkonzept für Arbeitsplatzrechner mit dynamischer Portzuordnung nach IEEE 802.1x (DyPort) 58 4 SERVICELEISTUNGEN FÜR DEZENTRALE DV-SYSTEME 59 4.1 ALLGEMEINES 59 4.2 PC-SUPPORT 59 4.2.1 Investberatung 59 4.2.2 Implementierung 59 4.2.3 Instandhaltung 59 4.3 MICROSOFT WINDOWS-SUPPORT 60 4.4 ZENTRALE SOFTWARE-BESCHAFFUNG FÜR DIE TU DRESDEN 64 4.4.1 Arbeitsgruppe Software im ZKI 64 4.4.2 Strategie des Software-Einsatzes an der TU Dresden 64 4.4.3 Software-Beschaffung 64 4.4.4 Nutzerberatungen 65 4.4.5 Software-Präsentationen 66 5 HOCHLEISTUNGSRECHNEN 67 5.1 HOCHLEISTUNGSRECHNER/SPEICHERKOMPLEX (HRSK) 67 5.1.1 HRSK Core-Router 68 5.1.2 HRSK SGI Altix 4700 68 5.1.3 HRSK PetaByte-Bandarchiv 70 5.1.4 HRSK Linux Networx PC-Farm 71 5.1.5 Globale Home-File-Systeme für HRSK 73 5.1.5 Linux Networx PC-Cluster (Phobos) 73 5.2 NUTZUNGSÜBERSICHT DER HPC-SERVER 74 5.3 SPEZIALRESSOURCEN 75 5.3.1 NEC SX-6 75 5.3.2 Microsoft HPC-System 75 5.3.3 Anwendercluster 76 5.4 GRID-RESSOURCEN 77 5.5 ANWENDUNGSSOFTWARE 79 5.6 VISUALISIERUNG 80 5.7 PARALLELE PROGRAMMIERWERKZEUGE 81 6 WISSENSCHAFTLICHE PROJEKTE, KOOPERATIONEN 83 6.1 „KOMPETENZZENTRUM FÜR VIDEOKONFERENZDIENSTE“ (VCCIV) 83 6.1.1 Überblick 83 6.1.2 Videokonferenzräume 83 6.1.3 Aufgaben und Entwicklungsarbeiten 83 6.1.4 Weitere Aktivitäten 85 6.1.5 Der Dienst „DFNVideoConference“ - Mehrpunktkonferenzen im G-WiN 86 6.1.6 Ausblick 87 6.2 100-GIGABIT-TESTBED DRESDEN/FREIBERG 87 6.2.1 Überblick 87 6.2.2 Motivation 88 6.2.3 Setup und technische Umsetzung 88 6.2.4 Teilprojekte des ZIH 89 6.2.5 Fazit und Ausblick 90 6.3 D-GRID 90 6.3.1 D-Grid Integrationsprojekt 2 90 6.3.2 D-Grid Scheduler Interoperalität (DGSI) 91 6.3.3 MoSGrid − Molecular Simulation Grid 91 6.3.4 WisNetGrid −Wissensnetzwerke im Grid 92 6.4 BIOLOGIE 93 6.4.1 Entwicklung und Analyse von stochastischen interagierenden Vielteilchen-Modellen für biologische Zellinteraktion 93 6.4.2 EndoSys − Modellierung der Rolle von Rab-Domänen bei Endozytose und Signalverarbeitung in Hepatocyten 93 6.4.3 SpaceSys − Räumlich-zeitliche Dynamik in der Systembiologie 94 6.4.4 Biologistik − Von bio-inspirierter Logistik zum logistik-inspirierten Bio-Nano-Engineering 94 6.4.5 ZebraSim − Modellierung und Simulation der Muskelgewebsbildung bei Zebrafischen 94 6.4.6 SFB Transregio 79 - Werkstoffentwicklungen für die Hartgeweberegeneration im gesunden und systemisch erkrankten Knochen 95 6.4.7 Virtuelle Leber - Raumzeitlich mathematische Modelle zur Untersuchung der Hepatozyten-Polarität und ihre Rolle in der Lebergewebeentwicklung 95 6.4.8 GrowReg - Wachstumsregulation und Strukturbildung in der Regeneration 96 6.5 PERFORMANCE EVALUIERUNG 96 6.5.1 SFB 609 − Elektromagnetische Strömungsbeeinflussung in Metallurgie, Kristallzüchtung und Elektrochemie −Teilprojekt A1: Numerische Modellierung turbulenter MFD-Strömungen 96 6.5.2 BenchIT − Performance Measurement for Scientific Applications 97 6.5.3 PARMA − Parallel Programming for Multi-core Architectures - ParMA 98 6.5.4 VI-HPS − Virtuelles Institut - HPS 98 6.5.5 Paralleles Kopplungs-Framework und moderne Zeitintegrationsverfahren für detaillierte Wolkenprozesse in atmosphärischen Modellen 99 6.5.6 VEKTRA − Virtuelle Entwicklung von Keramik- und Kompositwerkstoffen mit maßgeschneiderten Transporteigenschaften 99 6.5.7 Cool Computing −Technologien für Energieeffiziente Computing-Plattformen (BMBF-Spitzencluster Cool Silicon) 100 6.5.8 eeClust - Energieeffizientes Cluster-Computing 100 6.5.9 HI-CFD − Hocheffiziente Implementierung von CFD-Codes für HPC-Many-Core-Architekturen 100 6.5.10 SILC − Scalierbare Infrastruktur zur automatischen Leistungsanalyse paralleler Codes 101 6.5.11 TIMaCS − Tools for Intelligent System Mangement of Very Large Computing Systems 101 6.5.12 Verbundprojekt: EMI - European Middleware Initiative 102 6.5.13 H4H – Optimise HPC Applications on Heterogeneous Architectures 102 6.6 KOOPERATIONEN 102 7 DOIT - INTEGRIERTES INFORMATIONSMANAGEMENT 105 7.1 VISION DER TU DRESDEN 105 7.2 ZIELE DER PROJEKTGRUPPE 105 7.2.1 Analyse der bestehenden IT-Unterstützung der Organisation und ihrer Prozesse 105 7.2.2 Erarbeitung von Verbesserungsvorschlägen 105 7.2.3 Herbeiführung strategischer Entscheidungen 106 7.2.4 Planung und Durchführung von Teilprojekten 106 7.2.5 Markt- und Anbieteranalyse 106 7.2.6 Austausch mit anderen Hochschulen 106 7.3 ORGANISATORISCHE EINBINDUNG DER DOIT-GRUPPE 106 7.4 IDENTITÄTSMANAGEMENT 107 7.5 KONTAKT 108 8 AUSBILDUNGSBETRIEB UND PRAKTIKA 109 8.1 AUSBILDUNG ZUM FACHINFORMATIKER / FACHRICHTUNG ANWENDUNGSENTWICKLUNG 109 8.2 PRAKTIKA 110 9 AUS- UND WEITERBILDUNGSVERANSTALTUNGEN 111 10 VERANSTALTUNGEN 113 11 PUBLIKATIONEN 115 TEIL III BERICHTE BIOTECHNOLOGISCHES ZENTRUM (BIOTEC) 121 BOTANISCHER GARTEN 125 LEHRZENTRUM SPRACHEN UND KULTUREN (LSK) 127 MEDIENZENTRUM (MZ) 133 UNIVERSITÄTSARCHIV (UA) 139 UNIVERSITÄTSSPORTZENTRUM (USZ) 141 ZENTRALE UNIVERSITÄTSVERWALTUNG 143 MEDIZINISCHES RECHENZENTRUM DES UNIVERSITÄTSKLINIKUMS CARL GUSTAV CARUS 145 SÄCHSISCHE LANDESBIBLIOTHEK – STAATS- UND UNIVERSITÄTSBIBLIOTHEK 14

ベクトルプロセッサのための高性能メモリアーキテクチャに関する研究

Tohoku University小林 広明課

Jahresbericht 2007 zur kooperativen DV-Versorgung

:VORWORT 9 ÜBERSICHT DER INSERENTEN 12 TEIL I ZUR ARBEIT DER DV KOMMISSION 15 MITGLIEDER DER DV KOMMISSION 15 ZUR ARBEIT DES LENKUNGSAUSSCHUSSES FÜR DAS ZIH 17 ZUR ARBEIT DES WISSENSCHAFTLICHEN BEIRATES DES ZIH 17 TEIL II 1 DAS ZENTRUM FÜR INFORMATIONSDIENSTE UND HOCHLEISTUNGSRECHNEN (ZIH) 21 1.1 AUFGABEN 21 1.2 ZAHLEN UND FAKTEN (REPRÄSENTATIVE AUSWAHL) 21 1.3 HAUSHALT 22 1.4 STRUKTUR / PERSONAL 23 1.5 STANDORT 24 1.6 GREMIENARBEIT 25 2 KOMMUNIKATIONSINFRASTRUKTUR 27 2.1 NUTZUNGSÜBERSICHT NETZDIENSTE 27 2.1.1 WiN IP Verkehr 27 2.2 NETZWERKINFRASTRUKTUR 27 2.2.1 Allgemeine Versorgungsstruktur 27 2.2.2 Netzebenen 27 2.2.3 Backbone und lokale Vernetzung 28 2.2.4 Druck Kopierer Netz 32 2.2.5 Funk LAN (WLAN) 32 2.2.6 Datennetz zwischen den Universitätsstandorten und Außenanbindung 33 2.2.7 Datennetz zu den Wohnheimstandorten 36 2.3 KOMMUNIKATIONS UND INFORMATIONSDIENSTE 38 2.3.1 Electronic Mail 38 2.3.1.1 Einführung einheitlicher E-Mail-Adressen an der TU Dresden 39 2.3.1.2 Funktionsbezogene TU-Mail-Adressen an der TU Dresden 40 2.3.1.3 ZIH verwaltete Nutzer-Mailboxen 40 2.3.1.4 Web-Mail 41 2.3.1.5 Neuer Mailinglisten-Server 41 2.3.2 WWW 41 2.3.3 Authentifizierung und Autorisierung (AAI) 42 2.3.3.1 Shibboleth 42 2.3.4 Wählzugänge 43 2.2.5 Time Service 43 3 ZENTRALE DIENSTANGEBOTE UND SERVER 45 3.1 BENUTZERBERATUNG (BB) 45 3.2 TROUBLE TICKET SYSTEM (TTS) 46 3.3 NUTZERMANAGEMENT 47 3.4 LOGIN SERVICE 48 3.5 STORAGE MANAGEMENT 48 3.5.1 Backup Service 49 3.5.2 File Service und Speichersysteme 52 3.6 LIZENZ SERVICE 55 3.7 PERIPHERIE SERVICE 55 3.8 PC POOLS 55 3.9 SECURITY 56 4 SERVICELEISTUNGEN FÜR DEZENTRALE DV SYSTEME 59 4.1 ALLGEMEINES 59 4.2 PC SUPPORT 59 4.2.1 Investberatung 59 4.2.2 Implementierung 59 4.2.3 Instandhaltung 59 4.3 MICROSOFT WINDOWS SUPPORT 60 4.4 ZENTRALE SOFTWARE BESCHAFFUNG FÜR DIE TU DRESDEN 64 4.4.1 Arbeitsgruppentätigkeit 64 4.4.2 Strategie des Software Einsatzes an der TU Dresden 65 4.4.3 Software Beschaffung 66 5 HOCHLEISTUNGSRECHNEN 67 5.1 HOCHLEISTUNGSRECHNER/SPEICHERKOMPLEX (HRSK) 67 5.1.1 HRSK Core Router 69 5.1.2 HRSK SGI Altix 4700 69 5.1.3 HRSK PetaByte Bandarchiv 70 5.1.4 HRSK Linux Networx PC Farm 72 5.1.5 HRSK Linux Networx PC Cluster (HRSK Stufe 1a) 73 5.2 NUTZUNGSÜBERSICHT DER HPC SERVER 74 5.3 SPEZIALRESSOURCEN 75 5.3.1 SGI Origin 3800 75 5.3.2 NEC SX 6 76 5.3.3 Anwendercluster 76 5.4 GRID RESSOURCEN 77 5.5 ANWENDUNGSSOFTWARE 78 5.6 VISUALISIERUNG 79 5.7 PERFORMANCE TOOLS 80 6 WISSENSCHAFTLICHE KOOPERATION, PROJEKTE 83 6.1 DAS PROJEKT „KOMPETENZZENTRUM FÜR VIDEOKONFERENZDIENSTE“ 83 6.1.1 Überblick 83 6.1.2 Umbau der Räume des VCC 83 6.1.3 Aufgaben und Entwicklungsarbeiten 83 6.1.4 Weitere Aktivitäten 86 6.1.5 Der Dienst „DFNVideoConference“ Mehrpunktkonferenzen im G WiN 86 6.1.6 Tendenzen und Ausblicke 87 6.2 D GRID 88 6.2.1 Hochenergiephysik Community Grid (HEP CG) Entwicklung von Anwendungen und Komponenten zur Datenauswertung in der Hochenergie physik in einer nationalen e Science Umgebung 88 6.2.2 MediGRID Ressourcefusion für Medizin und Lebenswissenschaften 88 6.2.3 D Grid Integrationsprojekt 89 6.2.4 Chemomentum 89 6.3 BIOLOGIE 90 6.3.1 Mathematische Modellierung und Computersimulation des Tumorwachs tums und Therapien 90 6.3.2 Entwicklung eines SME freundlichen Zuchtprogramms für Korallen 91 6.3.3 Analyse raum zeitlicher Musterbildung von Mikroorganismen 91 6.3.4 Regeneration beim Axolotl 91 6.3.5 Entwicklung und Analyse von stochastischen Interagierenden Vielteilchen Modellen für biologische Zellinteraktion 92 6.3.8 Kompetenznetzwerk MTBio 92 6.3.7 EndoSys: Raum zeitliche Modellierung der Regulationsprozesse der Endozytose in Hepatocyten 92 6.3.8 ZebraSim: Modellierung und Simulation der Muskelgewebsbildung bei Zebrafischen 93 6.3.9 Biologistik: Von bio inspirierter Logistik zum logistik inspirierten Bio Nano Engineering 93 6.4 PERFORMANCE EVALUIERUNG 94 6.4.1 SFB 609: Elektromagnetische Strömungsbeeinflussung in Metallurgie, Kristallzüchtung und Elektrochemie Teilprojekt A1: Numerische Modellierung turbulenter MFD -Strömungen 94 6.4.2 Parallel Programming for Multi core Architectures ParMA 94 6.4.3 VI HPS: Virtuelles Institut − HPS 95 6.4.4 Paralleles Kopplungs Framework und moderne Zeitintegrationsverfahren für detaillierte Wolkenprozesse in atmosphärischen Modellen 96 6.4.5 Virtuelle Entwicklung von Keramik und Kompositwerkstoffen mit maßge schneiderten Transporteigenschaften 96 7 AUSBILDUNGSBETRIEB UND PRAKTIKA 97 7.1 AUSBILDUNG ZUM FACHINFORMATIKER / FACHRICHTUNG ANWENDUNGSENTWICKLUNG 97 7.2 PRAKTIKA 98 8 AUS UND WEITERBILDUNGSVERANSTALTUNGEN 99 9 VERANSTALTUNGEN 101 10 PUBLIKATIONEN 103 TEIL III BERICHTE DER FAKULTÄTEN FAKULTÄT MATHEMATIK UND NATURWISSENSCHAFTEN 109 Fachrichtung Mathematik 109 Fachrichtung Physik 113 Fachrichtung Chemie und Lebensmittelchemie 117 Fachrichtung Psychologie 123 Fachrichtung Biologie 125 PHILOSOPHISCHE FAKULTÄT 131 FAKULTÄT SPRACH , LITERATUR UND KULTURWISSENSCHAFTEN 135 FAKULTÄT ERZIEHUNGSWISSENSCHAFTEN 137 JURISTISCHE FAKULTÄT 141 FAKULTÄT WIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN 145 FAKULTÄT INFORMATIK 153 FAKULTÄT ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK 161 FAKULTÄT MASCHINENWESEN 169 FAKULTÄT BAUINGENIEURWESEN 179 FAKULTÄT ARCHITEKTUR 185 FAKULTÄT VERKEHRSWISSENSCHAFTEN „FRIEDRICH LIST“ 189 FAKULTÄT FORST , GEO UND HYDROWISSENSCHAFTEN 201 Fachrichtung Forstwissenschaften 201 Fachrichtung Geowissenschaften 207 Fachrichtung Wasserwesen 213 MEDIZINISCHE FAKULTÄT CARL GUSTAV CARUS 21