Supercomputer-Seminar 1998 in Mannheim:
Europa muß sich warm anziehen

Mit der Vorstellung der elften TOP500-Liste eröffnete Prof. Dr. Hans-Werner Meuer, Leiter des Rechenzentrums der Universität Mannheim, das Supercomputer Seminar 1998 im Mannheimer Rosengarten. Diese Liste der 500 leistungsstärksten Rechner in der Welt unterlag in kurzer Zeit großen Veränderungen. Larry Smarr, University of Illinois at Urbana Champaign, betonte, daß 1993 kein Rechner in der TOP500-Liste von hauptsächlich marktorientierten Firmen vertreten war, während heute 3/4 der TOP500-Rechner von SGI, IBM, HP oder Sun kommen. Dabei verdoppele sich derzeit die Leistung eines Prozessors alle 18 Monate und die Anzahl der Prozessoren alle 9 Monate, so daß sich die Gesamtleistung alle 18 Monate verachtfache. In Amerika habe man sich auf diese Entwicklung eingestellt und entsprechende Programme zur Modernisierung der Höchstleistungsrechenzentren aufgelegt. Dieser Beschleunigung stehe Europa zur Zeit konzeptlos gegenüber.

Prof. Dr. Friedel Hoßfeld, Leiter des Höchstleistungsrechenzentrum Jülich, vertiefte, daß das High Performance Scientific Computing in Deutschland derzeit keine ausdrückliche programmatische Förderung erhielte. Dagegen startete die US-Regierung mit der Accelerated Strategic Computing Initiative (ASCI) und dem Pathforward-Programm des Department of Energy eine große technologische Offensive für den methodischen Ausbau der Computersimulation. “Für den Standort Deutschland sind deshalb neue strategische Überlegungen zur Steigerung der Synergie in der Schlüsseltechnologie des Wissenschaftlichen Rechnens zwingend.”

Neue strategische Überlegungen und eine Antwort auf ASCI kommen hingegen aus Japan. Dr. Nobushiko Koike, NEC Europe, berichtete über das Projekt “Virtual Planet Earth”. Wie schon mehrfach in der Vergangenheit werden Mittel zur Entwicklung von Spitzenrechnern freigestellt. Bis zum Jahr 2001 soll ein 30 TeraFLOPS (30 000 000 000 000 Rechenoperationen pro Sekunde) Rechner entwickelt werden zur Simulation von Umweltproblemen wie z. B. der Simulation der Dynamik von Erdkruste und Erdkern zur Erdbebenvorhersage.

In den Firmenpräsentationen wurden die neuen Entwicklungen der verschiedenen Rechnerhersteller vorgestellt, wobei sich zwei Trends herauskristallisierten:

• zukünftige Höchstleistungsrechner werden aus gekoppelten Shared Memory Systemen aufgebaut sein.
• Vektorprozessoren werden auch in Zukunft eine wichtige Rolle im Höchstleistungsrechnen spielen.

Das Supercomputer Seminar 1998 beschäftigte sich auch intensiv mit Netzen. Die direkte Verbindung zu Supercomputern stellte Dr. Alfred Geiger, Leiter des Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart, in seinem Vortrag über Erfahrungen im “Transatlantischen Metacomputing” her. Über neue Trends und Entwicklungen im Networking berichte Dr. David O. Williams, CERN, Genf.

Die abschließende Podiumsdiskussion “Quo vadis Internet in Deutschland” wurde von Peter Welchering, dem Chefredakteur der “Computer Zeitung” moderiert. Um die Zukunft der Netze diskutierten teilweise sehr heftig Dr. Bernhard Biedermann, IS Internet Services, Hamburg, Prof. Heinz-Gerd Hegering, Leibniz Rechenzentrum, München, Prof. Eike Jessen, DFN- Verein, Hubert Martens, MultiNET Services GmbH, Prof. Klaus Merle, Rechenzentrum Universität Mainz, Michaela Merz, callisto Germany Net, Prof. Eckart Raubold, Deutsche Telekom, Harald Summa, Unternehmensberater, Jörg Tauss, MdB, und Prof. Werner Zorn, Universität Karlsruhe. Trotz kontroverser Ansichten verdichtete sich auch auf dem Gebiet der Netze der Eindruck europäischer Konzeptlosigkeit.

In diesem Jahr waren zum ersten Mal die Höchstleistungsrechenzentren Deutschlands mit Informationsständen auf dem Supercomputer Seminar vertreten. Auch das SSC (Scientific Supercomputing Center) Karlsruhe zeigte Beispiele aus der breiten Palette von Anwendungen auf den Karlsruher Superrechnern.

Ein Teil dieser Vorführungen kann von den Web-Seiten des SSC unter dem Punkt Präsentationen und Ergebnisse abgerufen werden:   http://www.ssc.uni-karlsruhe.de/.

Besondere Highlights sind auch die Simulationen des Geophysikalischen Instituts der Universität Karlsruhe. Petra Knopf und Dr. Martin Karrenbach präsentierten Erdbebensimulationen und Untersuchungen von Faltungszonen mit seismologischen Modellen: http://www-gpi.physik.uni-karlsruhe.de/pub/martin/.

Weitere Informationen einschließlich der Folienkopien der Vorträge sind im WWW unter der URL http://parallel.rz.uni-mannheim.de/sc/seminar98/seminar98.html zu finden.

Was ist faul am deutschen Universitätssystem?

Prof. Peter Levin hielt Vortragin Karlsruhe

Das Rechenzentrum konnte kurzfristig Prof. Peter Levin, Boston University, USA, für einen Vortrag über das Thema “Vetternwirtschaft, Unaufrichtigkeit und nachlassende Standards im deutschen Universitätssystem” im Juni gewinnen. Es gibt eine langjährige Zusammenarbeit im Bereich der numerischen Simulation zwischen ihm und der Abteilung Numerikforschung für Supercomputer am Rechenzentrum.

Prof. Peter Levin Foto: privat

Prof. Levin ist Elektrotechniker und erhielt den B.S., den M.S. und den Ph. D. von der Carnegie-Mellon Universität Pittsburgh. Er verbrachte 6 Monate lang als DAAD-Stipendiat an der TU München und als Humboldt-Stipendiat ein Jahr an der TU Darmstadt. Nach einer Position als Associate Professor am Worcester Polytechnic Institute war er als White-House Fellow für etwa ein Jahr Berater des amerikanischen Präsidenten. Augenblicklich ist er Prodekan am College of Engineering an der Boston University.

Prof. Levin hatte Ende 1997 in der Zeitschrift “Die Zeit” das deutsche Universitätssystem kritisiert und heftige Diskussionen in Universitätskreisen ausgelöst. Prof. Levin analysierte in seinem Vortrag seine Beobachtungen während seiner Aufenthalte in Deutschland und präsentierte Ideen zur Stärkung des deutschen Systems. Er berichtete aber auch über die überwiegend negative Resonanz, die er nach Erscheinen des “Zeit-Artikels” erhielt. Fast alle Briefschreiber entrüsteten sich darüber, daß ein Ausländer, der auch noch in den Genuß deutscher Förderung gekommen war, es wagte, Kritik zu üben.

In der Tat zeigte Prof. Levin vor den Hörern in dem gut gefüllten HMO-Hörsaal auf, daß in dem deutschen System etwas nicht stimme. Die Zahlen, die er präsentierte, waren beeindruckend. Betrug von 1901 bis 1940 das Verhältnis der Nobelpreise Deutschland-USA noch 42 zu 24, so hat es sich von 1960 bis 1997 auf 26 zu 188 zuungunsten von Deutschland verändert. An internationalen Standards gemessen, hätten sich deutsche Universitäten häufig von der Spitzenforschung verabschiedet. Dies habe systemimmanente Gründe. Das deutsche Berufungssystem mache seine Professoren zu früh zu Beamten auf Lebenszeit. Diese gut dotierten Posten seien dann auch noch in erster Linie nur mit deutschen Professoren besetzt. Dies sieht in den USA und in anderen europäischen Staaten ganz anders aus. Dort werden Spitzenforscher aus der ganzen Welt mit offenen Armen an den Universitäten aufgenommen, während deutsche Forscher ins Ausland abwandern müssen, weil sie in Deutschland keine Chancen haben.

Es gab eine lebhafte Diskussion im Anschluß an Levins Vortrag. Prof. Schönauer vom Rechenzentrum betonte, daß die Studierenden früher mehr und engagierter gearbeitet hätten und daß dies heute noch in den USA im Gegensatz zu Deutschland so sei. Auf die Frage, ob sich etwas in letzter Zeit in Deutschland zum Besseren gewendet habe, sagte Prof. Levin, daß er keine Bewegung sehe. Die vom RZ organisierte Veranstaltung jedenfalls hat Bewegung erzeugt. Der Deutschlandfunk und Südwestfunk berichteten darüber.

Umstellung bei diversen Uni-Mailern erforderlich

Wie in früheren RZ-News angesprochen, besteht der zentrale Mailerbereich des RZ derzeit aus einem ‘alten’ Bereich (nz11.rz... bzw. mailhost.rz.../Mailertyp pp) und einem neuen, vorläufigen Bereich (nz15.rz... bzw. smtp.rz.../Mailertyp exim), der die alte Umgebung und ein paar Institutsmailer im Sinne eines Mailfirewalls u.a.’spam-relay’-sicher macht, d.h. vor Mißbrauch durch ‘3rd party relaying’ schützt, soweit dies möglich ist. Gegenüber indirekten Angriffen bzw. ‘Spam Relays’ aus der Uni heraus, ist derzeit noch kein Schutz möglich.

In den nächsten Tagen wird die neue Umgebung in dem neu beschafften sowie ausfallgesicherten Internetserverpool installiert und übernimmt dann nach und nach alle Funktionen der alten Umgebung, wodurch diese obsolet wird.

Nachdem bei einigen Mailern der Uni (im sendmail.cf o.ä.) ein ‘relay’- bzw. ‘smarthost’ (in der Regel nz11 bzw. mailhost) eingetragen ist, sollte dieser Eintrag entfernt werden, um sicherzustellen, daß der Mailbetrieb auch ohne diese Einstellung funktioniert. Grundsätzlich können die Mailer direkt, ohne zwischengeschaltetes Relay, Mails ins Internet absetzen, nachdem keine weiterreichende Funktionalität, wie z.B. ‘X.400-Support’ vom zentralen Relay bzw. Gateway, mehr erforderlich ist.

Sollte sich herausstellen, daß das Entfernen der Relayhost-Einstellung Probleme macht, sollte auf die Relayhost-Einstellung smtp.rz.uni-karlsruhe.de ausgewichen werden, nachdem dieser Server langfristig erhalten bleibt. Wer diese Umstellung nicht vornimmt, läuft Gefahr, die Mailkonnektivität für ausgehende Mails abrupt zu verlieren, da z. B. bei technischen Problemen der nz11, diese als Auslaufmodell unter Umständen nicht mehr repariert wird.

Dietrich Eckert, Holger Zimmermann, Tel. -2066, Email: postmaster@ rz.uni-karlsruhe.de.

Jetzt auch für Studierende von zuhause Zugang zum gesamten Internet

Das PPP-Protokoll verlangt vom Benutzer die Eingabe einer Benutzernummer und eines Paßworts. Für die Dauer einer Sitzung wird eine IP-Adresse dynamisch vergeben, d.h. sie ändert sich bei jeder Sitzung. Mit dieser IP-Adresse stehen die vollen Funktionen des TCP/IP-Protokolls im weltweiten Internet zur Verfügung. Die Zuordnung von IP-Adresse und Benutzernummer wird in einem Logfile festgehalten, das im Falle eines Mißbrauchs vom Rechenzentrum ausgewertet werden kann.

In sehr begründeten Ausnahmefällen kann das Rechenzentrum auch feste IP-Adressen vergeben. Da der Adreßraum sehr knapp ist, wird diese Möglichkeit nur sehr restriktiv gehandhabt. Zur Vergabe einer festen Adresse ist die Abgabe eines formlosen, genau begründeten Antrages bei der Betriebsauskunft erforderlich. Dieser Antrag muß von einem Institutsleiter oder dem Rechenzentrumsleiter Prof. Dr. Wilfried Juling unterschrieben sein. Das RZ wird den Antrag nur bewilligen, wenn es keinen Weg aufzeigen kann, wie das jeweilige Problem auch ohne feste IP-Adresse gelöst werden kann.

Vor Antragstellung auf eine feste IP-Adresse empfiehlt es sich, die Mitarbeiter des RZ anzusprechen (Email an isdn@rz.uni-karlsruhe.de). In vielen Fällen wird es möglich sein, eine Lösung mit dynamischer IP-Adresse zu finden.

Da sich jeder Benutzer über das PPP-Protokoll ausweisen muß, ist es jetzt auch für Studierende möglich, nicht nur das Netz der Universität, sondern auch das gesamte weltweite Internet direkt von zu Hause aus anzusprechen.

Die Anträge für einen Internetzugang via PPP mit dynamischer IP-Adreßzuweisung sind über die Betriebsauskunft zu stellen. (Rechenzentrum, Raum -156, Tel. -3751). Dabei ist persönliches Erscheinen erforderlich.

Seit kurzem ist es möglich, das PPP-Paßwort selbst zu ändern, wenn man Zugang zu einem UNIX-Rechner des RZ hat. Eröffnen Sie dort eine Sitzung und geben Sie den Befehl Dbvdialin ein. Die Telefonnummer für die Einwahl lautet 0721/ 38340.

Bei weiteren Fragen schicken Sie bitte eine Email an isdn@rz.uni-karlsruhe.de.

Das Rechenzentrum ist für die Beschaffung von Software, die von einer größeren Anzahl von Anwendern auf zentralen Servern oder über Floating Lizenzen in den Instituten genutzt werden kann, zuständig. Im Rahmen dieser Planungsaufgaben sollen hier einige Produkte vorgestellt werden, deren Beschaffung schon angelaufen ist, oder die sich noch in einer Planungsphase befinden. Längerfristig kann es hierbei auch zu Programmsystemwechseln kommen, wenn finanzielle Forderungen der Softwarehersteller die Möglichkeiten des Rechenzentrums übersteigen.

Die im folgenden vorgestellten Produkte haben unterschiedlichen Planungsstatus. Die Bekanntgabe der Planungsaktivitäten des Rechenzentrums haben einerseits die Überprüfung der eigenen Beschaffungspläne der Institute zum Ziel, andererseits sollen mehrere Interessenten für die zur Diskussion stehenden Programmsysteme gewonnen werden.

Das Rechenzentrum kann jedoch nicht alle aufgeführten Softwarewünsche sofort erfüllen und ist zudem auch nicht in der Lage, die Kosten voll zu übernehmen. Durch die Beschaffung von Mehrfach- oder Campuslizenzen kann sich allerdings für das einzelne Institut ein sehr viel günstigerer Preis ergeben.

Das Rechenzentrum sieht es als seine Aufgabe an, die Softwarebeschaffung zu koordinieren und in den meisten Fällen auch Installations- und Serviceaufgaben zu übernehmen. Über die Hotline des Rechenzentrums werden auch für die meisten Produkte anwendungsspezifische Beratungen durchgeführt und Einführungskurse angeboten (siehe Tabelle 1).

Wenn Sie eines der oben aufgeführten Programmsysteme schon verwenden oder in Zukunft einsetzen möchten, wenden Sie sich bitte an das Rechenzentrum.

Da die meisten Programmsysteme aus mehreren kostenpflichtigen Modulen bestehen, teilen Sie auch mit, an welchen Modulen Sie interessiert sind. Die verwendete Plattform, das Betriebssystem und die Anzahl der gleichzeitig benutzten Versionen sind für uns ebenfalls wichtig. Auch wenn die Beschaffung schon läuft, oder das Produkt schon bestellt ist, sind diese Angaben für uns erforderlich.

Die Ansprechpartner im Rechenzentrum für die einzelnen Produkte sind:

Preise im Gesamtwert von 70.000 DMEinsendeschluß: 30. Oktober 1998

Die Schirmherrschaft übernehmen die Landesinitiative Baden-Württemberg medi@ und die Hochschulrektorenkonferenz. Die Preisverleihung erfolgt im Rahmen des 7. Europäischen Kongresses mit Fachmesse für Bildungs- und Informationstechnologie “LEARNTEC ’99” im Februar 1999.

Der Multimedia Transfer wird seit 1995 von der Akademischen Software Kooperation ASK am Rechenzentrum der Universität Karlsruhe durchgeführt. Ziel des Wettbewerbs ist es, jungen Talenten an Hochschulen und Forschungs-/Bildungseinrichtungen die Chance zu eröffnen, ihre Fähigkeiten interessierten Unternehmen zu präsentieren und damit den Transfer innovativen Know-hows in die Praxis zu fördern.

Unterstützt wird der Wettbewerb von der MFG Medien- und Filmgesellschaft Baden-Württemberg, 1&1 Multimedia Service, a.i.m., Hewlett Packard, dem Heureka Klett-Softwareverlag, der Computerwoche und weiteren Förderern aus der Wirtschaft.

Ausschreibungsunterlagen und Anmeldung: http://www.ask.uni-karlsruhe.de/transfer99
Ansprechpartnerin:ASK, Universität Karlsruhe, Barbara Plesch M.A., Englerstr. 14, D-76131 Karlsruhe, Telefon: 0721/608-4873, Fax: 0721/695639Email: transfer@ask.uni-karlsruhe.de.

Große Resonanz auf Online-Informationssystem OIS

Was aus der Idee eines Sportlers werden kann, zeigte sich vom 12 - 14. Juni im Sportinstitut beim internationalen Fridericiana-Cup der fünf Sportarten Schwimmen, Wasserball, Beach-Volleyball, Hockey und Basketball des Allgemeinen Hochschulsports der Universität Karlsruhe. Die Idee war ein Online-Informationssystem beim Fridericiana-Cup, wie es bei Weltmeisterschaften und Ähnlichem schon üblich ist.

Spielergebnisse, Teilnehmer und allgemeine Informationen über das Turnier sollten online über WWW verfügbar sein und die Sportler sollten die Möglichkeit erhalten, sich vor Ort an speziell eingerichteten PCs zu informieren.

OIS stieß bei den Teilnehmern des Friedericiana-Cups auf reges Interesse

Foto: Peter Grünewald

Ziel war der Ausbau der bereits bestehenden WWW-Seite für den Fridericiana-Cup, die Sportler aus den fünf Sportarten bereits zusammengestellt hatten (http://www.rz.uni-karlsruhe.de/~ueio/Fcup/fridericiana.html).

Nach kurzer Planungsphase bildete sich eine Gruppe aus vier Sportlern, die zusammen mit dem Rechenzentrum diesen Informationsdienst aufbauen sollte. Dirk Böning, Jörg Sandrock, Christian Stüber und Peter Grünewald erstellten ein Konzept für den Aufbau und Ablauf des Informationsdienstes für die Turniertage und koordinierten die Wünsche der verschiedenen Disziplinen.

Durch die engagierte personelle und materielle Unterstützung des Rechenzentrums über das gesamte Wochenende hinweg wurde dieses Konzept in die Tat umgesetzt.

Netzverkabelung im Sportinstitut und Pool-Aufbau  wurden von Ralf Wigand vom RZ an die speziellen Bedürfnisse der Sportler angepaßt und schafften die technischen Voraussetzungen für die Verwirklichung des OIS, das in dieser Form erstmalig bei einem Turnier in der Universität angeboten wurde.

Ergebnis der Bemühungen war ein Info-Pool von fünf speziell eingerichteten NICK-PCs im Sportinstitut, an denen die Sportler Informationen zum Turnier über die WWW-homepage erhalten konnten. (http://www.rz.uni-karlsruhe.de/~schwimmen/ois/ois.htm).

Besondere Zugabe war die von Herrn Wigand und WEB.DE zur Verfügung gestellte Web-Cam, mit der permanent Bilder des Fridericiana-Cups in die WWW-Seite des OIS eingespeist werden konnten.

Die Gestaltung der WWW-Seiten und die Aktualität der Ergebnislisten wurde durch das Info-Team der Sportler gewährleistet, die während der Turniertage in wechselnden Schichten den Informationsdienst betreuten.

Die Betreuung erstreckte sich nicht nur auf die Aufsicht der Geräte. Vielmehr wurden laufend Ergebnisse aktualisiert und Hilfestellung beim Umgang mit dem Informationsdienst gegeben.

Offen blieb natürlich zunächst noch die Frage nach  der Akzeptanz eines solchen WWW-Informationsdienstes bei den Turnierteilnehmern. Es zeigte sich jedoch bereitskurz nach Inbetriebnahme des OIS reges Interesse bei allen Beteiligten.

Die Plätze der Terminals waren während der drei Tage ständig besetzt und weckten auch Interesse bei Teilnehmern, die bisher noch keine Erfahrung mit Informationsdiensten im WWW hatten.

Als Fazit läßt sich sagen, daß der aufgrund der guten Zusammenarbeit zwischen den Infoteam-Organisatoren und dem Rechenzentrum zustande gekommene Informationsdienst OIS die Informationsversorgung der Turnierteilnehmer wesentlich erleichterte und daher große Resonanz bei den Teilnehmern fand.

Die Miniaturisierung integrierter Schaltungen schreitet weiter fort; anwendungsspezifische ICs lassen sich inzwischen auch in dem neuen Rastermaß von 0,5 um realisieren. Digitalschaltungen werden hierbei in 3-Schichten-Metall-Technik, Analogschaltungen in Doppel-Poly- und Hochohmige-Poly-Technik ausgeführt; als Betriebsspannungen sind 3,3 oder 5 Volt vorgebbar. Für den Chip-Anwender besteht neben dem Einsatz von Serienbausteinen der Halbleiterhersteller auch die Möglichkeit, ICs für einen bestimmten Anwendungsfall selbst zu entwerfen und die Produktion bei einer Chip-Fabrik (silicon foundry) in Auftrag zu geben.

Hierfür bietet die europäische Ausbildungsinitiative EUROPRACTICE entsprechende Entwicklungssoftware sowie Zugang zu mehreren europäischen IC-Herstellern an. Da es sich bei den Herstellungsaufträgen der Hochschulen durchweg um kleine bis mittlere Stückzahlen handelt, werden durch EUROPRACTICE sogenannte Multi-Project-Wafer (MPWs) organisiert, bei denen Chipentwürfe verschiedener Auftraggeber auf einem 5-, 6- oder 8-Zoll-Wafer zusammengefaßt werden. Auf diese Weise können die Kosten je Auftrag in Grenzen gehalten werden, die sich für die neue 0,5 um-Technik im Falle des digitalen Prozesses auf 360,- ECU/mm², im Falle des analogen Prozesses auf 450,- ECU/mm² Chipfläche belaufen. Hergestellt werden ICs in dieser CMOS-Technologie in der größten unabhängigen Waferfabrik Europas, der Newport Wafer Fab Limited (NWL) in Wales/Großbritannien, die auch eine Zertifizierung nach ISO-Norm 9002 besitzt. Passende Mikro-Bibliotheken (design kits) wurden von Firma Nordic VLSI in Tiller/Norwegen entwickelt und bestehen aus insgesamt 70 Kern- und Anschlußzellen, die mit SYNOPSYS-Synthesewerkzeugen bearbeitet, d.h. zu einem Chip-Layout zusammengefügt werden können. Speicherzellen-Bänke (RAM) werden auf Anfrage nach Spezifikationen des Bestellers generiert.

Zu den Stichtagen 25. August und 5. November 1998 werden von EUROPRACTICE Produktionsaufträge in dieser Technologie entgegengenommen. Weitere Informationen zur Herstellung von Logikbausteinen erhalten Sie im Rechenzentrum.

Dieter Kruk, Email: Kruk@rz.uni-karlsruhe.de, Tel. -3785.

Auf den HP- und AIX-Workstations des Rechenzentrums steht ab sofort die neueste Version des Computeralgebrasystems Maple V zur Verfügung. Außerdem ist Maple V Release 5 für verschiedene andere Plattformen (u.a. Windows NT/95 sowie mehrere UNIX-Versionen) im Rahmen einer Campuslizenz verfügbar.

Die Neuerungen bei dieser Version von Maple erstrecken sich über folgende Bereiche:

• Tabellenkalkulation mit symbolischen Ausdrücken (nur für Windows NT/95)
• vereinfachte Funktionen zum Erstellen von Matrizen und mathematischen Funktionen
• erweiterte Möglichkeiten zur Textverarbeitung
• kontextabhängige Menüs
• Export von Maple Worksheets als HTML-Dateien
• erweiterter Formeleditor
• Schnittstelle zu MATLAB (z. B. auf den HP-Workstations unter HP-UX 10.20 verfügbar)
• zusätzliche mathematische Funktionen
• deutliche Beschleunigung der numerischen Berechnungen

Nach dem Aufruf von Maple kann man über die Funktion HELP (Unterpunkt “What’s New”) eine Übersicht aller neuen Funktionen erhalten. Hier findet man auch verschiedene Beispiele sowie eine Einführung in die Benutzung von Maple (“New User’s Tour”).

Da einige Inkompatibilitäten zu der vorhergehenden Version bestehen, wird Maple V Rel. 5 über das Kommando maple_VR5 bzw. xmaple_VR5 gestartet. Release 4 von Maple kann weiterhin über den Aufruf maple bzw. xmaple angesprochen werden.

Weitere Informationen zu Maple finden Sie im Web unter http://www.rz.uni-karlsruhe.de/~Maple/.

Nikolaus Geers, Tel. -3755, Email: geers@rz.uni-karlsruhe.de.

Ein immer wieder auftretendes Problem ist die Einbindung und Ausgabe von riesigen Bilddateien, die häufig unbedacht über einen Scanner entstanden sind. Die Erfahrung zeigt, daß sich viele Leute oft nicht darüber bewußt sind, welche Datenmengen Sie durch das Einscannen von Bildern mit viel zu hoher Auflösung und Farbtiefe produzieren. Eine DIN A4-Seite in 300 dpi und 24 Bit Farbtiefe wird deutlich über 30 MB groß, von den daraus resultierenden minutenlangen Ausgabezeiten ganz zu schweigen.

Vor dem Einscannen von Bildvorlagen sind daher einige wichtige Überlegungen anzustellen.

Scan-Arten

Bei Diagrammen, die für das Auge sehr schöne gleichfarbig gefüllte Flächen haben, werden Sie nach dem 24 Bit-Scannen überrrascht sein, wie viele unterschiedliche Farbwerte in dieser “einfarbigen” Fläche vorhanden sind. Sie sollten sich immer überlegen, wie, in welcher Qualität und in welcher Technik das Bild ausgegeben wird. In vielen Fällen erreichen Sie durch eine vernünftige Nachbearbeitung von Bildern, die subjektiv in niedriger Qualität gescannt wurden, eine viel höhere Qualität.

In der Regel bieten Scanner auch die Möglichkeit, das Bild schon beim Scanvorgang oder bei der Dateiausgabe zu rastern. Wenn Sie ein Bild mit 300 dpi scannen, aber dann als gerasterte Datei wegschreiben, erhalten Sie eine Ausgabeauflösung von ca. 65 dpi (Grauwert). Alle über ca. 65 dpi hinausgehenden Informationen werden weggeworfen. Eine Rasterung während des Scannens sollten Sie nur dann vornehmen, wenn das gerasterte Bild nicht mehr verändert werden soll, da sonst die Anordnung der Pixel geändert wird, was unweigerlich eine Qualitätsverschlechterung zur Folge hat. Das Rastern sollte immer das letzte Glied in der Bildbearbeitung sein und immer auf die Auflösung des Ausgabemediums abgestimmt sein.

Selbst wenn Sie Photos scannen und auf einem wirklich hochauflösenden Satzbelichter (2540 dpi) ausgeben möchten, reicht eine Scanauflösung von ca. 150 dpi vollkommen aus. Um die gescannten 256 Graustufen ausdrucken zu können, benötigt der Drucker eine um den Faktor 16 höhere Auflösung als der Scanner, da der Drucker für jeden Grauwert mehrere Pixel setzen muß. Diese hohen Ausgabeauflösungen werden oft fälschlicherweise als Scannerauflösung bezeichnet, obwohl mit dieser Auflösung gar nicht gescannt wird.

Strichzeichnungen (reine Schwarz-Weiß-Bilder) sollten generell mit einer möglichst hohen Auflösung gescannt werden, um die Liniengenauigkeit möglichst hoch zu halten (Vermeidung von Treppen und Ausfransungen). Dies gilt vor allem dann, wenn das Bild für eine Raster-Vektor-Konvertierung (Autotracing) vorgesehen ist. Es hat aber auch keinen Sinn, Bilder mit einer größeren Auflösung als nachher bei der Ausgabe beabsichtigten zu scannen.

Schlechte Vorlagen (zu dünne Striche, Grauschleier, unpassendes Vorlagenformat) können oft mit Hilfe eines Kopierers erheblich verbessert werden (analoges Verfahren).

Bildgröße und Scanauflösung

Änderung der Scanauflösung
Kann in der Scannersoftware keine Bildgröße angegeben werden bzw. bleibt die Bildgröße auf 100%, wird die notwendige Scanauflösung folgendermaßen berechnet:

Scanauflösung = gewünschte Bildauflösung X (gewünschte Größe/Größe der Vorlage)

Wird eine Bildauflösung von 600 dpi gewünscht und soll die Seitenlänge der Bildvorlage von 16 cm auf 10 cm reduziert werden, berechnet sich die Scanauflösung aus: 300 dpi x 10 cm/16 cm = 375 dpi.

Eingabe der Bildgröße
Wird als Scanauflösung die gewünschte Bildauflösung und zusätzlich die Bildgröße eingegeben, wird dadurch intern die Scanauflösung entsprechend angepaßt: Wird eine Bildgröße von mehr als 100% eingegeben, reduziert sich die Auflösung entsprechend. Da die Bildgröße eingegeben wird, muß die Scanauflösung nicht separat berechnet werden. Es gilt somit: Scanauflösung = gewünschte Bildauflösung. Die einzustellende Bildgröße kann folgendermaßen berechnet werden:

Bildgröße in % = (gewünschte Größe/Größe der Vorlage) X 100

Ist beispielsweise die Seitenlänge der Vorlage 16 cm und soll auf 10 cm reduziert werden, so berechnet sich die Bildgröße wie folgt: 10 cm/16 cm x 100 =62,5%. Mit dieser Eingabemöglichkeit erspart man sich viel Rechenarbeit.

Die tatsächliche Scanauflösung, bei der bereits die Bildgröße berücksichtigt ist, wird als effektive Scanauflösung bezeichnet. Die effektive Auflösung ist also nicht die Auflösung, die eingestellt wurde, sondern die Auflösung, mit der tatsächlich gescannt wird. Bei Einstellung einer Bildgröße von 100% ist die eingestellte Auflösung identisch mit der effektiven Auflösung. Angenommen, es wird eine Scanauflösung von 300 dpi und eine gewünschte Bildgröße von 200% eingegeben, dann wird in Wirklichkeit (effektive Scan- auflösung) mit 600 dpi gescannt (200% Auflösung von 300 dpi = 600 dpi). Als Ergebnis erhält man beim vergrößerten Bild wieder die gewünschte Auflösung des Bildes von 300 dpi. Die effektive Scanauflösung kann wie folgt berechnet werden:

effektive Scanauflösung = eigestellte Scanlösung X (eingestellte Bildgröße (in %) / 100)

Wird in der Scannersoftware eine andere Auflösung als 100% eingestellt, kann mit obiger Formel berechnet werden, mit welcher Auflösung der Scanner tatsächlich arbeitet (effektive Scanauflösung). Wird beispielsweise in der Scannersoftware eine Auflösung von 800 dpi und eine Bildgröße von 50% eingestellt, so tastet der Scanner mit folgender Auflösung ab: 800 x 50 / 100 = 400 dpi.

Tips

Gescannte Grauwertbilder können oft durch Aufhellung, Kontrastnormalisierung und/oder Erhöhung des Kontrasts verbessert werden.

Auch hier gilt wie schon oben, daß der Zeitaufwand, den die Verarbeitung von gescannten Bildern verursacht, oft stark unterschätzt wird. Wenn Sie nicht über Zeit und entsprechende Hard- und Softwareresourcen (Festplatte, Hauptspeicher, ) verfügen, sollten Sie lieber zur konventionellen “Schere und Kleber”-Methode greifen.

Rolf Mayer, Tel. -4035, Email: Rolf.Mayer@rz.uni-karlsruhe.de.

Supercomputing

Programmieren II:
UNIX-Welt, Programmiersprachen, effiziente Rechnernutzung 1516+1517 (2+2 SWS)

Datum: Zeit: Ort:	21.9.-26.9.98 (drittletzte Ferienwoche) Mo.-Fr. 8.30-10.00, 10.30-12.00 Uhr Mo.-Do. 14.30-16.00 Uhr Otto-Lehmann Hörsaal, Physik-Flachbau

Inhalt:
Bereitstellung des “Handwerkszeugs” zur effizienten Benutzung des UNIX-Systems zur Bearbeitung von Ingenieurproblemen. Es werden skizzenhaft behandelt: Hardware, Betriebssystem, Assembler, Steuersprache, Programmiersprachen, Programmiermethodik, effizientes numerisches Rechnen. Handschriftliches Skriptum bei Kellner + Moessner.

Voraussetzung:
Grundkurs Programmieren oder eigene Programmier-erfahrung. Die Beherrschung des UNIX-Systems ist selbst wieder Voraussetzung für die Ausbildung am Supercomputer. Eine Voranmeldung ist nicht erforderlich.

Nächster Termin: 22.2.-27.2.1999.

Blockvorlesung 1637+1638 (2+2 SWS)

Datum: Zeit: Ort:	5.10.-10.10.98 (letzte Ferienwoche) Mo.-Fr. 8.30-10.00, 10.30-12.00 Uhr Mo.-Do. 14.30-16.00 Uhr Otto-Lehmann-Hörsaal, Physik-Flachbau

Übungen

Datum: Ort:	Mo. 16.30-18.00 Uhr und weitere Termine (auch Sa. vormittag) RZ, Seminarraum 217 und Terminalraum

Inhalt:
Die Vorlesung behandelt die Grundlagen für die effiziente Nutzung von Vektorrechnern und Parallelrechnern (Supercomputern). Es werden die Prototypen des Vektorrechners, des Superskalarprozessors und der daraus aufgebauten Shared Memory und Distributed Memory Parallelrechner vorgestellt. Dann werden für die wichtigsten Aufgaben der numerischen Mathematik die Datenstrukturen und Algorithmen für eine effiziente Nutzung dieser Rechnerarchitekturen behandelt. Es ist beabsichtigt, zwei Vektorrechner sowie zwei Parallelrechner im Detail zu diskutieren und in den Übungen zu nutzen (Übungsschein).
Kopien der Vorlesungsunterlagen werden an die Hörer ausgegeben. Der Inhalt der Vorlesung ist im Internet unter der URL http://www.rz.uni-karlsruhe.de/~rz03/book.

Voraussetzung:
Erfahrung am UNIX-System, Fortran-Kenntnis. Im WS schließt sich ein Vertiefungspraktikum für Shared und Distributed Memory Supercomputer an. Eine Voranmeldung ist nicht erforderlich.

Nächster Termin: 8.3.-13.3.1999.

Das modular strukturierte Application Visualization System (AVS) zählt zu den besten Graphikanwendungen im 3D-Bereich und in der Image-Bearbeitung. Mit AVS können auch unstrukturierte 3D-Daten visualisiert werden. AVS ist als Landeslizenz in den Workstations-Pools und unter WindowsNT verfügbar.

Die neueste Version Express 3.4 ist auf den IBM-RS/6000-Workstations, dem Parallelrechner IBM RS/6000 SP und auf den HP-UX 10.20-Rechnern (rz80 - rz82) installiert. Damit können jetzt auf einfache Weise mittels weniger Keyframes ganze Filme als MPEG-Dateien erzeugt werden.

Nutzen Sie die Möglichkeit, AVS im Kompaktkurs kennenzulernen!

Anmeldungen zum AVS-Visualisierungskurs senden Sie bitte per Email an: katerbau@rz.uni-karlsruhe.de Weitere Infos und Beispielbilder zu AVS/Express finden Sie im WWW unter http://www.rz.uni-karlsruhe.de/~AVS/Express/.

Datum: Zeit: Ort: Anmeldung:	Mi., den 7.10. - Fr., den 9.10.98 jeweils 10.15 -12.30 Uhr und 14.15 - 16.45 Uhr RZ, Pool Raum -101, UG per Email an katerbau@rz.uni-karlsruhe.de

Der Kurs wird wieder von Frau Dr. Schröck-Pauli (RZ, Uni Ulm) durchgeführt. Institutsmitarbeiter und Studierende, die ihre Daten graphisch darstellen möchten, sind zur Teilnahme (maximal 16) herzlich eingeladen.

Das Kursprogramm umfaßt:

• AVS/Express Data Viewer
• AVS/Express Network Editor
• AVS/Express Datenstruktur und Daten-Import
• AVS/Express Object Manager
• AVS/Express Animation und Video-Erzeugung
• V Command Language
• Integration von eigenen Fortran-, C und C++ Code-Modulen
• “Workshop” mit eigenen Daten

DCE-Veranstaltungsreihe

Im August 1998 biete ich mehrere Veranstaltungen im Bereich Distributed Computing Environment (DCE) an. Eine Anmeldung ist nicht erforderlich. Die Folien zu den Veranstaltungen werden mit Kursbeginn unter http://www.rz.uni-karlsruhe.de/~DCE/Adm/ zur Verfügung gestellt.

Datum: Zeit: Ort:	11.8.98 14.00 - 15.30 Uhr RZ, Raum 217, 2. OG

Die Inhalte dieser Veranstaltung sind Voraussetzung für die Veranstaltung “Administration von DCE”.

Bei dieser Veranstaltung sollen Hinweise zum praktischen Arbeiten mit DCE und DFS gegeben werden; insofern richtet sich die Veranstaltung an alle Benutzer auf den oben genannten Rechnern. Im Idealfall sollten die Benutzer möglichst wenig von DCE und DFS bemerken, aber es gibt einige zusätzliche Kommandos, mit denen Disk-Quotas abgefragt, Backup-Daten zurückgeholt und erweiterte Zugriffsrechte gesetzt werden können. Die Kommandos werden am Rechner vorgeführt.

Datum: Zeit: Ort:	18.8.98 14.00 - 15.30 Uhr RZ, Raum 217, 2. OG

Datum: Zeit: Ort:	25.8.98 14.00 - 15.30 Uhr RZ, Raum 217, 2. OG

Roland Laifer, Tel.: -4861, Email: Laifer@rz.uni-karlsruhe.de.

Kurz berichtet ...

Großes Interesse fand der erstmalig veranstaltete Windows95-Installationkurs. Schritt für Schritt wurde von HiWis des MicroBIT “live” eine Windows-Installation vorgeführt, welche am Ende zu einem fertig benutzbaren Rechner samt Anbindung an das Klick-Netz führte. Die wichtigsten Installationsschritte wurden den ca. 45 Teilnehmern des Kurses als Bildschirmausdruck mitgegeben, zusammen mit einer vorbereiteten Setup-Diskette mit den wichtigsten Treibern für CDROMs. Diese Informationen sind auch via WWW abrufbar: http://www.rz.uni-karlsruhe.de/~Kurs_Win95/.

Ein kurzer Ausblick auf das inzwischen erhältliche Windows98, eine Demo-Installation von Netscape Navigator und ein paar Worte zu ADSM rundeten die Veranstaltung ab. Aufgrund der großen Nachfrage wird das MicroBIT auch im kommenden Semester wieder Kurse dieser Art anbieten. Geplant sind unter anderem ein Einwähl-Kurs und eine WindowsNT-Installation. Näheres wird durch Rundschreiben und/oder die RZ-News aber noch bekanntgegeben.

Ralf Wigand, Tel. -7705, Email: ralf.wigand@rz.uni-karlsruhe.de.

Während der Migration des Parallelrechners IBM RS/6000 SP wurden die Zugriffsrechte in den Benutzerdaten des Distributed File System (DFS) verändert: Der Zugriff für den DCE-Account adsm wurde gelöscht. Alle anderen Zugriffsrechte sollten gleich geblieben sein. Der Zugriff für den DCE-Account adsm wird nicht mehr benötigt, weil die Dateisicherung bereits vor mehreren Monaten auf einen anderen Mechanismus umgestellt wurde. Durch die Änderung der Zugriffsrechte ergibt sich für die Benutzer der Vorteil, daß sich die Zugriffsrechte in der Regel genauso verhalten wie in normalen UNIX-Dateisystemen: Beim Kommando ls -l werden jetzt die tatsächlichen Rechte der Gruppe angezeigt und mit dem Kommando chmod lassen sich jetzt auch die Zugriffsrechte der Gruppe erweitern. Diese Regel gilt allerdings nicht für die Kurse im AB-Pool und wenn die DFS Access Control Lists selbständig mit dem Kommando acl_edit verändert wurden.

Roland Laifer, Tel. -4861, Email: Laifer@rz.uni-karlsruhe.de.

Das erste (handschriftliche) Internet-Buch über Scientific Supercomputing ist fertiggestellt:

Contents

1.	Introduction
2.	Prototypes with their Bottlenecks
3.	Arithmetic Operations and Memory Bandwidth
4.	The Cray T90
5.	The Fujitsu VPP300 (and VPP70)
6.	The IBM RS/6000 SP
7.	The Cray T3E and DEC Alpha Processors
8.	Performance Analysis
9.	Basic Considerations Concerning Data Structures
10.	Fortran, Autovectorization and Autoparallelization, Programming Models
11.	Recurrences
12.	Matrix Operations
13.	Systems of Linear Equations on Vector Processors
14.	Remarks to the Parallelization of the Gauss Algorithm
15.	Tridiagonal Linear Systems
16.	Iterative Solution of Linear Systems of Equations
17.	Explaining the Gap Between Theoretical Peak Performance and Real Performance for Supercomputer Architectures
18.	References

Sie finden das Buch im WWW unter http://www.uni-karlsruhe.de/Uni/RZ/Personen/rz03/book/. Darüber hinaus werden im Anhang noch weitere Architekturen und Algorithmen vorgestellt werden (open end).