Parallel Programing Workshop Online

Allgemeine Beschreibung des Projekts

MPI (Message Passing Interface) ist eine Bibliothek zur Unterstützung der Programmierung paralleler Systeme. Das Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) bietet hierzu regelmäßig einen Präsenzworkshop im Rahmen der Mitarbeiter- und Doktorandenschulung an. Die Folien zusammen mit der Audioinformation wurden im Rahmen eines 100-Online-Projektes ins Web gestellt. Im Rahmen dieses Self-Study-Projektes wird ein Web-Interface zur Bearbeitung der im Kurs gestellten Programmieraufgaben integriert. Dieser Kurs und die Teilnahme an den interaktitven Übungsaufgaben steht allen Interessierten ohne vorherige Registrierung offen.

Link zu den Projektseiten

http://www.hlrs.de/organization/par/par_prog_ws/

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Projektbesonderheiten

Zu jedem Kapitel des MPI-Kurses existieren Übungen in Form von 2 bis 3 Programmieraufgaben, die aufeinander aufbauen und sich im Schwierigkeitsgrad steigern. Da den meisten Online-Kursteilnehmern kein Mehrprozessorrechner zur Verfügung steht, müssen die erstellten Programme auf einem Rechner des HLRS zur Ausführung gebracht werden, was prinzipiell Hackern Tür und Tor öffnet. Um die Sicherheitsrisiken so gering wie möglich zu halten, werden die von den Übungsteilnehmern erstellten Programme vor der Compilierung restriktiven Sicherheitsanalysen unterzogen. Diese stellen sicher, dass sie keine illegalen Codestücke enthalten. Nach dieser Analyse wird der Sourcecode des Benutzers kompiliert und auf dem Parallelrechner ausgeführt. Der Benutzer erhält über das Web-Interface die Ausgabe des Programms zurück (bzw. die Ausgabe der Sicherheitsanalyse oder Fehlermeldungen des Compilers) und kann so seinen Lernfortschritt unmittelbar überpüfen. Damit ist es jedem Self-Study-Kursteilnehmer möglich, sich die grundlegenden Fertigkeiten für die Programmierung von Mehrprozessorarchitekturen anzueignen oder im Präsenzkurs erworbene Kenntnisse zu wiederholen und zu vertiefen. Wie in den meisten Bereichen der anwendungsorientierten Informatik spielt hierbei das learning by doing eine große Rolle.

Stand der Arbeiten und Probleme

Die Folien zusammen mit der Audioinformation können über die Kursseite abgerufen werden, während die Integration der Übungsaufgaben durch die unterschiedliche Konfiguration der Server in einem heterogenen Netzwerk erschwert wurde. Hierbei bereitete besonders der Aufbau eines sicheren Kanals zwischen Web- und Compute-Server mittels ssh einige Schwierigkeiten, da die Aufrufumgebung der Webskripte eine wesentlich andere ist als die im Testbetrieb von der Kommandozeile. Dies wurde umso deutlicher als zum Entwickeln des Web-Interfaces ein anderes Betriebssystem als auf dem Web-Server verwendet wurde und dieser aus Kapazitätsgründen zwischenzeitlich auf einen anderen Rechner migiert werden musste.

Verwendete Werkzeuge

Zusätzlich werden derzeit Multiple-Choice-Tests erstellt. Für diese Aufgabe kommt das Tool MUSE von Kirstin Barbey zum Einsatz. Da es sich hierbei um ein rein deutschsprachiges Tool handelt, während die schriftlichen Kursunterlagen des HLRS in Englisch vorhanden sind, mussten die Hilfestellungen des Tools ins Englische übersetzt werden. Eine Umschaltung der Sprachen zwischen Deutsch und Englisch ist zwar realisiert, aber nur bei der Erstellung eines Tests, nicht aber für den Anwender des Tests. Letzteres ist heute auf vielen Plattformen üblich und wäre auch hier wünschenswert.

[ Zwischenbericht eingereicht von: Dr. Rolf Rabenseifner, Michael Speck, Traugott Streicher, Felix Triebeli, HLRS Abteilung Parallel Computing ]

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