Architectures of Supercomputers / Architekturen von Superrechnern [ArchSup]

Dozent/in:

Johannes Hofmann

Angaben:

Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5, Virtual lecture. For details about registration see https://www.cs3.tf.fau.de/teaching/architectures-of-supercomputers/

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF INF-BA-V-RA ab 5
WPF CE-MA 1-3
WPF CE-MA-INF 1-3
WPF CE-BA-TW 3-6
WPF INF-MA 1-3
WF ICT-MA 1-3

Exercises Architectures of Supercomputers / Übungen Architekturen von Superrechnern [ÜArchSup]

Dozent/in:

Johannes Hofmann

Angaben:

Übung, 2 SWS, ECTS: 2,5

Termine:

Mo, 12:15 - 13:45, 02.133-113
Fr, 14:15 - 15:45, 02.133-113
Raum und Zeit nach Vereinbarung

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF INF-BA-V-RA ab 5
WPF CE-MA 1-3
WPF CE-MA-INF 1-3
WPF CE-BA-TW 3-6
WPF INF-MA 1-3
WPF ICT-MA 1-3

Blockchain Seminar [BLOCK]

Dozent/in:

Johannes Hofmann

Angaben:

Seminar, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5

Termine:

Vorbesprechung: Freitag, 13.11.2020, 10:15 - 11:15 Uhr, Zoom-Meeting

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF INF-BA-SEM 3
WPF INF-MA 1
WPF INF-BA 3

Computational Engineering 1 [CE1]

Dozent/in:

Dietmar Fey

Angaben:

Vorlesung, 4 SWS, nur Fachstudium

Termine:

Mo, 10:15 - 11:45, Zoom-Meeting
Di, 12:15 - 13:45, Zoom-Meeting
Die vorlresung findet über Zoom statt: https://fau.zoom.us/j/96906048339?pwd=dVJRTldLM1dhRGNqQ0piMXF5ckk4QT09

Studienrichtungen / Studienfächer:

PF CE-BA-G 1

Inhalt:

Basiskomponenten eines Rechners

• Grundlagen der Architektur von Hochleistungsprozessoren (GPGPU, homogene und heterogene Multi-/Vielkern- Prozessoren)

• Parallelrechnerarchitekturen

• Parallelisierungsstrategien und deren Abbildung auf Architekturen

• Leistungsmaße für parallele Architekturen

• Design-Patterns für Paralleles Programmieren

Übungen zu Computational Engineering 1 [ÜCE1]

Dozent/in:

Jonas Schmitt

Angaben:

Übung, 2 SWS, nur Fachstudium

Studienrichtungen / Studienfächer:

PF CE-BA-G 1

Einführung digitaler ASIC Entwurf [EDA]

Dozentinnen/Dozenten:

Marc Reichenbach, Dietmar Fey

Angaben:

Vorlesung, 2 SWS, Schein, nur Fachstudium

Studienrichtungen / Studienfächer:

WF IuK-BA ab 5
WF ICT-MA 1-3
WF CE-MA-INF 1-3
WPF INF-BA-V-RA ab 5
WPF INF-MA 1-3

Voraussetzungen / Organisatorisches:

Grundlagen der Technischen Informatik
Grundlagen der Rechnerarchitektur und –organisation
Grundlagen der Schaltungstechnik

Inhalt:

• Einführung in die Welt der integrierten Schaltkreise

• Schaltungstechnische Grundlagen

• Designflow für integrierte Schaltkreise

• Zeitliche Rahmenbedinungen für die Entwicklung

• Testbarkeit

• Low-Power-Design

• Algorithmen von Entwurfswerkzeugen

• Verifikation von Schaltungen
  

Diese Veranstaltung ist sehr praxisorientiert. Aus diesem Grund wird zusätzlich zur Tafelübung eine Laborübung (2.5 ECTS) angeboten. Hier besteht die Möglichkeit einen integrierten Schaltkreis, welcher im Rahmen der Laborübung entstehtb fertigen zu lassen und anschließend (in einer weiteren Veranstaltung) zu testen.

Zur Teilnahme an der Laborübung melden Sie sich bis 02.11.2020 01:00 bei folgender Studon Gruppe an.

Die Teilnehmeranzahl ist beschränkt.

Heterogene Rechnerarchitekturen Online [HETRON]

Dozentinnen/Dozenten:

Marc Reichenbach, Thomas Heller, Johannes Hofmann

Angaben:

Vorlesung, Dies ist eine Online-Vorlesung, organisiert über die VHB: http://vhb.org

Termine:

Dies ist eine Online-Vorlesung, organisiert über die VHB: http://vhb.org

Informatik für Ing. I [IfI]

Dozent/in:

Marc Reichenbach

Angaben:

Vorlesung, 2 SWS, Schein, nur Fachstudium

Termine:

Mi, 16:15 - 17:45, H9
https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_3243900

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF WING-BA-MB-ING-MG8 3-6
WPF WING-BA-IKS-ING-MG7 3-6
WPF WING-MA 1-3
WPF MB-BA-FG12 3-6
WPF MB-MA-FG12 1-3
WPF WING-MA-ET-IT 1-3
WPF WING-BA-ET-IT 3-6

Inhalt:

siehe Modulbeschreibung

Empfohlene Literatur:

siehe Modulbeschreibung

Übungen zu Informatik für Ing. I [UeIfI]

Dozent/in:

Marc Reichenbach

Angaben:

Übung, 2 SWS, nur Fachstudium

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF WING-BA-MB-ING-MG8 3-6
WPF WING-BA-IKS-ING-MG7 3-6
WPF MB-BA-FG12 3-6
WPF MB-MA-FG12 1-3
WPF WING-MA 1-3
WPF WING-MA-ET-IT 1-3
WPF WING-BA-ET-IT 3-6

Inhalt:

siehe Modulbeschreibung

Empfohlene Literatur:

siehe Modulbeschreibung

Intensivierungsübung zu Informatik für Ing. I [IueIfI]

Dozent/in:

Marc Reichenbach

Angaben:

Übung, 2 SWS, nur Fachstudium

Termine:

Zeit/Ort n.V.

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF WING-BA-MB-ING-MG8 3-6
WPF WING-BA-IKS-ING-MG7 3-6
WPF MB-BA-FG12 3-6
WPF MB-MA-FG12 1-3
WPF WING-MA 1-3

Laborübung zu Einführung digitaler ASIC Entwurf [LÜEDA]

Dozentinnen/Dozenten:

Johannes Knödtel, Marc Reichenbach

Angaben:

Übung, 2 SWS, ECTS: 2,5

Studienrichtungen / Studienfächer:

WF IuK-BA ab 5
WPF INF-BA-V-RA ab 5

Voraussetzungen / Organisatorisches:

Zur Teilnahme an der Laborübung melden Sie sich bis 02.11.2020 01:00 bei folgender Studon Gruppe an.

Die Teilnehmeranzahl ist beschränkt.

Masterprojekt Rechnerarchitektur [MAPRA]

Dozentinnen/Dozenten:

Marc Reichenbach, Dietmar Fey

Angaben:

Praktikum, ECTS: 10, nur Fachstudium

Termine:

nach Vereinbarung

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF INF-MA ab 1

Voraussetzungen / Organisatorisches:

• Anmeldung per Email oder persönlich

• Grundkenntnisse Rechnerarchitektur

• Kenntnisse in einer Programmiersprache (vorzugsweise C oder C++)

• Bevorzugt sollten die Themen in kleinen Gruppen von 2-3 Studierenden bearbeitet werden

Inhalt:

Je nach Ausrichtung werden verschiedenste Aspekte der Prozessortechnik von Softwareprogrammierung bis hin zu Hardwareentwicklung betrachtet. Grundsätzlich können alle Abschlussarbeiten des Lehrstuhls , auch in abgewandelter Form, bearbeitet werden.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit das Masterprojekt thematisch im Rahmen der angebotenen Praktika auszurichten:

• Smart Camera Praktikum

• Praktikum Parallele Rechnerarchitekturen
  

Ebenso sind auch eigene Themenvorschläge willkommen.

Schlagwörter:

Master Praktikum, Rechnerarchitektur, Hardware, embedded, multicore

Rechnerarchitektur [RA]

Dozent/in:

Dietmar Fey

Angaben:

Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium

Termine:

Mo, 12:15 - 13:45, Zoom-Meeting
Die Vorlesung findet via Zoom statt: https://fau.zoom.us/j/98692910232?pwd=L2N6WFdNTzlENXo5aEE4ZkhQeXZCdz09

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF IuK-MA-ES-INF 1-4
WPF IuK-BA ab 5
WPF ICT-MA-ES 1-4
WPF INF-BA-V-RA ab 5
WPF INF-MA 1-3

Inhalt:

Die Vorlesung baut auf die in den Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation vermittelten Inhalte auf und setzt diese mit weiterführenden Themen fort. Es werden zunächst grundlegende fortgeschrittene Techniken bei Pipelineverarbeitung und Cachezugriffen in modernen Prozessoren und Parallelrechnern behandelt. Ferner wird die Architektur von Spezialprozessoren, z.B. DSPs, Embedded Prozessoren und KI-Beschleunigern behandelt. Es wird aufgezeigt, wie diese Techniken in konkreten Architekturen (Intel KabyLake, AMD Ryzen, KI-Beschleuniger TPU) verwendet werden. Zur Vorlesung werden eine Tafel- und eine Rechnerübung angeboten, durch deren erfolgreiche Beteiligung abgestuft mit der Vorlesung 5 bzw. 7,5 ECTS erworben werden können. In den Tafelübungen werden die in der Vorlesung vermittelten Techniken durch zu lösende Aufgaben vertieft. Im Einzelnen werden folgende Themen behandelt:

• Organisationsaspekte von CISC und RISC-Prozessoren

• Behandlung von Hazards in Pipelines

• Fortgeschrittene Techniken der dynamischen Sprungvorhersage

• Fortgeschritten Cachetechniken, Cache-Kohärenz

• Ausnutzen von Cacheeffekten

• Architekturen von Digitalen Signalprozessoren

• Architekturen homogener und heterogener Multikern-Prozessoren (Intel Corei7, Nvidia GPUs, Cell BE)

• Architektur von KI-Prozessoren (TPU, Spezielle KI-Beschleuniger)

• Effiziente Hardware-nahe Programmierung von Mulitkern-Prozessoren (OpenMP, SSE, CUDA)

• Leistungsmodellierung und -analyse von Multikern-Prozessoren (Roofline-Modell)
  

Empfohlene Literatur:

• Patterson/Hennessy: Computer Organization und Design

• Hennessy/Patterson: Computer Architecture - A Quantitative Approach

• Stallings: Computer Organization and Architecture

• Märtin: Rechnerarchitekturen

Rechnerübungen zu Rechnerarchitektur [RÜ RA]

Dozent/in:

Christian Widerspick

Angaben:

Übung, 2 SWS, ECTS: 2,5, nur Fachstudium

Termine:

Vorbesprechung: Donnerstag, 5.11.2020, 12:15 - 12:45 Uhr, Zoom-Meeting

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF IuK-BA ab 5
WPF IuK-MA-ES-INF 1-4
WPF ICT-MA-ES 1-4
WPF INF-BA-V-RA ab 5
WPF INF-MA 1-3

Voraussetzungen / Organisatorisches:

WICHTIG: Für die Erstellung der Accounts beim RRZE die Anmeldung im Studonkurs Rechnerarchitektur (https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_212719) und dort in der Gruppe "Rechnerübung" bis 05.11.2020, 14:00 Uhr erforderlich. Die Abgabe erfolgt in zweier Gruppen. Das Passwort wird in der Vorlesung Rechnerarchitektur und in der Vorbesprechung bekannt gegeben.

Vorbesprechung: Zoom Meeting mit Aufzeichnung
https://fau.zoom.us/j/96579985561?pwd=TktLeS8zVGJ3UUdxcEdaOTRsSDVkUT09

Übungen: Videoaufzeichnung
https://www.studon.fau.de/studon/ilias.php?ref_id=1303665&target=1303665&cmd=showOverview&cmdClass=ilobjexercisegui&cmdNode=ce:od&baseClass=ilexercisehandlergui

Übungen zu Rechnerarchitektur [Ü RA]

Dozent/in:

Sebastian Rachuj

Angaben:

Übung, 2 SWS, ECTS: 2,5

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF IuK-BA ab 5
WPF ICT-MA 1-3
WPF INF-BA-V-RA ab 5
WPF INF-MA 1-3
WPF ICT-MA-ES 1-4

Rechnerarchitekturen für Deep-Learning Anwendungen [RADL]

Dozentinnen/Dozenten:

Philipp Holzinger, Marc Reichenbach

Angaben:

Praktikum, 8 SWS, ECTS: 10

Termine:

Mi, 10:15 - 11:45, 07.150
nach Vereinbarung.

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF INF-BA 5

Supercomputing Praktikum [SuCoPra]

Dozent/in:

Christian Widerspick

Angaben:

Praktikum, 8 SWS, benoteter Schein, ECTS: 10, Die Sprache wird mit den Studierenden am Anfang der Veranstaltung abgestimmt.

Termine:

Mi, 12:00 - 14:00, 01.153-113 CIP

Voraussetzungen / Organisatorisches:

Grundkenntnisse im Umgang mit UNIX Systemen sowie Programmierung in C bzw. C++

Inhalt:

• Komponenten eines Supercomputers und deren Zusammenspiel

• typische Applikationen und Tuning von diesen

• Administration, Monitoring, Debugging

Die Studierenden...

• haben alle notwendigen Kompetenzen erworben um bei der Student Cluster Competition der SC oder ISC teilzunehmen,

• können einem Cluster-Computer ingenieursmäßig planen und zusammenbauen,

• die besondere Hardware-Architekturen, die sich in HPC-Systemen finden, verstehen und konfigurieren,

• Applikationen installieren, ausmessen & optimieren,

• den Zustand des Systems überwachen und es gegebenenfalls reparieren.

Supercomputing-Praktikum Übung [SuCoPra-Ü]

Dozent/in:

Christian Widerspick

Angaben:

Übung, ECTS: 5

Termine:

Do, 12:00 - 15:00, 02.153

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF INF-BA-PR ab 3

Tafelübungen zu Einführung digitaler ASIC Entwurf [TÜEDA]

Dozent/in:

Marc Reichenbach

Angaben:

Übung, nur Fachstudium

Studienrichtungen / Studienfächer:

WF IuK-BA ab 5
WPF INF-BA-V-RA ab 5

Tutorium Grundlagen der Rechnerarchitektur und - organisation [TutGRa]

Dozent/in:

Sebastian Rachuj

Angaben:

Tutorium, 2 SWS, nur Fachstudium

Studienrichtungen / Studienfächer:

WF INF-BA 3
WF INF-LAG ab 5
WF IuK-BA 3

Voraussetzungen / Organisatorisches:

Tutorium zur Auffrischung und Vertiefung der Kenntnisse der Vorlesung Grundlagen der Rechnerarchitektur und -organisation.
Es ist nicht nötig, mehrere Kurse pro Woche zu besuchen, da in allen der gleiche Stoff behandelt wird.
Die Tutorien werden ab dem Jahreswechsel bis zum Ende der Vorlesungszeit angeboten und bieten die Möglichkeit, Fragen zu Aufgaben aus Übungen und alten Klausuren zu stellen.
Für Klausurwiederholer empfohlen!