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23.03.2009
Folge 160

Vom Problem über den Graphen zum Hochleistungsrechner

In der heutigen Sendung ist wieder ein Gespräch über ein  hochinteressantes Dagstuhl-Thema, das wir mit Prof. Uwe Naumann von der Fachgruppe Informatik der RWTH Aachen als Telefonpartner führen konnten.


Prof. Naumann, RWTH Aachen

Kombinatorisches wissenschaftliches Rechnen - das Thema des unter Mitwirkung von Prof. Naumann organisierten Dagstuhl-Seminars - beschäftigt sich mit kombinatorischen Problemen in der numerischen Simulation und Optimierung von Problemen aus Wissenschaft und Technik und im Hochleistungsrechnen.

Ein wichtiges Thema ist außerdem die Entwicklung von Lösungsalgorithmen und der entsprechenden Software. Verbindende Elemente bei der Vielfalt der betrachteten Problemstellungen sind die verwendeten Abstraktionen in Form von Graphen bzw. dünn besetzten Matrizen und den dazu entwickelten umfangreichen theoretischen und algorithmischen Grundlagen.

Die Popularität von numerischer Simulation als oft einzig praktikabler Alternative zum realen Experiment, welches selbst meist nicht durchführbar ist (siehe z.B. Wettervorhersage), ist mit der rapide steigenden Leistungsfähigkeit moderner Hochleistungsrechner enorm gewachsen. Die effiziente Umsetzung solcher Algorithmen auf parallelen Architekturen mit tausenden von Prozessoren und komplexen Speicherhierarchien  
gepaart mit relativ geringer Netzwerk-Performance erweist sich als alles andere als
trivial. Meist stellen sich die abstrakten Probleme als in realistischer Zeit nicht exakt lösbar dar. Annähernd optimale Lösungen werden dann gesucht.

Bei der computergestützen Simulation werden zahlreiche komplizierte numerische Verfahren angewandt. Das Ziel ist dabei jedoch oft nicht nur das Studium einer "Kopie" des realen Problems sondern die Optimierung der Modelle, deren Parameterisierungen und, ultimativ, des zugrundeliegenden realen Prozesses. Um diesen Übergang von der Simulation zur
Optimierung zu ermöglichen, benötigt man weitere moderne Methoden der
Informatik bzw. angewandten Mathematik, wie automatisches Differenzieren, Methoden der linearen Algebra und robuste nichtlineare  Optimierungsverfahren. Anwendungen finden sich z.B. in der Medizin (z.B. Simulation der  mechanischen Eigenschaften menschlicher Knochen), der Ozeanographie (z.B. Simulation und Vorhersage der Wassertemperatur) oder dem Automobilbau (z.B. Simulation
von Crash-Test).

Die skizzierten und weitere Problemstellungen wurden von 57 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftern und Vertretern der einschlägigen Industrie aus 9 Ländern während eines einwöchigen Seminars auf Schloss Dagstuhl diskutiert. Weitere Informationen
zum Seminar findet man im Internet unter
www.dagstuhl.de/09061


Peter Welchering über die Handys der Regierung

Es gab einmal in den fünfziger Jahren Skandale, als Telefongespräche im Auto abgehört wurden und - das war für die damalige Zeit neu - abgespeichert wurden. Wir haben alle die Metamorphose des Telefons in eine andere Funktion beobachtet. Heute ist es nötig, dass das Telefongespräch nicht nur stattfindet, sondern dass neugierige Mithörer ausgesperrt werden.
Die CeBit zeigte es in diesem Jahr mit einigen Ständen. Man will dahin kommen, dass man ohne Bedenken telefonieren kann. Ein Abhören soll unmöglich sein.

Achtung Ohren aufgesperrt: Im letzten Jahr hatten wir auf der CeBit eine Lösung von Rohde und Schwarz vorgestellt. Doch mittlerweile ist hochgekommen, dass es wohl keine käufliche Version gibt, die nicht hintenherum von den entsprechenden Behörden geknackt werden kann.

Noch besser ist die Situation unserer Bundeskanzlerin. Peter Welchering berichtet über das angeblich sichere Handy von HTC. Es verwürfelt SMS und Email Nachrichten. Doch beim Telefonieren klappt es wohl noch nicht. Da Angela Merkel mit dem Handy gesehen wird, wird sie es auch im Glauben einsetzen, dass es besonders sicher ist.

Noch haben wir keine Meldungen von Amateurfunkern erhalten, die plötzlich auf seltsamen Frequenzen bekannte Stimmen gehört haben. Ich frage mich im Moment, wer solche Fauxpas zulässt. Muss es denn ein HTC Telefon aus Korea sein? Kann man nicht für die eigene Regierung etwas bauen, das den Sicherheitsstandard erfüllt?

Ich biete an, die Cäsar Verschlüsselung zu implementieren. Die ist sehr wirkungsvoll in der heutigen Zeit. Allr gesendeten Buchstaben sind im Alphat um 3 Stellen nach hinten gerutscht. Die Zahl 3 wurde von Cäsar gewählt, weil er als Cäsar im Alphabet die Nummer 3 repräsentiert.Damals in der Römerzeit wurde diese Verschlüsselung nie geknackt. Daher sollte es heute sicherheitstechnisch mehr als ausreichend sein.



Peter Welchering, freier Journalist


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