LRZ-Mitteilungen Februar 2002 Nr. 1/02

Verteiler für dieses Rundschreiben

Diese Mitteilungen sind im LRZ-Gebäude erhältlich und über

http://www.lrz-muenchen.de/services/schriften/rundschreiben/

abrufbar. Sie werden auch an alle Lehrstühle der Münchner Hochschulen sowie an alle anderen bayerischen Hochschulen versandt. Übersichten über die Netzbenutzung am LRZ sind über

http://www.lrz-muenchen.de/services/netz/statistik/

erhältlich.

Einige wichtige Telefonnummern:

LRZ-Hotline (für alle Fragen) (089) 289-28800

LRZ-Anmeldung (Benutzersekretariat) (089) 289-28784 und (089) 289-28886

Fax: (089) 289-28761

Herausgeber: Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften

Anschrift: Leibniz-Rechenzentrum
der Bayerischen Akademie der Wissenschaften
Barer Straße 21
D-80333 München

Telefon: (089) 289-28784
Telefax: (089) 280 9460
E-Mail: lrzpost@lrz.de

Redaktion:

Dr. Michael Wiseman
Wolfgang Beyer
Dr. Helmut Richter

 

Termine, Veranstaltungen, Allgemeines

Termine

Beachten Sie bitte auch unser Kurs- und Schulungsangebot im Sommersemester 2002! Siehe

http://www.lrz-muenchen.de/services/schulung/kurse-ss2002/

 

Tutorials im Bereich Hochleistungsrechnen

Gemeinsam mit KONWIHR, dem Kompetenznetzwerk für Technisch-Wissenschaftliches Hoch- und Höchstleistungsrechnen in Bayern, bietet das LRZ zwei Tutorials zur Weiterbildung an. Die Tutorials sind vor allem für solche Anwender interessant, die eigene Programmentwicklungen betreiben, gleichgültig ob dies auf eigenen Systemen oder den Hochleistungssystemen des LRZ erfolgt.

Tutorial 1: Cache Based Iterative Algorithms

Die Rechengeschwindigkeit von RISC-Prozessoren ist in den vergangenen Jahren kontinuierlich gestiegen, jedoch war die Steigerung der Geschwindigkeit beim Zugriff auf den Hauptspeicher deutlich geringer. Deshalb werden schnelle Zwischenspeicher (Caches) zwischengeschaltet. Leider sind heutige Compiler oft noch nicht in der Lage, geeignete Codetransformationen durchzuführen, um den Code an das hierarchische Speichersystem anzupassen.

In diesem Tutorial werden die grundlegenden Hardware-Eigenschaften von RISC Systemen diskutiert (Cache-Größe, Cache-Assoziativität etc.) und anschließend Optimierungstechniken für die optimale Nutzung der Caches wie Datenlayout, Array Padding und Optimierung des Datenzugriffs aufgezeigt. Die Anwendung dieser Techniken bei iterativen numerischen Verfahren wie Gauß-Seidel oder Multigrid führt zu einer signifikanten Beschleunigung der Programme.

Wir freuen uns, Prof. Ulrich Rüde vom Lehrstuhl für Informatik der Universität Erlangen für dieses Tutorial gewonnen zu haben. Prof. Rüde wird hier im wesentlichen das gleiche Tutorial präsentieren, das auch auf der Supercomputing-Konferenz in Denver im letzten Jahr großen Anklang fand.

Tutorial 2: Algorithms for Parallel Computers: Classification, Design Principles and Implementation

Die Effizienz, mit der die Leistungsfähigkeit von Parallelrechnern ausgenutzt werden kann, hängt deutlich von den verwendeten Algorithmen ab. Die Entwicklung von speziell angepassten Algorithmen ist eine notwendige Voraussetzung um gute Leistungsdaten bei der Lösung von großen technisch-wissenschaftlichen Fraugestellungen zu erhalten. Es ist leider eine allzu gut bekannte Tatsache, dass das Verhältnis zwischen einem guten und schlechten parallelen Algorithmus mehr als einen Faktor 100 in der Rechenzeit betragen kann. In diesem Tutorial wird aufgezeigt, welche Designprinzipien man anwenden muss, um gute parallele Algorithmen zu implementieren. Dies wird an zahlreichen Beispielen dargestellt.

Wir freuen uns, dass Prof. Marian Vajtersic, zurzeit an der Technischen Universität München, Institut für Informatik, über dieses Thema vortragen wird. Prof. Vajtersic ist Autor zahlreicher Publikationen und Bücher auf dem Gebiet des Hochleistungsrechnens.

Weitere Informationen und Anmeldung

Weitere Informationen zu diesen Tutorials und anderen Weiterbildungsveranstaltungen im Bereich des Hochleistungsrechnens erhalten Sie unter:

http://www.lrz-muenchen.de/services/compute/hlrb/kurse

• Termine:

Tutorial 1: Donnerstag 21. März 2002
Tutorial 2: Freitag 22. März 2002

• Uhrzeit:

Jeweils 10:30 bis ca. 17:00 Uhr (mit Pausen)

• Ort:

Leibniz-Rechenzentrum
Barer Str. 21
Seminarraum 3. OG

• Kontakt: Brehm@lrz.de
• Anmeldung:
• http://wwwphp.lrz-muenchen.de/kursanmeldung/

Die Anmeldung zu den beiden Tutorials erfolgt jeweils getrennt.

  

Abzugebende Geräte

Am LRZ werden die unten aufgeführten Geräte nicht mehr eingesetzt bzw. nicht mehr benötigt.

Es handelt sich um vier elektrische Schreibmaschinen der Fa. IBM mit Kugelkopf, teilweise reparaturbedürftig. Die Geräte werden an Interessenten aus dem Hochschulbereich oder an andere Behörden kostenlos abgegeben.

Bei Interesse wenden Sie sich bitte an Frau Ursula Moser (Tel. 289-28713, E-Mail: Moser@lrz.de).

   

Stellenausschreibungen

Studentische Operateure

Zur Bedienung unserer Rechenanlagen werden laufend studentische Operateure für Abend-, Nacht- und Wochenendschichten gesucht.

Nähere Auskünfte erhalten Sie bei:

Herrn J. Ackstaller
Tel. 289-28735
E-Mail: Ackstaller@lrz.de

Bitte beachten Sie auch unsere weiteren Stellenausschreibungen unter

http://www.lrz-muenchen.de/aktuell/stellenangebote/

 

Studentische Hilfskräfte für den Einsatz in der LRZ-Hotline

Gleich an erster Position soll die Bedingung genannt werden, die für sich bewerbende Studenten ein Hindernis darstellen kann. Diese Bedingung betrifft die zeitliche Anforderung:

Damit sich das Einarbeiten am LRZ überhaupt lohnt, sollten pro Woche zwei "Dienstschichten" in der LRZ-Hotline möglich sein.

Dabei bedeutet „Dienstschicht" jeweils ununterbrochene Präsenz in der LRZ-Hotline bzw. der dazugehörigen Präsenzberatung an einem Vormittag oder Nachmittag (9-13 Uhr oder 13-17 Uhr). Wir können auch eine zeitliche Halbierung dieser Vormittage oder Nachmittage einplanen (mögliche Intervalle: 9-11, 11-13, 13-15, 15-17 Uhr), wodurch eine entsprechend höhere Anzahl dieser „Schichten" pro Woche auszuführen wäre. Welchen Vor- oder Nachmittag der Betreffende für uns tätig sein kann, wird in 5-wöchigem Rhythmus vorher erfragt. Dabei sollte aber der zeitlich anzubietende Rahmen nicht zu eng sein.

Was Ihre bisherige Ausbildung betrifft, so stellen wir uns vor,

• dass Sie über Computer-Grundkenntnisse verfügen,
• dazu praktische Erfahrungen gemacht haben, mit Arbeiten am PC, etwa unter Windows 95/98/ME oder Windows NT/2000 bzw. Linux, oder direkt an einem Unix-Rechner.

So sind z.B. Kenntnisse in der Nutzung von Web-Browsern, Mail-Clients, Office-Produkten und anderer Software im Beratungsbereich sehr nützlich. Wichtig sind für uns auch Kenntnisse hinsichtlich des Einsatzes von Modems bzw. ISDN, da zu diesem Umfeld viele Fragen kommen.

Die Hotline des LRZ leistet in erster Linie einen „first level support". Fehler- und Problemmeldungen oder auch Fragen, die die Bearbeitung eines Spezialisten erfordern, erfasst der Hotliner mittels eines HelpDesk-Systems, das den vorgesehenen Bearbeiter automatisch benachrichtigt.

Für uns ist natürlich wichtig, dass Sie auch gern bereit sind, Hilfeleistung gegenüber ratsuchenden LRZ-Benutzern, deren Anliegen breit streuen können, zu erbringen.

Jeder Vertrag läuft im Allgemeinen über 6 Monate, und wird nach 6 Monaten verlängert, wenn beidseitiges Interesse besteht. Die Bezahlung erfolgt auf Stundenbasis. Die zu leistende Stundenanzahl wird im Vertrag vereinbart. Es ist bei diesem Job an eine längerfristige Zusammenarbeit gedacht. Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung bevorzugt.

Sind Sie an diesem Job interessiert, wenden Sie sich bitte – am besten per E-Mail – an

Brigitte Schiller, Tel. 289-28723,
Schiller@lrz.de

   

Zentrale Systeme

LRZ-Angebote zur Verbesserung der Rechner- und Internetsicherheit

Hacker-Angriffe sind ein immer häufiger auftretendes und deshalb auch häufig diskutiertes Problem. Leider ist noch immer nicht allgemein bekannt, dass die meisten Sicherheitsprobleme nicht durch „geniale" Hacker oder durch fehlerhafte Software entstehen, sondern vielmehr durch Nicht-Beachtung oder unsachgemäße Handhabung von einfachen Sicherheits-Maßnahmen durch Benutzer(innen), schlimmstenfalls sogar durch gesamte Institutionen. Das LRZ bietet Ihnen deshalb ein umfangreiches Dienstangebot zur Verbesserung der Rechner- und System-Sicherheit, das wir Ihnen hier kurz vorstellen wollen.

Anmerkung: Beachten Sie bitte auch den Beitrag "Arbeitskreis Firewall im Münchner Wissenschaftsnetz" in diesen Mitteilungen.

Warum ist Rechner-Sicherheit so wichtig?

Manche Benutzer sagen: "Es ist mir egal, ob mein Rechner geknackt ist oder nicht, da ist eh nichts Wichtiges drauf." Auch wenn der Hacker sich tatsächlich nicht für Ihre Daten interessiert, ist dies aus folgenden Gründen eine fatale Einstellung:

• Oft benutzen Hacker einen geknackten Rechner als Sprungbrett, um weitere Rechner zu knacken. Wird der Einbruch irgendwo in der Kette entdeckt, macht man Sie für den Einbruch zumindest mitverantwortlich.
• (Distributed) Denial of Service-Angriffe ((D)DOS-Attacks):
• 
  Ein anderer Rechner wird mit unsinnigen oder fehlerhaften Aufträgen so intensiv beschäftigt, dass er seine eigentlichen Aufgaben nicht mehr erfüllen kann.

• Ihr Rechner könnte als Verteilstation missbraucht werden:
• Copyright-geschütztes oder rechtlich bedenkliches Material (Pornografie, Bomben-Bastelanleitungen etc.)
• Viren, Würmer, Flames, Spams
• Ihr Rechner könnte als "Abhörstation" im lokalen Netz verwendet werden.
• Wenn der Hacker einen destruktiven Charakter hat, kann er beträchtliche bleibende Schäden hinterlassen. Dann hilft nur noch eine komplette Neu-Installation.

Um Ihnen zu helfen, Ihren Rechner und damit auch den Internet-Zugang sicherer zu machen, bietet das LRZ eine ganze Reihe von Diensten an, die wir Ihnen hier kurz vorstellen wollen. Einen Überblick über Security-Schriften und -Tools sowie weiterführende Literatur und Links finden Sie unter

http://www.lrz-muenchen.de/services/security/

 

Warum ist die Anzahl der Angriffe so angestiegen ?

Es gibt im Wesentlichen drei Hauptübel, die Hacker-Angriffe unnötig erleichtern:

• Fehlerhafte Software in Kombination mit "Monokultur":
• 
  Ähnlich wie in der Landwirtschaft breiten sich Viren/Würmer etc. um so leichter und um so schneller aus, je einheitlichere Bedingungen sie vorfinden. Im Moment betrifft dies vorwiegend die Windows-Welt, aber leider zunehmend auch Linux. Der Grund hierfür liegt auf der Hand: Für einen Hacker ist es schwieriger, ein exotisches System zu knacken.

• Hackerwerkzeuge im Internet:
• 
  Selbst ein "DHDW" (dümmster Hacker der Welt) hat heute schon erstaunliche Erfolgschancen. Es gibt zahlreiche Toolkits, die auch ohne größere Vorkenntnisse einfach zu bedienen sind und sehr wirkungsvoll sein können.

• Unwissenheit und/oder Sorglosigkeit von Benutzern und Administratoren:
• Viele Systeme enthalten so eklatante Sicherheitslücken, dass ein Einbruch unnötig einfach gemacht wird.

Beratungs-Angebote des LRZ

Wenn Sie ein aktuelles Sicherheitsproblem haben, gehen Sie bitte folgendermaßen vor:

• Sammeln Sie alle Informationen, die uns bei der Diagnose helfen könnten (seltsame Meldungen, Logdateien etc.). Machen Sie sich Notizen über Ihre Beobachtungen.
• Wenn Sie einen Einbruchsversuch bemerkt haben oder vermuten, schicken Sie diese Daten bitte mit einer kurzen Erläuterung an security@lrz.de. Wir wollen Sie hier ausdrücklich zu übervorsichtigem Verhalten ermutigen. Lieber drei Fehlalarme zu viel als ein übersehener Einbruch!
• Sollten Sie sich nicht sicher sein, ob es sich überhaupt um ein Security-Problem handelt oder sollte eine ganz akute Notfall-Situation eingetreten sein, kontaktieren Sie bitte die LRZ-Hotline (289-28800, hotline@lrz.de)

Für Institute und Lehrstühle, die sich allgemein informieren wollen, wie sie Ihre Rechner sicherer machen können, bieten wir eine Security-Sprechstunde an. In diesem Fall schicken Sie bitte eine kurze Beschreibung Ihrer derzeitigen Umgebung (HW, Betriebssystem, Anwender-Software, besondere Rahmenbedingungen etc.) sowie Ihrer Fragestellungen an security@lrz.de. Wir werden Sie dann kontaktieren und einen Termin mit Ihnen vereinbaren.

Wenn Sie sich ganz allgemein weiterbilden wollen, verweisen wir auf unseren Security-Kurs (siehe unten).

Die praktische Umsetzung unserer "Tipps & Tricks" wird allerdings trotzdem an Ihnen hängen bleiben. Bitte haben Sie Verständnis dafür, dass wir Ihnen zwar mit Rat, aber nicht mit Tat vor Ort zur Seite stehen können.

Security-Kurs

Das LRZ bietet einen halbtägigen Security-Kurs für Anwender an:

http://www.lrz-muenchen.de/services/security/benu-kurs/

Dieser Kurs wird 1-2 mal pro Jahr eigenständig angeboten und ist auch Bestandteil unserer Systemverwalter-Kurse. Bei Interesse (d.h. mindestens 15 Teilnehmer) kann er nach Absprache auch vor Ort in den Instituten abgehalten werden.

Der Kurs besteht aus drei voneinander weitgehend unabhängigen Teilen:

• Grundlagen und allgemeine Maßnahmen (Plattform-unabhängig)
• Die wichtigen Tools SSH und PGP am Beispiel ihrer UNIX-Implementierungen
• Kryptographische Grundlagen (nur bei Interesse)

Bitte haben Sie Verständnis, dass ein Praktikum zu diesem Kurs zurzeit leider nicht möglich ist.

Ein entsprechender Kurs für UNIX-Systemverwalter ist in Vorbereitung.

Antiviren-Software

Das LRZ ermöglicht Ihnen einen günstigen Bezug der kommerziellen Antiviren-Software Anti-Virus der Firma Sophos.

Diese Software ist zurzeit verfügbar für:

• DOS/Windows
• Windows 95/98/ME
• Windows NT/2000/IXP
• Netware
• Macintosh
• Linux
• Unix
• OS/2

Nähere Informationen hierzu finden Sie unter

http://www.lrz-muenchen.de/services/swbezug/lizenzen/sophos/

Mailing-Listen

Im Security-Bereich verändert sich die Situation unglaublich schnell, was es schwer macht, immer am Ball zu bleiben. Insbesondere die gewaltige Informationsflut ist kaum noch zu bewältigen. Um Sie bei der erforderlichen Know-How-Beschaffung zu entlasten, führt das LRZ etliche Mailing-Listen, die Ihnen (aus unserer Sicht nach Wichtigkeit) vorgefilterte Informationen und/oder Diskussionsforen aus verschiedenen Quellen anbieten. Wie Sie sich auf diesen Listen eintragen lassen können, finden Sie unter

http://www.lrz-muenchen.de/services/security/lrz-dienste

beschrieben.

Das LRZ bietet derzeit folgende Mailing-Listen zum Thema Sicherheit an:

Allgemein interessante Neuigkeiten:

security-news@lists.lrz-muenchen.de

Diskussion allgemeiner Security-Themen im MWN:

Über das LRZ sind außerdem folgende E-Mail-Verteiler des Deutschen Forschungsnetzes (DFN) erreichbar:

win-sec-ssc-l@lists.lrz-muenchen.de
Diese Liste dient nur zur Verbreitung der Warnungen und Hinweise des DFN-CERT und ist in erster Linie für System- und Netz-Administratoren gedacht. Die Teilnehmer des Verteilers dürfen und können keine E-Mails dorthin schicken.

win-sec-l@lists.lrz-muenchen.de
Offene Diskussion aller Fragen der Rechner- und Netz-Sicherheit.

Fazit

Auch wenn Sie Ihren Rechner so sicher wie irgend möglich gemacht haben, können Sie natürlich nur auf das aktuell verfügbare Know-How zurückgreifen. Da aber Hacker manchmal sehr erfinderisch und neue SW-Versionen normalerweise unausgereift sind, handelt es sich um eine „Never ending story". Seien Sie sich im Klaren darüber, dass Sie sich nie mit dem guten Gefühl zurücklehnen können: „Jetzt habe ich endlich einen absolut sicheren Rechner."

Für weitere Fragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Allgemeine Ansprechadresse für Security-Probleme: security@lrz.de.

Ernst Bötsch / Petra Eilfeld
Boetsch@lrz.de / Eilfeld@lrz.de

 

Arbeitskreis Firewall im Münchner Wissenschaftsnetz

Nicht nur im Münchner Wissenschaftsnetz (MWN) gehören Rechnereinbrüche mittlerweile zum Alltag. Schutz bietet der Einsatz eines Firewall - doch ist dessen Aufbau und Betrieb nicht trivial. Im Arbeitskreis Firewall im MWN treffen sich Interessierte zum Informationsaustausch.

Anmerkung: Beachten Sie bitte auch den Beitrag LRZ-Angebote zur Verbesserung der Rechner- und Internetsicherheit in diesen LRZ-Mitteilungen.

Motivation

Die ständig wachsende Zahl von versuchten oder geglückten Einbrüchen in Rechner des Münchner Wissenschaftsnetzes (MWN) macht auf drastische Weise deutlich, dass eine Verbesserung der Netzsicherheit dringend geboten ist. Einen wichtigen Beitrag kann der Einsatz eines Firewall leisten.

Firewall und das LRZ

Soll der zu schützende Bereich das ganze MWN umfassen, gerät das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) schnell in ein Dilemma: Das LRZ würde zwar gerne einen Firewall für das gesamte MWN betreiben, besitzt aber gegenwärtig nicht die dazu erforderliche Personaldecke. Selbst ein gründlicher Support, falls sich Institute dazu entschließen, einen eigenen Firewall zu betreiben, ist derzeit personell nicht machbar. Deshalb verfolgt das LRZ einen pragmatischen Ansatz.

Aufbauend auf Erfahrungen von Organisationen und Einrichtungen, die bereits einen Firewall betreiben, wird durch koordinierte Zusammenarbeit das vorhandene Know-How konsolidiert und erweitert. Damit ist auch jenen Organisationen und Einrichtungen geholfen, die einen Firewall erst planen. Denn durch Austausch von Erfahrungen und gegenseitige Unterstützung beim Aufbau eines Firewall werden übliche Startschwierigkeiten erheblich gemildert. Darüber hinaus profitieren natürlich alle Beteiligten von einem anhaltenden Know-How-Transfer.

Organisation

Plattform dieses Informationsaustausches sind regelmäßige Treffen der Betreiber von Firewalls und solchen, die dies werden wollen. Das LRZ, repräsentiert durch seine Firewall-Gruppe, übernimmt Organisation und Moderation. Dazu gibt es eine E-Mail-Verteilerliste, die es ermöglicht, akute Fragen zu stellen und aktuelle Themen zu diskutieren.

Adressen und Termine

Falls in Ihrer Organisation/Einrichtung Interesse an einer Teilnahme am Arbeitskreis Firewall im MWN besteht, gibt es am LRZ folgende Ansprechpartner:

Andreas Völkl
Tel.: 289 28715
E-Mail: Voelkl@lrz.de

Claus Wimmer
Tel.: 289 28864
E-Mail: Wimmer@lrz.de

Die Treffen finden zurzeit an jedem ersten Mittwoch eines Monats statt. Veranstaltungsort ist abwechselnd das LRZ und das Physik-Department Garching. Während der vorlesungsfreien Zeit werden die Treffen ausgesetzt.

Claus Wimmer
Wimmer@lrz.de

 

Höchstleistungsrechner

Weltrekord mit Superrechner

Wissenschaftler der Universitäten Erlangen-Nürnberg und Bayreuth begannen das neue Jahr mit einem Paukenschlag: Auf dem neu ausgebauten Hitachi SR8000-F1 Supercomputer am Leibniz-Rechenzentrum wurden bislang weltweit einzigartige Computersimulationen auf dem Gebiet der Quantenphysik in kondensierter Materie durchgeführt. Die Entschlüsselung eines fundamentalen, bis dato ungelösten Problems war Ziel der Forschungsanstrengungen: Existiert ein quantenkritischer Punkt in einer speziellen Klasse von Festkörpern, die im Hinblick auf ihre elektronische Leitfähigkeit eindimensionales Verhalten zeigen?

Der aus Forschern der Theoretischen Physik der Universität Bayreuth um PD Dr. H. Fehske und Spezialisten des Regionalen Rechenzentrums Erlangen (RRZE) um Dr. G. Wellein bestehenden, interdisziplinären Arbeitsgruppe war es im Rahmen ihres Forschungsvorhabens gelungen, erstmals Modelle für derart komplexe Materialien mit der dafür notwendigen Genauigkeit zu simulieren.

Die Anforderungen an die Computersysteme für Berechnungen in dieser Größenordnung sind enorm: Bis zu 850 GByte Hauptspeicher waren für die Datenhaltung erforderlich. Vergleichsweise wären etwa 3400 handelsübliche PCs mit jeweils 256 MByte Speicher nötig, um diese Datenmenge halten zu können. Mehr als 5 000 Billionen (5 000 000 000 000 000 !) Rechenoperationen wurden in einer 10-stündigen Simulation durchgeführt. Die gleiche Rechnung würde auf einem PC schätzungsweise 30 Jahre dauern!

Der Hitachi SR8000-F1 wurde speziell für Rechenoperationen in solchen und ähnlichen Ausmaßen konzipiert. Als einziger Computer in Europa verfügt der Bundeshöchstleistungsrechner am LRZ in München derzeit über eine für höchste Anforderungen ausgestattete Hardware. Seit Beginn dieses Jahres umfasst das System 168 Rechenknoten mit insgesamt 1344 Prozessoren. Der riesige Hauptspeicher beträgt mehr als 1 300 GByte und es stehen ungefähr 10 000 GByte an Plattenplatz zur Verfügung. Entscheidend für den Erfolg des Projektes war jedoch neben der überragenden Leistungsfähigkeit des Rechners auch die gute Zusammenarbeit aller Beteiligten. „Nicht zuletzt die langjährige, enge Kooperation mit der Gruppe ‚High Performace Computing’ am RRZE versetzte uns in die Lage hochkomplexe Computerprogramme für massiv parallele und Vektor-Supercomputer zu entwickeln und effizient zu gestalten!", so PD Dr. H. Fehske, wissenschaftlicher Leiter des Projekts.

Die Aktivitäten der Arbeitsgruppe in Erlangen werden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Kompetenznetzwerk für technisch-wissenschaftliches Höchstleistungsrechnen in Bayern (KONWIHR) finanziell gefördert und sind in wissenschaftliche Kooperationen mit der Universität Augsburg sowie dem Los Alamos National Laboratory, New Mexico (USA) eingebunden. Mittlerweile hat sich auch eine sehr gute und intensive Zusammenarbeit der Beratungsgruppen für Hochleistungsrechnen am LRZ und am RRZE etabliert, die eine intensive Beratung der Benutzer bei der Durchführung von solchen Projekten gewährleistet.

Gerhard Wellein (RRZE),
Gerhard.Wellein@rrze.uni-erlangen.de
Matthias Brehm (LRZ)
Brehm@lrz.de

 

CPMD leicht gemacht

CPMD (Car-Parrinello Molecular Dynamics) ist ein Programm für ab initio Molekulardynamikrechnungen. Leider erschwert die Vielfalt an Optionen und die reiche Kommando-Syntax dem Anfänger den Zugang zu diesem Programm. Mit dem hier vorgestellten Portal wird der Einstieg in CPMD wesentlich erleichtert.

CPMD:

CPMD ist ein quantenchemisches Molekulardynamikprogramm, das von Prof. Car und Prof. Parrinello entwickelt wurde. Siehe:

http://www.mpi-stuttgart.mpg.de/parrinello/

sowie:

http://www.lrz-muenchen.de/services/software/chemie/cpmd/

Das Besondere daran ist, dass es die sogenannte Dichtefunktionalmethode benutzt, um die Elektronenverteilung in Molekülen quantenmechanisch zu beschreiben. Diese Methode ist wesentlich schneller als andere quantenmechanische Verfahren, sodass damit sogar die besonders aufwändige Molekulardynamik berechnet werden kann.

CPMD-Wizard:

Da CPMD sehr leistungsfähig ist, besitzt es eine umfangreiche Kommandosyntax, die dem Anfänger den Einstieg in die Benutzung von CPMD schwer macht. An dieser Stelle setzt der UNICORE CPMD-Wizard an: es handelt sich um eine formularbasierte Eingabehilfe für CPMD.

UNICORE:

Um den CPMD-Wizard benutzen zu können, bedarf es zweierlei:

1. Sie müssen auf dem Zielrechner (z.B. der SR8000) bereits einen Account vom LRZ zugewiesen bekommen haben (siehe http://www.lrz-muenchen.de/services/compute/hlrb/projectproposal/).
2. Sie müssen sich für UNICORE registrieren. Siehe: http://www.lrz-muenchen.de/projekte/unicore/

   Dies geschieht per Web unter dem URL https://unicore-ca.lrz-muenchen.de/Benu-cgi-bin/antragsformular.User.Zert.X509ns.pl

Wenn Sie das Zertifikat erhalten haben, schicken Sie bitte eine formlose E-Mail an Frau Wendler (Wendler@lrz.de) und beantragen Sie die Eintragung Ihres Zertifikats für den/die Rechner Ihrer Wahl (momentan kommen dafür am LRZ VPP700 und SR8000 in Frage).

Während Sie auf Ihr Zertifikat warten, können Sie bereits die UNICORE-Software auf Ihrem lokalen Rechner (Workstation oder Arbeitsplatzrechner) installieren (es gibt Versionen für UNIX und MS-Windows). Eine schrittweise Anleitung dazu finden Sie unter http://www.fz-juelich.de/unicoreplus/download/

beachten Sie bitte: Sie verwenden KEIN Test-Zertifikat, sondern das „richtige" Produktionszertifikat, das Sie im ersten Schritt beantragt hatten. Fast noch besser finde ich die Anleitung unter http://biogrid.icm.edu.pl/about/install_3.5.13.php3.

Nun müssen Sie sich noch das Plugin für CPMD besorgen. Das gibt es (inklusive einer Installationsanleitung) unter http://www.fz-juelich.de/unicore-test/cpmd/

Benutzung:

Starten Sie zuerst UNICORE. Wie das geht, ist unter http://biogrid.icm.edu.pl/about/run_3.5.13.php3 beschrieben. Sie erhalten dann ein Fenster ähnlich diesem:

  

	Step 1 Wählen Sie im File Menü den Punkt NewJob aus, selektieren Sie das LRZ als Unicore Site und die SR8000 (oder die VPP) als Virtual Site (d.h. als Rechner auf dem Sie rechnen wollen).
	Step 2 Das sieht dann etwa wie nebenstehend aus.
	Step 3 Nun starten Sie das CPMD-Plugin im Menü JobPreparation mit dem Punkt Add CPMD.
	Step 4 Hier rufen Sie den CPMD-Wizard durch Knopfdruck auf. Wenn Sie den Cursor über einem Auswahlpunkt platzieren, so erhalten Sie dort Pop-Up-Hilfe. Der CPMD-Wizard kann Ihnen zwar das Erlernen der CPMD Kommandosprache abnehmen, jedoch ist er kein Ersatz für chemisches und physikalisches Fachwissen! Was Sie rechnen wollen, welche Methode dafür geeignet ist und welche Parameterwerte angemessen sind, müssen immer noch Sie entscheiden. Klicken Sie sich durch die verschiedenen CPMD-Wizard Menüs und treffen Sie Ihre Entscheidung. Abschließend drücken Sie Apply um die Einstellungen zu übernehmen.
	Step 5 Sollten Sie unverzichtbare Parameter vergessen haben, so erscheint nun ein Pop-Up-Menü und fordert Sie auf, dies nachzuholen, bis Sie schließlich alle unverzichtbaren Parameter spezifiziert haben.
	Step 6 Der Wizard hat nun ein CPMD Input-File für Sie erzeugt, das Sie natürlich auch nachträglich noch mit einem Editor abändern können.
	Step 7 Sie können (müssen aber nicht) nun im Menü JobPreparation überprüfen, ob Ihr Job syntaktisch korrekt ist, indem Sie den Punkt Check auswählen.
	Step 8 Selektieren Sie nun in der linken Spalte den New_Job1. Nun können Sie Ihren CPMD-Job an die SR8000 abschicken, indem Sie unter JobPreparation den Punkt Submit anklicken. Das geht natürlich nur, wenn Sie auf der SR8000 bereits einen Account vom LRZ zugewiesen bekommen haben. Siehe: http://www.lrz-muenchen.de/services/compute/hlrb/projectproposal/. Um den Fortgang Ihres Jobs zu überprüfen oder die Ergebnisse anzuschauen, selektieren Sie im Fenster links unten JobMonitoring, dann das LRZ, darin die SR8000, dann Ihren Job und dort schließlich den CPMD Subjob.
	Step 9 Das ergibt etwa das Resultat wie links.

Zusammenfassung:

UNICORE und seine Plugin-Architektur sind sehr probate Werkzeuge, um Anfängern den Einstieg in neue Programmpakete und neue Rechenmaschinen zu erleichtern. Neben dem hier vorgestellten CPMD-Wizard gibt es auch Plugins für Fluent und Gaussian (diese werden wir in einem späteren Artikel vorstellen). Sowohl UNICORE als auch das CPMD-Plugin sind noch in der Entwicklung und waren am LRZ bisher noch nicht im vollen Benutzereinsatz; mehr oder minder große Probleme sind daher zu erwarten. Lassen Sie sich davon bitte nicht abschrecken: wir werden uns bemühen, Sie dabei intensiv zu betreuen und Probleme schnellstmöglich zu beseitigen. Wenn Sie Fragen zu UNICORE, den Plugins oder GRID Computing (siehe http://www.lrz-muenchen.de/services/compute/grid/) im Allgemeinen haben, so wenden Sie sich bitte an den Verfasser dieses Beitrags.

Dr. Helmut Heller
Heller@lrz.de

 

 

Anhang A

Aktuelle Landes-, Campus- und Sammellizenzen am LRZ

Zurzeit können mehrere Software-Produkte für Zwecke der Lehre und Forschung zu günstigen Bedingungen über das LRZ bezogen werden.

Dieser Anhang enthält sowohl eine Kurzbeschreibung dieser Programme als auch eine Übersichtstabelle, die deren Verfügbarkeit an verschiedenen Plattformen zusammenfasst. Landeslizenzen sind gesondert gekennzeichnet. Umfangreiche Produktsammlungen sind kursiv dargestellt.

Weitere Einzelheiten sind unter

http://www.lrz-muenchen.de/services/swbezug/lizenzen

zu finden.

			Plattformen
Produkt/Programm		Landes-Lizenz?	Personal-Computer	Unix- Systeme
ABBYY	Texterkennungssoftware FineReader Pro/Office		Win
Adobe	Verschiedene Software-Produkte der Firma Adobe		Win Mac	nur einige Produkte für verschiedene Unix-Systeme
AFS	verteiltes Dateisystem			X
Autodesk	ACAD-Bau, AutoCAD, Characterstudio, 3D Studio Max, Mechanical Desktop		Win
AVS/Express	Visualisierungssystem	Ja	Win	X
Borland FuLP	Verschiedene Softwareprodukte der Firma Borland		Win DOS
BSD/386	Unix-Implementierung für PC		PC ab 386
Caere	OCR-Software OmniPage Pro (Bezug über Steckenborn e-com GmbH, mit Bezug auf Registrierung des LRZ )		Win
CCSP	Anwender- und System-Software der Firma Compaq			versch. ehem. DEC-Betriebs-Systeme
Corel	Verschiedene Softwarepakete der Firma Corel Draw, Word Perfect Suite u.a.		DOS Win Mac
DIADEM	Programmpaket von National Instruments zur Erfassung, Auswertung und Darstellung von Messdaten.		Win
ERDAS	Rasterbildsoftware		Win	X
ESRI	Geographische Informationssysteme		Win	X
FTN90	Fortran-90-Compiler der Firmen NAG und Salford		DOS Win Linux
Harvard Graphics	Präsentations-Software (Bezug über Steckenborn e-com GmbH, mit Bezug auf Registrierung des LRZ)		Win
IBM-Software	Compiler und weitere Software der Firma IBM			AIX
IDL	Grafik- und Bildverarbeitung		Win Linux Mac	X
LRZ-Grafik	Grafikpaket	Ja	DOS	X
Macromedia	DreamWeaver, Flash, Director u.a. (Bezug über Steckenborn e-com GmbH, mit Bezug auf Registrierung des LRZ)		Win Mac
Maple	Computer-Algebra-System		Win Mac Linux	X
Mathematica	Computer-Algebra-System		Win Mac Linux	X
Micrografx	Verschiedene Produkte aus dem Bereich Grafik	Ja	Win
NAG	Unterprogrammbibliothek in Fortran 77, Fortran 90, C	Ja	Win Linux	X
NetObjects	Fusion, BeanBuilder, ScriptBuilder (Bezug über Steckenborn e-com GmbH, mit Bezug auf Registrierung des LRZ)		Win
Orthograf!	Rechtschreibkonverter von Bertelsmann	Ja	Win
OSF/Motif	Toolkit für Window System X11			X
PC/TCP	TCP/IP für PCs (Bezug über ASKnet)		DOS Win
PC-TeX	Textsatzsystem TeX (incl. LaTeX)		Win
Pro/Engineer	CAD/CAM-3D-Modellierer für den Bereich Maschinenbau	Ja	Win	X
SAS	Statistik-Programmsystem		Win
ScholarPAC	Software und Betriebssystem-Wartung von Sun Microsystems GmbH		X 86 (Solaris für PC)	Solaris
Scientific Word/ Scientific Workplace	Textverarbeitungsprogramm, das intern LaTeX benutzt / mit Maple-Kern		Win
Select	Microsoft-Software aus den Bereichen Anwender-, System- und Server-Software		DOS Win Mac
Sophos Anti-Virus Toolkit	Software zum Schutz gegen Computerviren	Ja	DOS Win OS/2 Mac Netware	X
SPSS	Statistik-Programmsystem		Win Mac
SPSS Science	Statistik-Software-Pakete (AllClear, AMOS, DeltaGraph, Systat, SIGMAStat, SigmaPlot, TableCurve und weitere Produkte)		Win Mac
StarOffice	Office-Paket der Firma Sun		DOS Win Linux Mac OS/2	Solaris Irix
Symantec	PcAnywhere, Norton-Produkte, Anti-Virus u.a. (Bezug über Steckenborn e-com GmbH, mit Bezug auf Registrierung des LRZ)		Win
SYSTAT	Statistik-Programm		Win
Trumpet Winsock	TCP/IP für MS-Windows (mit PPP)		Win 3.X
TUSTEP	System von Textverarbeitungsprogrammen		DOS Win Linux
Varsity	Compiler und weitere Software der Firma SGI			Irix
Veritas	Backup-Exec, WinInstall, RAIDirector u.a. (Bezug über Steckenborn e-com GmbH, mit Bezug auf Registrierung des LRZ)		Win
Vista-eXceed	X-Window-Server für PCs (Bezug über ASKnet GmbH)		Win
World ToolKit	Programmierwerkzeug zur Erstellung von Virtual-Reality-Anwendungen		Win Linux	HP-UX Irix Solaris

X: auf allen gängigen Plattformen der jeweiligen Rubrik verfügbar

Kursiv gedruckt sind die Namen umfangreicher Produktsammlungen

 

Anhang B

Schulungsveranstaltungen im Sommersemester 2002

http://www.lrz-muenchen.de/services/schulung/kurse-ss2002/

Kurskalender April 2002 bis Oktober 2002

http://www.lrz-muenchen.de/services/schulung/kurskalender-ss2002/