DPS - Distributed and Parallel Systems Group

Verteilte und Parallele Systeme an der Universität Innsbruck

Die Forschungsgruppe „Verteilte und Parallele Systeme“ (DPS - Distributed and Parallel Systems Group) wurde im Jahr 2003 von Univ.-Prof. Dr. Thomas Fahringer an der Universität Innsbruck gegründet. In den letzten Jahren hat sich die Gruppe speziell in den Bereichen Hochleistungsrechnen und Grid Computing (der Verbund von beliebigen Rechnern über das Internet – auch Cyberinfrastruktur genannt) sowie Wissenschaftliches Rechnen etabliert.
 
Das Prinzip der Arbeitsteilung
 
Zahlreiche Anwendungen aus der Wissenschaft und Industrie beschäftigen sich mit der Simulation komplexer Prozesse in Natur und Technik. All diese Anwendungen haben eines gemeinsam, nämlich eine hohe Anforderungen an die Rechen- und Speicherkapazität. „Dies erfordert modernste Parallelrechner mit einer großen Zahl an Prozessoren, die simultan an der Ausführung eines Programms arbeiten können“ beschreibt Thomas Fahringer das Prinzip. „Die zu lösende Aufgaben werden dabei soweit wie möglich in verschiedene, teilweise unabhängige Berechnungen zerlegt, und dann jeweils auf verschiedenen Prozessoren eines Parallelrechners ausgeführt.“ Parallelrechner sind längst keine Exoten mehr und haben auch im alltäglichen Leben in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. So werden zum Beispiel zusehends die neuesten Spielkonsolen und PCs mit mehreren Prozessoren (Dual-Core, Quad-Core, etc) ausgestattet und dadurch zu Parallelrechnern.
 
Per aspera ad ASKOLON
 

Die zentralen Probleme mit Hochleistungsrechnern und Grids sind die Anwendungsentwicklung und die Programmierung. „Die Programmierung solcher verteilter Systeme stellte bislang eine schwierige und kostspielige Herausforderung dar, die nur mit viel technischem Know-How und Spezialwissen zu bewältigen war“, erklärt Fahringer. Der DPS-Gruppe gelang es, ein völlig neues System (ASKALON) zu entwickeln, welches die Erstellung und Ausführung von Anwendungen für Parallelrechner und das Grid substantiell vereinfacht. „Im Wesentlichen werden technische Details sowie die Komplexität hinter einfach zu benutzenden Programmen und graphischen Benutzeroberflächen versteckt. Mit ASKALON können damit weltweit verteilte Anwendungen komfortabel erstellt und per Knopfdruck auf einem Parallelrechner oder dem Grid ausgeführt werden.“
 
Das F&E-Portfolio der Gruppe rund um Thomas Fahringer umfasst Programmiersprachen,  Softwareentwicklungssysteme, Laufzeitumgebungen, Analysewerkzeuge, Optimierungen und Informationssysteme für Parallelrechner und verteilte Rechnersysteme. DPS arbeitet mit zahlreichen internationalen Partnern aus der Industrie und Institutionen den öffentlichen Hand zusammen um Anwendungen aus den Bereichen Online Spiele, E-learning, Telekommunikation, Risikomanagement- und Simulation, Wettervorhersage, Enterprise Resource Planning, Mobile Computing, Quality of Service in Enterprise IT, Dynamic Marketplace,  Decision Making in E-Government, uva. für Parallelrechner und Grid-Systeme  zu entwickeln bzw. zu optimieren.  DPS hat in den letzten Jahren an insgesamt 8 von der EU geförderten Projekten (Apart, EGEE I, EGEE II, KWf-Grid, ASG, Coregrid, EC-GIN, edutain@grid) teilgenommen. Zwei EU Projekte (EC-GIN, edutain@grid) werden aktuell von der Gruppe DPS koordiniert.
 
E-Learning und Online-Spiele mit dem Grid
 
Die Gruppe von Prof. Fahringer leitet ein von der EU gefördertes Projekt mit dem Namen edutain@grid. Ein zentrales Anwendungsfeld dieses Projekts ist das boomende Segment von Online-Computerspielen im Internet, wo enorme Rechen- und Netzkapazitäten zum Betrieb großer virtueller Welten mit hunderten und tausenden von Akteuren (Spielern) benötigt werden. „Das bisherige Betriebsmodell solcher Anwendungen ist statisch und erfordert hohe Anfangsinvestitionen, die kleinen bis mittleren Unternehmen den Zugang zu diesem größtenteils von 'global Playern' dominierten Markt nahezu unmöglich machen“, berichtet Fahringer. Das Projekt 'edutain@grid' hat die Erforschung und Entwicklung einer anwendungsübergreifenden, neuartigen Architektur für solche interaktiven Programme zum Ziel. Hierfür werden die Forschungsansätze und Implementierungstechniken aus dem Gebiet Grid-Computing zielgerichtet für die Erfordernisse dieser Programme verwendet und weiterentwickelt. „Neben den wissenschaftlichen und technischen Aspekten werden auch Geschäftsmodelle behandelt, die kleineren Unternehmen den wirtschaftlichen Betrieb ihrer Anwendungen über das neu entwickelte Grid-System ermöglichen sollen. Dabei soll neben den Online-Computerspielen ebenfalls der dynamische Betrieb von anderen wichtigen interaktiven Anwendungsklassen wie E-Learning- und Simulationsanwendungen (insbesondere Simulation von Naturkatastrophen) möglich sein.“
 
Status Quo & aktuelle Doktorats- bzw. Postdoc-Stellen
 
„Wir nehmen an zahlreichen nationalen und internationalen – vor allem von der EU geförderten – Forschungsprojekten teil und kooperieren mit ca. 30 verschiedenen Partnern aus Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft“, resümiert der Gruppenleiter. Derzeit besteht die international (Bolivien, China, Deutschland, Österreich, Pakistan, Polen, Rumänien, Serbien) besetzte Gruppe aus 25 MitarbeiterInnen. „Für die Bereiche Verteiltes und Paralleles Rechnen werden laufend finanzierte Doktorats- bzw. Postdoc-Stellen vergeben“, verrät Thomas Fahringer. „Wir suchen interessierte Bewerber für folgende Aufgabengebiete:
 
- Programmierparadigmen und –methoden für verteilte Grid Anwendungen  
- Automatisch Entwicklung von Grid Anwendungen auf der Basis von Semantic Web Methoden und Ontologien
- Programmierparadigmen und –methoden für verteilte Grid Anwendungen  
- Laufzeitmethoden für Grid Anwendungen
- Ressourcenverwaltung für das Grid
- Fehlertoleranz und selbstheilende Systeme für verteilte Anwendungen
 
Wir setzen dabei auch besonders auf Bewerbungen von ambitionierten und exzellenten ausländischen StudentInnen und ForscherInnen“, sagt Fahringer abschließend.
 
Interessierte BewerberInnen können sich per Email direkt an den Thomas Fahringer wenden. Alle weiteren Informationen zu der DPS-Group finden Sie unter http://www.dps.uibk.ac.at/ bzw. aktuell offene Stellen auch  in der brainpower-austria-Jobbörse.

(Oktober 2007)