Cluster Computing. aPress

Die meisten Unternehmen und Forschungseinrichtungen verfügen heutzutage über einen Pool leistungsfähiger, miteinander vernetzter Computer. Dank frei verfügbarer Software läßt sich ein solcher Cluster wie ein einziger, superschneller Parallelrechner betreiben. Dieses Buch bietet eine praktische Einführung in die Nutzung eines Workstation-Clusters zur Lösung von Problemen aus dem naturwissenschaftlich-technischen Bereich. Es wendet sich an Nutzer, die bereits Programmiererfahrungen haben und nun die phantastischen Rechenleistungen eines Clusters nutzen wollen. Behandelt werden sowohl die Programmierung als auch die Nutzung frei verfügbarer Anwendungen. Besonderes Gewicht wird dabei auf die Lösung konkreter Probleme gelegt, d.h. am Anfang eines jeden Kapitels steht ein Problem, am Ende eine komplette Lösung in Form eines lauffähigen Programms nebst Performance-Analyse. Dazwischen werden genau die für dieses Problem benötigten Techniken und Konzepte eingeführt. TOC:Einleitung.- Paralleles Rechnen: Von Megahertz zu Gigaflops; Modelle paralleler Rechner; Clustercomputing; Granularität und Amdahl's Gesetz; Parallelisierungstechniken; Nachrichtenbasierte Parallelisierung.- Vom PC zum Cluster: Design Kriterien; Vom PC zum Workstation-Netzwerk; Vom Netzwerk zum Cluster; Typische Anwendungen.- MPI Grundlagen: Standard und Implementierung; MPI Grundgerüst; Laufzeitumgebung; Anatomie des Nachrichtentransfers; Deadlocks.- MPI Anwendungen: Peinliche und weniger peinliche Probleme; Monte-Carlo Simulationen; Geometrische Probleme; Lineare Algebra.- MPI für Fortgeschrittene: Fehler verarbeiten; MPI Datentypen; Eigene MPI Kommandos; Paralleles I/O; Dynamische Prozesserzeugung; Einseitige Kommunikation.- Werkzeuge: Visualisierung; Debugging paralleler Anwendungen; Bibliotheke; Checkpointing und Restart.- Grid-Computing für jedermann: Grid-Computing: Die Idee; SETI@home; Socket-Programmierung;  Einfaches Client-Server Programm; Robustheit und Integrität.

Das Buch ist eine praktische Einführung in das Hochleistungsrechnen auf Linux-Clustern. In vier Teilen (Grundlagen, Technik, Programmierung, Praxis) wird ausführlich erklärt, wie man einen Haufen (Cluster) preiswerter Standard-PCs in einen Parallelcomputer verwandelt und diesen dann zur Lösung rechenintensiver Probleme einsetzt. Insbesondere enthält das Buch eine fundierte Einführung in MPI, dem grundlegenden Programmiermodell für Cluster-Computer. Dabei werden anhand konkreter Beispiele die wichtigsten Paradigmen paralleler Programmierung präsentiert. Vorgestellt werden außerdem Entwicklungswerkzeuge, die Fehlersuche in parallelen Programmen und nützliche Bibliotheken.

I. Grundlagen: Von Megahertz zu Gigaflops. Parallelrechner. Programmieransätze.- II. Technik: Cluster Design. PCs vernetzen. Cluster-Dienste.- III. MPI: Grundlagen. Fortgeschrittene Techniken. Parallelisierungstechniken.- IV. Praxis: Debuggingmethoden und Entwicklungswerkzeuge für MPI-Programme. Bibliotheken. Benchmarks. Checkpoint-Restart.- V. Anhang: Die C-Schnittstelle des MPI-Standards. Argumente aus einer Kommandozeile einlesen.- Literaturverzeichnis. Sachverzeichnis.