Multimedia und Rechentechnik

Übersicht

Als spezielle Ausstattung im Bereich Multimedia und Rechentechnik verfügt die Fakultät für Mathematik und Informatik über:

• CAVE und
• Parallelrechner.

Von zentralen Einrichtungen der Universität werden weiterhin angeboten:

• Multimedia-Ausstattung der Lehrräume (intern, gesichert),
• Multimedia-Angebot des Medienzentrums,
• Computeserver des Universitätsrechenzentrums und
• File- und Backupserver des Universitätsrechenzentrums.

Das Datennetz der Universität (TUBANET) verfügt über einen Anschluss an das G-WIN Hochgeschwindigkeitsnetz (155 Gbit/s). Darüber hinaus wurde für alle stark frequentierten Bereiche der Universität ein WLAN-Netz (TUBAFUN) aufgebaut.

CAVE

Am Institut für Informatik steht mit der X-SITE CAVE ein innovativer Projektionsraum für Forschung und Lehre auf dem Gebiet der Virtuellen Realität zur Verfügung. Mit Hilfe der CAVE können technische Systeme oder komplexe Umgebungen realistisch dargestellt und erkundet werden. So können z.B. Prototypen und Entwürfe neuer Autos schon frühzeitig auf verschiedenste Aspekte wie visuelles Design, Bedienbarkeit und Komfort untersucht werden. Auch Prozesse, die unter normalen Bedingungen nicht für den Menschen einsehbar sind, wie z.B. Verbrennungsprozesse in Hochöfen, können hier visualisiert werden.

Virtuelle Realität in der Lehre

Lehrveranstaltungen zur Virtuellen Realität und verwandten Themen wie 3D-Computergraphik und Mensch-Maschine-Kommunikation sind fester Bestandteil der Informatik-Ausbildung an der TU Bergakademie Freiberg, u.a. in den Studiengängen

• Angewandte Informatik,
• Network Computing,
• Engineering & Computing sowie
• Geoinformatik und Geophysik.

Studierende können die einzigartigen Möglichkeiten der Freiberger CAVE zudem in studienbegleitenden Projekten sowie für Abschlussarbeiten nutzen.

Aber auch eigeninitiative studentische Arbeitsgruppen können mit der CAVE neue Ideen entwickeln und erproben. Ein aktuelles Beispiel ist die AG Spieletechnik.

Ultrahochauflösende Projektion

Die Freiberger CAVE wurde in weltweit einmaliger Bauweise mit ltrahochauflösender Projektion realisiert. Während “konventionelle” CAVEs pro Projektionswand mit Auflösungen von z.B. 1600x1200 Pixeln also ca. 1,9 Megapixeln arbeiten, wird hier jede Seitenwand von 6-12 full HD Projektoren à 1920x1020 Pixeln bestrahlt. Insgesamt ergibt sich so eine Auflösung von ca. 50 Megapixeln: Eine der höchstauflösenden CAVEs weltweit.

Technische Eckdaten

• 2 Seitenwände zu ca. 3mx3m, je 12,4 Megapixel (Rückprojektion)
• 1 Seitenwand zu ca. 6mx3m, 24,8 Megapixel (Rückprojektion)
• Bodenprojektion mit 1,5 Megapixel (Aufprojektion)
• optisches Trackingsystem (12 ART Infrarotkameras), u.a. für Motion Capture
• aktives Stereo

Standort

Die CAVE befindet sich im Erdgeschoss der Humboldt-Baus, Bernhard-von-Cotta-Straße 2, im VR-Labor des Instituts für Informatik.

Weitere Informationen

• X-SITE CAVE-Homepage
• Pressemitteilung

Ansprechpartner

Parallelrechner

Beim Computer-Chipdesign wurden vor einigen Jahren physikalische Grenzen erreicht über die hinweg eine Erhöhung der Taktfrequenz, welche letztlich die Rechengeschwindigkeit eines Prozessors bestimmt, nicht weiter möglich ist. Eine verbleibende Strategie für weitere Beschleunigung ist es, Rechnungen auf mehrere gleichzeitig arbeitende Recheneinheiten zu verteilen, was als Parallelrechnen (engl. “parallel computing”) bezeichnet wird. Parallelrechnen war einst ausschliesslich den teuersten Hochleistungsrechnern der Welt vorbehalten, inzwischen enthält jeder Notebook-Computer zwei oder mehr “Kerne” (engl. “cores”), welche seperate, unabhängig voneinander arbeitende Recheneinheiten darstellen.

So einfach das Konzept des parallelen Rechnens erscheinen mag, so ist die Programmierung eines Parallelrechners deutlich anspruchsvoller als die herkömmlicher Computer (abgesehen von sehr speziellen Anwendungen, die sich einfach in viele unabhängige Teilaufgaben zerlegen lassen, was man gerne als “embarrassingly parallel” bezeichnet).

Im Studiengang Angewandte Mathematik an der TU Bergakademie Freiberg wird den Studierenden neben der Vorlesung “Parallel Computing”, in der theoretische Kenntnisse vermittel werden, im “Praktikum wissenschaftliches Rechnen” die Möglichkeit gegeben, mit einem an der Fakultät vorhandenen Parallelrechner erste Programmiererfahrungen zu sammeln. Es handelt sich hierbei um einen Cluster von acht Knoten mit einem Steuerknoten. Jeder dieser Knoten besitzt 16 GB Hauptspeicher und ist mit jeweils zwei Vierkernprozessoren (2 Quad-Core Intel Xeon 5335, 2.0 GHz) ausgestattet. Die Knoten sind untereinander mit einem Infiniband Kommunikationsnetzwerk verbunden, das einen schnellen Datenaustausch zwischen den Knoten ermöglicht. Bei der Programmierung kommen auch speziell für parallele Anwendungen entwickelte Programmierwerkzeuge wie parallele Debugger, Compiler und Profiler zur Anwendung.

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