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der Erbauer der ersten deutschen Elektronenrechner

1. Dr Ulrich Schwardmann Neuer Parallelrechne Nehalem Cluster der r bei der GWDG Firma NEC uschwar1 gwdg de 0551 201 1542 42
2. F r den Befehl zyklische Vertauschung wird die notwendige Verschiebung des Inhalts einer gesam ten Spur um eine Zahlenl nge ebenfalls mittels des Verteilers vorgenommen Die Multiplikation mit 10 wird durch Addition der um einen Takt zu der um drei Takte verz gerten Impuls folge erreicht Sie wird z B bei der Konvertierung Dual Dezimal ben tigt Die Durchf hrung der Addition zweier serieller Bit folgen Dualzahlen ist aus Abb 12 ersichtlich Abb 12 Schema des 1 Bit Addierwerkes der G1 Die technische Realisierung mit zehn Elektronen r hren zeigt Abb 13 Abb 13 Schaltplan des 1 Bit Addierwerkes der G1 Auf eine genaue Funktionsbeschreibung soll hier verzichtet werden Die Register Md und Mr Das Multiplikandenregister Md und das Multiplika torregister Mr werden zur Multiplikation Division 1 Zitiert aus H Billing W Hopmann A Sch ter Die G ttinger bandgesteuerte Rechen maschine G1 Jan Feb 1953 in ZAMM GWDG Nachrichten 4 2010 und zum Quadratwurzelziehen ben tigt Beide sind dynamische Register von zwei Zahlenl ngen Umlaufdauer Die Umlaufdauer kann durch eine ein fache elektronische Schaltung auf Befehl hin in Mr um eine Ziffernl nge 1 Bit verl ngert und in Md um eine Ziffernl nge verk rzt werden womit bei jedem Umlauf der Inhalt von Mr mit 2 und der von Md mit z1 multipliziert wird Die Multiplikation Die Multiplikat
3. 6 fol genderweise erreicht Die Befehlstasten der Schreibmaschine werden in der Reihenfolge und 6 gedr ckt und erregen die beiden zugeh rigen Relais blaue und gr ne Linien in Abb 19 Diese bleiben auch nach Loslassen der Tasten bis zur Ausf hrung des Befehls erregt Bei Kommandie rung vom Lochstreifen aus erfolgt die Erregung bei der Relais ber den Entschl sseler Das Relais darf die Addition noch nicht ausl sen da zun chst abgewartet werden muss welcher Speicherinhalt addiert werden soll Die einzige Wirkung des Relais besteht im Beispiel darin dass der Relaiskontakt zwischen Einzelwellengeber Il und Schaltwel lengeber Il eingezeichnet geschlossen und damit die sp ter auszuf hrende Operation festgelegt wird Nach Erregen des Relais 6 laufen folgende Vor g nge ab Der zugeh rige Relaiskontakt der Spur 3 der Kontakt am Eingang des Einzelwellengebers und der Kontakt am Eingang des Schaltwellenge bers I werden geschlossen blaue Linien Der erste Kontakt bewirkt den Aufruf von Spur 3 Der zweite bewirkt dass von einer der n chsten Nullstellungen der Trommel beginnend jedoch fr hestens 1 100 Sekunde nach Kontaktschluss nach dieser Zeit sind auch die beiden anderen Kontakte mit Sicher heit geschlossen f r die Dauer einer vollen Trom melumdrehung Zeit 0O bis 144 blau gezeichnet eine Schaltwelle die Einzelwelle einmalig erzeugt wird Mit einer Schaltwell
4. bzw 77 Symbol l hat mit und ohne Schritt Bitt keine Wirkung seine Beschrei bung lautet Tue nichts gehe weiter Der Sinn die ses Befehls ist folgender Ein versehentlich falsch eingegebenes Zeichen wurde mit der R cktaste des Fernschreibers mit lauter Einsen berschrieben und ein falsch gelochter Befehl konnte auf dem Loch streifen durch lauter L cher in einer Sprosse korri giert werden Das Symbol l steht f r Irrtum Das Kommando siehe Abb 22 unten besteht aus einem Operationsteil von zwei Oktalziffern sechs Dualziffern und einem Adressteil von vier Oktalzif fern zw lf Dualziffern Der Operationsteil ist die Nummer der verdrahteten Operation die vom Kom mando ausgel st wird Der Adressteil kann eine Speicheradresse sein aber auch eine Zahl wie z B bei den Druckbefehlen die Zahl der zu druckenden Ziffern Bedingte Sprungbefehle unkonditioneller Sprung K und konditioneller Sprung Kk erm glichten 31 ein Programm bei einem anderen als dem n chst folgenden Befehl fortzusetzen Der bedingte Sprung konnte vom Vorzeichen der Zahl im Akku mulator vom Vorhandensein einer Kennzeichnung oder von der Stellung eines Schalters am Bedie nungspult abh ngig sein Programmieren einer Bedarfshaltestelle Auch ein gegen ber der G1 v llig neuer Befehl ist L Er dient dazu mittels logischer Maskierung aus einer Zahl einen bestimmten Teil herauszuschnei
5. e Nicht vorschnell auf irgendwelche Links klicken da die sozialen Netzwerke vermehrt f r Phishing Attacken genutzt werden e Sorgfalt bei der Profileinstellung der jeweiligen sozialen Netzwerke Leider erlauben n mlich die Standardeinstellungen allzu oft die Preis gabe von mehr Informationen ber die eigene Person als gew nscht Besonders bei Facebook ist das Thema Profilein stellung von Bedeutung da hier einige Informatio nen wie Interessen Beziehungsstatus sowie Sta tusmeldungen standardm ig f r alle sichtbar sind Es empfiehlt sich somit oben rechts unter Konto gt Privatsph re Einstellungen die Rubrik Profilinfor mationen einer gr ndlichen Durchsicht zu unterzie hen Reimann 4 Heinz Billing der Erbauer der ersten deutschen Elektronenrechner Teil 1 Vorbemerkung Dieser Artikel ist der sechste einer Artikelserie zur Geschichte des Computers in der wesentliche Ent wicklungen der Rechenmaschinentechnik in loser Folge dargestellt werden sollen wobei jeweils m g lichst ein Bezug zu G ttingen und zum Rechnermu seum der GWDG hergestellt wird Bisher erschie nen in zwei Teilen GWDG Nachrichten 7 2009 und 8 2009 eine Beschreibung der Leibniz schen Rechenmaschine einer Staffelwalzen Maschine ausf hrlich erl utert wurden in den GWDG Nach richten 10 2009 die Sprossenrad Rechenmaschi nen und in den GWDG Nachrichten 1 2010 und 2 2010 ging es um den Erfinder des Computers
6. nderung im Motherboard Design dieser Prozes sorserie besteht im Ersatz des Frontside Bus FSB welcher zuvor die Verbindung zwischen Prozessor und Chipsatz herstellte durch den sogenannten QuickPath Interconnect einer Punkt zu Punkt Ver bindung die den Flaschenhals der Northbridge berwindet und technologisch dem Hypertransport von AMD nachempfunden wurde Input Output Hub PCle multiple possible Networking optional E e H I O Controller PCle multiple possible Abb 5 QuickPath Interconnect Das verwendete Board mit dem Intel Tylersburg Chipsatz Intel 5550 unterst tzt den mit 6 4 GHz getakteten QuickPath Interconnect f r die Kommu nikation zwischen den Prozessoren mit einer Daten rate von 51 2 GByte s oder 6 4 Giga Transaktionen pro Sekunde Die Verbindung mit dem Speicher ist ber drei 64 bit breite parallele Kan le realisiert die bei den verwendeten DDR3 Speichermodulen 1 0 66 MHz eine Gesamtdatenrate von 25 6 GByte s erm glichen Insgesamt ist somit pro Prozessor Kern eine Speicherbandbreite von 6 4 GByte s verf gbar Der Anschluss an das Infiniband Netzwerk erfolgt ber ein an PCI Express PCI E x16 Gen2 ange schlossene HCA Host Channel Adapter mit einer theoretische Bandbreite von 20 Gbit s im Bech mark gemessen wurden 12 8 Gbit s 2 3 Nutzungshinweise 2 3 1 Zugang Als Zugangsrechner f r den Nehalem Cluster dient der Rechner gwdu103 auf dem Sie sich aus d
7. Die Schreibk pfe die auch zum Lesen verwendet werden hneln den vom Magnetophonbandger ten her bekannten Schreibmagneten Sie enthalten einen lamellierten ringf rmigen Eisenkern der an der der Trommel zugewandten Seite einen 0 05 mm breiten Schlitz hat Die den Kern umgebende Magnetspule hat 250 Windungen Der Abstand benachbarter Bits auf der Spur ist 2 mm Das erlaubt lediglich vier Zahlen 32 Bit auf einem Trommelumfang zu speichern Einteilung der Spur in vier Quadranten Der Spurabstand betr gt gut 1cm 13 Speicherspuren sind angelegt Die geringe Schreibdichte von 13 2 Bpi ergibt sich aus dem Mindestabstand der starr montierten K pfe von ca 60 um von der Trommeloberfl che und das ein fache Schreibverfahren return to zero wobei dem gesetzten Bit eine Magnetisierungsrichtung zuge ordnet ist und dem Bit Null die entgegengesetzte Ma einheit bei der Kopfmontage war Zigarettenpa pier 2 Bondur ist eine Legierung aus Aluminium Kupfer und Magnesium 3 Bpi Bits per inch GWDG Nachrichten 4 2010 Die Uhr Eine Spur spezieller Art ist ein mit der Trommel fest verbundenes eisernes Zahnrad die Uhr Durch die fest eingravierten Rillen kann mit einem Lesemagnet eine Folge magnetischer Impulse erzeugt werden UBER Spuren D 9 Abb 9 Spureinteilung auf dem Trommels peicher Dynamische Speicher Neben der links angeordneten Uhr befinden sich vier Spu
8. Prof Wall verstorben GW D G Neuer Nehalem Cluster von NEC Nachrichten Datenschutz in sozialen Netzwerken 4 2 0 1 0 Heinz Billing der Erbauer der ersten deutschen Elektronenrechner Gesellschaft f r wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH G ttingen GWDG Nachrichten 4 2010 Inhaltsverzeichnis 1 Professor Dr Dieter Wall verstorben zr2sununnnnen nennen 3 2 Neuer Parallelrechner bei der GWDG Nehalem Cluster der Firma NEC 4 3 Datenschutz in sozialen Netzwerken nurnnennnnnen nn nn nen 9 4 Heinz Billing der Erbauer der ersten deutschen Elektronenrechner Teil 1 9 5 Kurse des Rechenzentrums srrnannnn nn nun 36 6 Betriebsstatistik M rz 2010 znuunuennnenn nennen nn nenn 42 7 Autoren dieser Ausgabe surnsun nenn nun nenn nn nn nn 42 GWDG Nachrichten f r die Benutzerinnen und Benutzer des Rechenzentrums ISSN 0940 4686 33 Jahrgang Ausgabe 4 2010 http www gwdg de gwdg nr Herausgeber Gesellschaft f r wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH G ttingen Am Fa berg 11 37077 G ttingen Redaktion Dr Thomas Otto Tel 0551 201 1828 E Mail Thomas Otto gwag de Herstellung Maria Geraci Tel 0551 201 1804 E Mail Maria Geraci gwdg de Druck GWDG AGH Tel 0551 201 1523 E Mail printservice gwdg de 2 GWDG Nachrichten 4 2010 1 Professor Dr Dieter Wall verstorben Als wir in der GWDG die Nachricht erhalten haben dass P
9. sind mit den Relais verbunden die von den 32 Tasten der Schreibmaschine erregt werden 4 4 8 Das Bedienungspult Alarm o Ding BA Ta Bapo Dar A A B Foig Oure diann Idschen Start A Auf Ein Fia Einzel Eing Abb 18 Das Bedienungspult der G1 Das Bedienungspult enth lt den Ein Aus Schalter der Anlage links unten in Abb 16 die Glimmlam pen zur Anzeige unerw nschter Betriebszust nde der Rechenmaschine und die Schalter f r die Loch streifenleser und den Locher 26 bei leerem Verteiler ge ffnet Einzelwellengeber o o o o HHHH Eing nge 32 Ausg nge rA Abb 19 Schaltskizze der G1 4 4 9 Arbeitsweise der G1 an einem Beispiel Anhand von Abb 19 sollen nun beispielhaft f r die Befehlseingabe 6 die Vorg nge betrachtet wer den die in der Maschine ablaufen Dieser Befehl addiert den Inhalt von Speicher 6 zum Akkumulator Der Akkumulator im Bild gestrichelt umrahmt ist ebenso wie die brigen Register des Rechenwerks ein dynamisches Register doppelter Zahlenl nge Dies besagt dass eine im Akkumulator befindliche Zahl von 72 Dualstellen als Impulszug in dem Kreis uml uft gelbe Linie in Abb 19 der aus dem Addierwerk Eingang 1 dem oberen Invertor Ver st rker lt lt Schreibkopf Teil der umlaufenden Magnettrommel Rechentrommel Lesekopf Ver st rker lt lt lt und wiederum Eingang 1 des Addier werks gebildet ist Im Addierwerk kann eine vo
10. Im Januar 1951 waren die Magnettrommel der Uhr verst rker und ein 12 stufiger Ringz hler f r Sektor und Wortimpulse fertig In Sommer 1951 konnten bereits Ein und Ausgabe mit der Schreibmaschine die Speicherung und die zyklische Vertauschung in Betrieb genommen werden diese Komponenten werden weiter unten im Text beschrieben Dann kamen der Akkumulator mit der Additions und Sub traktionssteuerung hinzu Nachdem auch die Qua dratwurzel per Hardware realisiert war konnten im 2 Aus der im SUPERBRAIN Verlag D sseldorf ver ffentlichten Autobiografie Ein Leben zwi schen Forschung und Praxis Heinz Billing GWDG Nachrichten 4 2010 Februar 1952 erste Proberechnungen noch ohne Lochstreifen durchgef hrt werden Als Ende Mai 1952 die Lochstreifenleser in Betrieb gehen sollten kam es zu gro en Problemen Ein Anruf beim Relaiscomputer Experten Zuse brachte die schockierende Antwort Unsere Relais aus irgendwelchen alten Postbest nden waren absolut ungeeignet Aber auch die Hilfe Aus seinem Relais vorrat f r die Z5 schickte er uns 100 St ck her ber Am 4 Juni fand die interne Generalprobe der G1 statt Alle schon gelochten Programme wurden ber die inzwischen angeschlossenen Lochstreifenleser eingegeben und richtig ausgef hrt 1 Aus Wilhelm Hopmann Anf nge der Compu terentwicklung und Anwendung in Wissen schaft und Forschung Vortrag auf dem 11 DECUS M nchen e V
11. Konrad Zuse und seine Rechner Der vorliegende Artikel ist Heinz Billing gewidmet der in G ttingen den Magnettrommelspeicher erfand und die G ttin ger Rechenmaschinen entwickelte Der Artikel ist in zwei Teile geteilt der zweite Teil folgt in der n ch sten Ausgabe der GWDG Nachrichten GWDG Nachrichten 4 2010 4 1 Von Salzwedel nach Sydney 4 1 1 Kindheit und Schulzeit Heinz Billing wurde am 7 April 1914 in Salzwedel in Sachsen Anhalt geboren Sein Vater war Rektor der M dchenvolksschule in Salzwedel Er wurde im Ersten Weltkrieg nicht Soldat und konnte bei der Familie bleiben Heinz hatte einen Bruder den f nf Jahre lteren Erhard Mit sieben Jahren wurde Heinz im April 1921 einge schult und zwar direkt in die zweite Klasse denn sein Vater hatte ihm bereits Lesen Schreiben und Rechnen beigebracht Er bekam auch gleich den Spitznamen Meister Auf dem humanistischen Gymnasium wo er Latein Griechisch und Englisch lernte machte er 1932 das Abitur 4 1 2 Studium und Beruf Mit dem Ziel Gymnasiallehrer zu werden begann Heinz Billing ein Studium der Mathematik und Phy sik Als Universit tsstandort kam f r mich nur G t tingen in Frage G ttingen war damals die Hoch burg der Mathematik Seine erste Studentenbude in G ttingen vermietete ihm eine strenge Zimmemwirtin die vielerlei Vor schriften machte Schon im n chsten Semester zog er in eine zweite Bude in der B rgerstra e 32a bei Fr
12. Unter der Leitung von Konrad Beyerle mit tatkr fti ger Beihilfe der englischen Besatzungsoffiziere Research Branch mit Sitz in der AVA G ttingen wurde im Mai 1946 ein Institut f r Instrumenten kunde gegr ndet wohl auch um der sehr gro en jetzt verwaisten alten Werkstatt der AVA ein neues Bet tigungsfeld zu verschaffen auch um beson ders qualifizierte Mechaniker und Techniker f r neue Aufgaben zur Verf gung zu haben Billing baute in diesem Institut ein Labor f r Hochfrequenz technik auf Das Institut f r Instrumentenkunde war im Geb ude des einstigen gro en Windkanals der AVA unterge bracht Hier hatte Billing bis 1958 ausreichend Laborraum Die Ausstattung des Institutes war jedoch anfangs erb rmlich einige Verst rkerr hren aus Wehrmachtsbest nden ein paar Messinstru mente f r Strom und Spannung sowie ein kleiner ganz einfacher Kathodenstrahloszillograph Billing bekam Auftr ge von den Instituten die sich in den aufgelassenen Geb uden der AVA niedergelassen hatten Er konnte zwei Mitarbeiter einstellen seinen alten Mitarbeiter Hofmeister von der ehemaligen Schallstation und einen begeisterten Rundfunkbast ler und Funkamateur Liebermann 4 1 6 Magnetophonspeicher Im Sp tsommer 1947 bereiste eine Gruppe engli scher Computerfachleute aus dem National Physi cal Laboratory NPL in Teddington wo man gerade mit der Entwicklung des Elektronenrechners ACE 1 FIAT Review of german
13. den 4 9 4 Das Kommandoger t Eine neue Baugruppe ist das Kommandoger t Zur Ausf hrung eines Befehls sind im Allgemeinen zwei Speicher aufzurufen Auf das Lesen des Komman dospeichers K in Abb 23 folgt das Auslesen einer Zelle des Zahlenspeichers Z in Abb 23 Das Kommandoger t ist so aufgebaut dass ein neuer Befehl bereits gelesen werden kann w h rend der vorhergehende noch ausgef hrt wird Abb 23 Das Organisationsschema der G2 Arbeitsweise des Kommandoger ts a Normaler Befehlsgang d h Befehlsabfolge siehe Abb 24 Der Kommandospeicherw hler enth lt die Spei cheradresse des jeweils n chsten Befehls Es han delt sich dabei um einen zw lfstufigen Untersetzer bei dem sechs Stufen zur Spurwahl und sechs Stu fen zur Sektorwahl dienen Der Spurteil wird auf den Kommandospurw hler bertragen der die Spur schalter bet tigt Die Sektorwahl erfolgt durch den Kommandosektorw hler der den Leseverst rker LK bzw den Schreibverst rker SK dann ffnet wenn Koinzidenz herrscht zwischen dem Sektorteil des Kommandospeicherw hlers und einem Unter setzer l der am Ende eines jeden Halbsektors um eine Stufe weiterspringt Das aus der so gew hlten Kommancospeicherzelle auslaufende Kommando wird in einem statischen aus Flip Flops bestehen den Register Ri abgesetzt RI hat 6 Bit f r die Spur 5 bzw 6 Bits f r den Sektor und 5 Bits f r die Operation f
14. f r Laufereien Zeitverluste M hen und Schwei denn die Sonne wollte uns in diesen Tagen einen Vorge schmack von Afrika geben Und dann die tausend Kleinigkei ten die man so leicht vergi t und die so wichtig sind Und das Packen Immer wieder auf das N tigste redu zieren Trotzdem h ufen sich noch Zelte Schlafs cke Wassertanks Luft matratzen Kocht pfe Geschirr Kar ten Aber endlich kam die letzte Nacht Fr h ins Bett lautete die Parole Pustekuchen Es wurde nat rlich doch 1 41 Uhr nachts bis alles fertig war G 1 das G ttinger Rechenwunder Amerikas Vorsprung wird aufgeholt Von Alfred P llmann Die erste Elektronen Rechen maschine auf dem europ ischen Festland ist in den G ttinger Mar Planck Instituten fertiggestellt Die ses Wunderwerk der Physik wurde von Dr Heinz Billing in Zu sammenarbeit mit Diplomphysiker Hopmann und Dr Arnulf Schl ter unter der Gesamtver antwortung des Astrophyusikers Prof Ludwig Biermann ent wickelt und k rzlich auf einer Mathematikertagung in Braun schweig zum ersten Male der Fach welt vorgestellt Die Entwicklung der modernen Roboter begann mit einer Schild kr te Wenn man sie mit hellem Licht anstrahlte verkroch sie sich unter dem Sofa wurde hingegen die T r ge ffnet dann enteilte das mechanische Tierchen in die K che weil dort eine h here Temperatur herrschte Diese technische Spielerei wurde zum Vorl ufer jener ame rik
15. festes Komma hinter der dritten Dualstelle Befehle e Anzahl 32 davon 22 eigentliche Befehle Einadressbefehle e Befehlseingabe 32 Befehle durch 32 Schreib maschinentasten eingebbar e Befehlssteuerung Lochstreifen Schreibma schine e LS Abtaster liest erst nach Ausf hrung eines Befehls den n chsten Trommelspeicher e nur zur Speicherung der Operanden 3 000 Umdrehungen min 28 Folgefrequenz 8 000 Bit sec e Schreibdichte ca 5 Bit pro cm e Kapazit t 26 Zahlen e Spurenzahl 13 e L nge 20 cm e Durchmesser 8 cm Rechenzeiten ohne mit Zugriffszeit e Addition 5 280 420 msec e Multiplikation 320 450 590 msec e Division 320 450 590 msec Mittlere Operationsgeschwindigkeit e 2 3 0Op sec Ein Ausgabe 4 Lochstreifenabtaster 7 Z sec Telex Leseger te der Fa Lorenz e 1 Lochstreifenstanzer 8 Z sec e 1 Schreibmaschine 8 Z sec Zifferneingabe Mercedes Electra Lochstreifen Programmeingabe e Lochstreifen Bauelemente 476 R hrendioden e 101 Relais 4 6 Betrieb der G1 Betriebszeit In ihrer Lebenszeit war die G1 insgesamt 33 946 Stunden in Betrieb d h im Mittel 16 5 Stunden pro Tag Anfangs waren es nur 300 bis 400 Betriebsstunden im Monat ab Herbst 1953 jedoch ca 700 Betriebs stunden im Monat von 720 berhaupt m glichen Die n tzliche Rechenzeit lag im Mittel in der N he von 82 dieser Betriebszeiten W hrend man bi
16. lator aufgebaut wird Der Fernschreiber wird auch zum Ausdrucken von Zahlen benutzt Da dieser Vorgang verh ltnism ig langsam ist wird die auszugebende Zahl zuerst im Akkumulator durch fortlaufende Zehner Multiplika tion in eine dual verschl sselte Dezimalzahl umge wandelt und dann in ein dynamisches Register das Ausgaberegister berf hrt W hrend das Ausdruk ken von diesem aus erfolgt kann die Maschine wei terrechnen 4 9 9 Das Bedienungspult Das Bedienungspult der Anlage bietet unter ande rem die M glichkeit mit der Taste Speichern s mt liche Registerinhalte in Spur Null der Magnettrom mel abzuspeichern Mit der Taste Alter Zustand werden diese Informationen wieder in die entspre chenden Register zur ckgeschrieben Abb 25 Die G2 im Max Planck Institut f r Physik links das Bedienungspult 4 10 Daten der G2 Arbeitsweise e seriell Taktfrequenz 92 kHz 1 Indexregister Informationsdarstellung e Wortl nge 50 Bits dazu Vorzeichenstelle Kon trollziffer Markierung e Zahlensystem dual e Zahlenbereich x lt 8 festes Komma hinter der dritten Dualstelle Befehle e Anzahl 32 Einadressbefehle 34 L nge 18 Bits 2 Befehle pro Wort Befehlssteuerung von der Trommel W hrend der Ausf hrung eines Befehls wird der n chste von der Trommel gelesen e Indexregister zur Adressmodifikation Trommelspeicher schon vor 1950 begonnen 3 000
17. sie eine Zahl speichern soll Die angeschlagenen Buch slaben und Zahlen erscheinen auf einem eingespannten Blatt Papier Alles ist wie bei einer Sew hnlichen Schreibmaschine Die Tastatur setzt sich aber erst von selbst in Bewegung wenn die Taste D Befehl Drucke angeschlagen wird Zus tzlich Mu angegeben werden aus welchem Speicher das Ergebnis gew nscht wird Dann schreibt die Maschine automatisch die in diesem Speicher aulbewahrte Zahl nieder Am 4 Juni dem Tag der Hauptprobe f r G 1 setzte sich Mitkonstrukteur Wil helm Hopmann an die Schreibmaschine nd schlug f r eine Kontrollrechnung uach Cinander die Ziffern 1 bis 7 und den Buch Slaben p positiv an Auf dem Papier erschien also die Zahl 1234567p N chster Befchl ber Schreibmaschine Multipli ziore mit 538476 Resultat auf Speicher 9 Aufbewahren Dividiere Zahl in Speicher Y durch 538476 Resultat in Speicher 6 Drucke Zahl in Speicher 8 Die Tasta f r schrieb von selbst die Zahl 1234567p nieder Die Kontrollrechnung war aulge gangen F r die eigentliche Arbeit etwa die Be rechnung des Weges von atomaren Teil aen oder die Aufslellung von mathema tischen Reihen k nnen die Befehle in Lochstreifen eingestanzt werden Bei Flug bahnen werden zum Beispiel immer wie der die gleichen Kommandos in der Rech Nung verwendet Die Kommandofolge wird dann einmal in einen Lochstreifen eingestanzl der Streifen an den Enden zusamm
18. ulein Mann die ihn bemutterte Trotzdem wech selte Heinz Billing im Fr hjahr 1933 nach dem zwei ten Semester nach M nchen Im Herbst 1934 zu Beginn des sechsten Semesters trat er in das Phy sikalische Institut der Universit t M nchen mit dem Ziel der Promotion ein Bei seiner Doktorarbeit an der Universit t M nchen gl ckte ihm 1938 der von Albert Einstein 1879 1955 vorgeschlagene Spiegeldrehversuch zur Kl rung des Dualismus Welle Korpuskel beim Licht Nach zehnsemestrigem Studium bewarb sich Heinz Billing unter anderem bei der Aerodynamischen Versuchsanstalt AVA in G ttingen um bei der Arbeit in einem r stungsnahen Betrieb dem Wehr dienst zu entgehen Die AVA war verbunden mit dem Kaiser Wilhelm Institut f r Str mungsfor schung welches von Ludwig Prandtl 1875 1953 geleitet wurde der am Anfang des 20 Jahrhunderts die Grundlagen der Str mungsforschung geschaf fen hatte Billing kam in das Institut f r Instation re Aerodynamik von Hans Georg K ner 1 Aus der im SUPERBRAIN Verlag D sseldorf ver ffentlichten Autobiografie Ein Leben zwi schen Forschung und Praxis Heinz Billing 4 1 3 Zweiter Weltkrieg Im November 1938 wurde Heinz Billing dann doch zum Wehrdienst einberufen und zwar zu einem Scheinwerferregiment nach Wolfenb ttel Nach Kriegsbeginn wurde dieses Regiment am S drand von Hannover eingesetzt Weihnachten 1939 wurde die Einheit nach Sylt verlegt um den Hindenburg Da
19. wurde Unmittelbar nach dem Studium trat er als wissen schaftlicher Assistent in die Abteilung f r wissen schaftliche Datenverarbeitung der Max Planck Gesellschaft ein und schloss diese Zeit im Jahr 1968 ab mit einer Promotion zum Doktor der Land bauwissenschaften zum Thema Untersuchungen ber den genetischen Fortschritt an Material aus der westf lischen Rotbunt und Schwarzbuntzucht Im Anschluss daran wurde er Betriebsleiter in der Abteilung f r wissenschaftliche Datenverarbeitung der Max Planck Gesellschaft und war auch mit den technischen und organisatorischen Vorbereitungen f r die Gesellschaft f r wissenschaftliche Datenver arbeitung mbH G ttingen also die GWDG betraut die ja dann Mitte 1970 durch die MPG und das Land Niedersachsen gegr ndet wurde Er wurde dort anf nglich zum Leiter des Rechenzentrums und Prokurist und sp ter im Jahr 1976 zum wissen schaftlichen Gesch ftsf hrer bestellt In den folgen den mehr als 20 Jahren bis zu seiner Pensionierung Mitte 1997 hat er die GWDG entscheidend gestaltet und gepr gt Besonders hervorzuheben ist dass unter seiner Leitung die GWDG den Weg vom Rechenzentrum zum IT Kompetenzzentrum und IT Dienstleister f r Forschung und Lehre sehr fr h gegangen ist und dabei auch eine f hrende Rolle in Deutschland eingenommen hat Sein berufliches Wirken beschr nkte sich aber selbstverst ndlich nicht nur auf G ttingen So hat er in vielen Kommissionen Fachgesellsch
20. zehn Stellen 32 Bits abgerundet Der Verteiler Der Verteiler ist das Bindeglied zwischen statischem Speicher und Rechenwerk Er ist der vierte dynami sche Speicher und wird auch f r die Umwandlung zwischen den Zahlensystemen Dezimal und Dual system bei der Ein und Ausgabe ben tigt Schreibmagnet L sch magnet Lesemagnet m a P Lesemagnet Additions Verst rker Abb 11 Dynamischer Speicher hier der Akkumulator Bei der Addition vom statischen Speicher zum Akkumulator m ssen gleichwertige Ziffernpositio nen Dualstellen der beiden zu addierenden Impulsz ge zu gleicher Zeit an den beiden Eing n gen des Addierger tes zusammentreffen Da der Ziffernzug im Akkumulator mit der Periode von zwei Zahlenl ngen uml uft die vier in einer Spur des sta tischen Speichers untergebrachten Zahlen aber nur eine Dauer von einer Zahlenl nge haben ergibt sich die Notwendigkeit aus dem 1 und 3 Quadran ten des statischen Speichers entnommene Ziffern z ge vor Addition zum Akkumulator um eine volle Zahlenl nge zu verz gern Diesem Zweck dient der Verteiler in Abb 11 d V in dem der von L1 nach S geschlossene Kreis genau die Umlaufdauer einer Zahlenl nge hat Auch bei der R ckf hrung einer Zahl vom Akkumu lator zum Zahlenspeicher wie bei einer Uberf hrung vom Zahlenspeicher zum Md bzw Mr Register 22 ergibt sich die gleiche Notwendigkeit der Verschie bung um eine Zahlenl nge
21. A gt lt z gt M gt lt A gt lt 2 lt M lt A 202 IQIILILI wv Drucke die Zahl lt z gt Drucke und Toche die Zahl gt 1 hiernach soll Befehl 4 oder 5 folgen Abb 15 Operationen mit gespeicherten Zahlen lt A gt ist Inhalt des Akkumulators lt M gt ist Inhalt des Multiplikandenregisters und lt z gt ist Inhalt der Speicherzelle z GWDG Nachrichten 4 2010 Andere Operationen Nr Befehl 0 lt A Y Y lt 4A gt h Ay 2 _ 46 Yklische Vertauschung lt a0 gt u lt aly a2 lt a2 gt a 3 Lady a0 b d entsprechend Ba Bb Be Bd entsprechend F Lochband halt I berlochen einer Fehllochung und L schung eines Vorbefehls 1 hiernach soll Befehl 4 oder 5 folgen Abb 16 Andere Operationen Befehl 13 a b c oder d ist die zyklische Ver tauschung der vier Zahlen aus Spur a b c oder d die das Programmieren iterativer Verfahren erheb lich vereinfacht Er ersetzt teilweise die bei spei cherprogrammierten Maschinen gegebene M glich keit w hrend der Rechnung Adressen in den Befehlen zu ver ndern Mit Befehl 14 Ba Bb Bc oder Bd werden die Lochstreifenleser a bis d gestartet Wird ein Leser mit einem nur Zahlen enthaltenen Lochstreifen gestartet wird die n chste Zahl eingelesen Durch einen vorher eingestellten Schalter am Bedienungs pult siehe Abb 18 wird mit dem Abtasten des Vo
22. Familie in eine Dienstwohnung der AVA in der Hugo Junkers Stra e 7 um 4 1 4 Kriegsende Am 7 April 1945 erreichten amerikanische Truppen den Rand von G ttingen und marschierten am 8 April in die Stadt ein Die AVA wurde besetzt und vor den ehemaligen Mitarbeitern verschlossen Erst im Herbst 1945 wurden die Tore der AVA f r einen kleinen Teil der Mitarbeiter darunter Heinz Bil ling wieder ge ffnet Der britischen Research Branch mit Sitz in der AVA G ttingen ging es um eine Auswertung technischer und wissenschaftli cher deutscher Arbeiten w hrend des Krieges Man bekam die Aufgabe ber Ergebnisse der Kriegsar beiten in aller Ruhe und Ausf hrlichkeit Berichte zu GWDG Nachrichten 4 2010 schreiben Erw nscht waren auch Ausarbeitungen unfertiger Gedanken Experimentelle Weiterf hrun gen waren nicht m glich da die Windkan le und Labore geschlossen blieben Das Geschriebene wurde ins Englische bersetzt und wurde zum FIAT Bericht Der deutsche Originaltext verblieb dem Verfasser Ende 1945 demontierte man die gro en Windka n le und die Wissenschaftler der AVA zerstreuten sich bis auf wenige Ausnahmen in alle Welt 4 1 5 Neubeginn In der Bunsenstra e 10 lie en sich die Kaiser Wil helm Gesellschaft mit Max Planck und Otto Hahn das Institut f r Physik mit Werner Heisenberg Max v Laue und Carl Friedrich von Weizs cker und das Institut f r Hirnforschung mit Alois Eduard Kornm l ler nieder
23. Magnettrommel f r 192 zwanzigstellige Dualzahlen einschlie lich der not wendigen Synchronisierungseinrichtungen f r die Umlaufregister Im Juli war das Prinzip der geplan ten Numerischen Rechenmaschine mit Magneto phonspeicher zur Ver ffentlichung in der Zeitschrift ZAMM eingereicht Sie erschien im Januar 1949 Am Ende der Ver ffentlichung werden am Beispiel der gew hnlichen Schr dingergleichung Y F x Y T x 0 die Anforderungen an die Rechenmaschine erl utert F x und T x sind numerisch vorgegebene Funktionen Kommandie rung erfolgt nicht vom Speicher sondern vom Loch band her welches f r die hier ben tigte Befehls schleife ringf rmig zusammengeklebt werden kann Auch die f r jeden Integrationsschritt notwendige Adressenumrechnung wird bereits behandelt 4 1 7 Das Projekt droht zu scheitern Auf einer GAMM Tagung 1948 hielt Heinz Billing einen ersten Vortrag ber seine Numerische Rechenmaschine mit Magnetophonspeicher Anschlie end begann aber das Projekt zu schei tern Mit der W hrungsreform am 21 Juni 1948 wurde der Etat des Instituts f r Instrumentenkunde drastisch gek rzt K ndigungen wurden angek n digt und die Gehaltszahlung unsicher Seine zwei Mitarbeiter Hofmeister und Liebermann verschwan den nach Argentinien Am 29 Juli 1948 bergab Heinz Billing eine Akte zur Kenntnis der Max Planck Gesellschft MPG mit dem dataillierten Vorschlag in 33 Wochen mit einem Aufwand von 9 07
24. Radio r hren um eine zehnstellige Zahl im icher d hinis zu behalten Sein Zahlenspeicher reicht nur f r 20 Zahlen aus G 1 brau len Insgesamt nur 470 R hren um 26 Zah speichern zu k nnen G 2 soll sich ver z 1953 fertiggestellt ist mit seinen ties send ven sogar ber 2000 Z8 merken 2 chers Die einfachste Art des Zahlenspel f r Elecktronen Gehlme sind Jochte nach dem Hollerith Syatem oder 9 Ried B nder Die Maschine stanzt unters uf St nden in das Papier und tastet die A der ab 1946 wurde in den USA ein neuer Kog plizlerterer Zahlenspeicher gebaut E einer wandelte die elektrischen Impulse eten von den Elektronenr hren erre schall Zahl an einer Quorzplatie in ee eine wellen Der Ultraschall durchlief dann Trde geschlossene Quecksilberr hre un am anderen Ende durch einen Quarz in elektrischen Sirom zur wandelt Der Strom wurde wie den ersten Quarz geleitet In verwandelt und so setzte sich lauf fort bis die Zahl f r die nung gebraucht wurde magen Die Maschine spricht gewisser haren ie gew nschte Zahl mit unh in Schallwellen Immer wieder vor damit sie sie nicht vergift usa Andere Forscher vor allem In den ner und in Deutschland sind aber O7 perten billigeren Aufzeichnung der Bespen Dr Zahlen geblieben 1949 ver ffentlihz n Billing sein Verfahren nach dem AS auf len auf einer Magnetophon Tromme fige bew hrt werden Etwa gleichzeitig Yont in den USA das g
25. Science 1939 1946 Applied Mathematics 2 Billing verzichtet leider in seinen Texten dar auf auch die Vornamen seiner Mitarbeiter zu nennen begonnen hatte darunter Alan M Turing John R Womersley und Arthur Porter die britische Besat zungszone Deutschlands um das Computerwissen der deutschen Fachleute abzusch pfen Geladen zu der in Form eines Kolloquiums stattfin denden Befragung durch die Engl nder waren auf deutscher Seite u a Konrad Zuse Relaisrechner seit 1939 Alwin Walther TH Darmstadt Differenti algleichungsmaschine ab 1941 und Helmut Schreyer R hrenversuchsmodell ab 1941 Das nachfolgende Gespr ch zwischen Billing und Womersley gab Billing den entscheidenden Impuls zur Entwicklung von Rechenmaschinen Womers ley berichtete von den englischen Pl nen zur Auto matic Calculating Engine ACE eines bin ren schnellen seriellen elektronischen Rechenautoma ten mit Verz gerungsspeicher Dass die Verz ge rungseinrichtung eine mit Quecksilber gef llte R hre ist in der Ziffernimpulse als Schallimpulse entlanglaufen erfuhr Billing nicht von ihm Auch ein bin res Additionswerk beschrieb ihm Womersley Heinz Billing begann im Januar 1948 Versuche mit einem mit Tonband beklebtem Metallzylinder Im Sommer 1948 wurde die Versuchsanordnung f r 192 zwanzigstellige Dualzahlen einschlie lich der notwendigen Synchronisierungseinrichtungen f r das Umlaufregister fertig ein erster Schritt zu eine
26. Speicherzellen sind ber 64 Spuren gleichm ig verteilt Eine Spur ist unterteilt in 32 Sektoren in denen jeweils eine Zahl mit Vorzeichen oder zwei Befehle gespeichert werden k nnen Ins gesamt betr gt die Speicherkapazit t der Trommel also 2 048 W rter von denen ein beliebiger Teil f r jeweils zwei Kommandos verwendet werden kann Die Spuren werden entweder als Zahlspur Teil des Zahlspeichers Z oder als Kommandospur Teil des Kommandospeichers K geschaltet Dies geschieht mittels zweier Kippschalter ber die jede Spur auf der R ckseite des Maschinengestells ver f gt Mittels der Kippschalter an der Vorderseite des Maschinengestells k nnen die Spuren auf nur les bar geschaltet werden um Programme vor verse hentlichem berschreiben zu bewahren hnlich wie bei der G1 wird die Maschine von der Speichertrommel her synchronisiert Ein Einzelim puls charakterisiert die Nullstellung der Trommel dieser bestimmt den Zeitpunkt Null von dem ab die Sektoren abgez hlt werden Die Ausf hrung aller Befehle beginnt grunds tzlich zum Zeitpunkt Null Einteilung der Trommel e Spuren 0 und 1 Befehlsfolgen zur Ausf hrung der Lochstreifenbefehle e Spur 2 Lochstreifenbefehle und Kommandofol gen zum Drucken von Zahlen und Kommandos e Spur 3 bis 62 Zahlen und Kommandospeicher e Spur 63 Lochstreifenbefehle und Konstanten Die Spuren 0 1 und 63 sind generell schreibge sch tzt die anderen
27. Spuren k nnen mit Hilfe von Kippschaltern an der Vorderseite des Maschinenge stells gruppenweise abgeschaltet werden GWDG Nachrichten 4 2010 4 9 6 Die dynamischen Register Die G2 hat wie die G1 dynamische Register das sind Spuren auf der Trommel welche dauernd gele sen und neu beschrieben werden Dynamische Register sind e der Akkumulator Akk das Hauptrechenregi ster in das addiert subtrahiert und mit Poten zen von 2 multipliziert werden kann durch Verschieben um entsprechendee Anzahlen von Dualstellen Im Akkumulator entsteht das Ergebnis einer Multiplikation bei einer Division enth lt er vor der Rechnung den Z hler und schlie lich das Ergebnis der Division das Multiplikatorregister Mr das Multiplikandenregister Md das auch die Funktion des Verteilers der G1 als Koppelregi ster zum Zahlenspeicher bernimmt e das Ausgaberegister in welches eine Zahl gebracht wird die gedruckt oder gelocht werden soll In ihm wird sie ins Dezimalsystem konver tiert und jede Ziffer als Tetrade dargestellt Diese vier Register haben je eine L nge von 100 Dualstellen Damit k nnen Produkte 50 stelliger Dualzahlen in voller Genauigkeit addiert werden Auch ist das Rechnen mit doppelter Genauigkeit leicht zu programmieren und 27 stellige Dezimal zahlen k nnen gedruckt werden Das Transferregister Tr durchlaufen alle Zah len und Befehle auf dem Weg in ihre Speicher zelle Dadurch k nnen dies
28. Umdrehungen min e Kapazit t 2 048 W rter 50 1 Bits e Spurenzahl 64 e Schreibdichte ca 18 Bit pro cm Rechenzeiten FK ohne mit Zugriffszeit Addition 0 6 20 msec e Multiplikation 80 100 msec Division 80 100 msec Mittlere Operationsgeschwindigkeit e 20 30 Op sec Ein Ausgabe Lochstreifenleser 200 Z sec Fernschreiber 7 Z sec Bauelemente e ca 1 200 R hren Philips Doppeltriode E90CC e Germaniumdioden 4 11 Betrieb der G2 Die G2 wurde im Januar 1955 im Max Planck Insti tut f r Physik installiert Im ersten Betriebsjahr berei tete die G2 noch einigen technischen Kummer Anfangs lag die mittlere Zeit zwischen zwei Fehlern sogar unter zwei Stunden Betriebszeit Im ersten Betriebsjahr 1955 leistete die G2 nur eine n tzliche Rechenzeit von 37 Sie war im MPI f r Physik insgesamt 36 076 Stunden in Betrieb d h 15 2 Stunden pro Tag im Mittel Gemittelt ber ihre gesamte Lebenszeit bis Mitte des Jahres 1961 brachte sie es auf eine n tzliche Rechenzeit von 78 Die Ausfallzeit betrug 5 Lebenszeit Die G2 wurde vom 01 01 1955 bis zum 30 06 1961 im Max Planck Institut f r Physik genutzt Die G2 war der erste deutsche speicherprogram mierte Computer mit internem Programm GWDG Nachrichten 4 2010 Ein vergleichbarer Rechner war der ab Dezember 1954 in den USA produzierte Magnettrommelrech ner IBM 650 der etwa 2 000 Elektronenr hren hatte und hnlich
29. Unsere G ttinger Maschine ist ja ohnehin nur als Modell gedacht Wenn ich nach einem Jahr zur ckkommen sollte hoffe ich Ihnen eine noch wesentlich bessere Maschine hinstellen zu k nnen als wir sie bisher geplant hatten bei nicht wesentlich gr erem Aufwand In G ttingen setzte sich nun Ludwig Biermann f r die zu bauende Rechenmaschine ein Biermann glaubte an die Zukunft der Digitalrechner und ver st ndigte sich mit Werner Heisenberg Schon in den ersten Monaten seiner Australienzeit erhielt Billing einen von Heisenberg unterzeichne ten Brief mit dem Angebot in G ttingen unter wesentlich verbesserten Arbeitsbedingungen f r das Max Planck Institut f r Physik und Astrophysik Rechenautomaten auf Grundlage der hinterlasse nen Pl ne zu bauen Er w rde Leiter einer von ihm zusammen zu stellenden Gruppe Formal bliebe er in seinem alten Institut f r Instrumentenkunde Die vorgesehene finanzielle Ausstattung erschien aus reichend und in den anschlie enden brieflichen Ver handlungen wurde ihm dann noch die Trennung sei nes Etats von dem des Instituts f r Instrumenten kunde zugesagt Kurz vor Weihnachten gab Billing seine endg ltige Zusage und kehrte nach G ttingen zur ck f nf Wochen per Schiff mit Zwischensta tion in London Die R ckkehr fiel Heinz Billing nicht schwer denn schon kurz nach seiner Ankunft in Sydney er ffnete ihm Myers da sein Plan eine elektronische Rechenmaschine zu bauen vorer
30. ein Addierger t enth lt nach RI l uft Die im Schrittregister befindliche Zahl wird zu der im Kommando enthaltenen Speicheradresse addiert Zum Ver ndern der Zahl im Schrittregister besteht eine Verbindung zum Akkumulator Befehle die ber das Schrittregister laufen erhalten zur Kennzeichnung einen Strich indiziert So bedeutet z B 301 addiere Zahl aus Speicherzelle 301 wogegen 301 bedeutet addiere Zahl aus Spei cherzelle 301 plus der Zahl im Schrittregister blicherweise wird mit dem beschriebenen Mecha nismus der Adressteil eines Befehls ver ndert Es ist aber auch m glich den Befehl selber zu ver n 32 dern Die Ver nderung des Befehls betrifft jedoch nur die aktuelle Ausf hrung des Befehls im Kom mandospeicher bleibt der Befehl in seiner urspr ng lichen Form erhalten c Unkonditioneller und konditioneller Sprungbe fehl K und Kk Der Befehl K bewirkt dass der normale Befehlsab lauf unterbrochen wird Enth lt der in Speicherzelle n befindliche Befehl die Operation K und die Speicheradresse r so wird als n chstes nicht aus Speicherzelle n 1 sondern aus Speicherzelle r der n chste Befehl geholt Beim konditionellen Sprungbefehl geschieht selbiges nur wenn der Akkumulatorinhalt ein negatives Vorzeichen hat 4 9 5 Der Magnettrommelspeicher Die Speichertrommel hat einen Durchmesser von 300 mm und rotiert mit 3 000 Umdrehungen pro Minute Die
31. hungsort als G 1 bezeichnet wird liegt an sich das gleiche Prinzip zu grunde nach dem alle elektronischen Rechenmaschinen der Welt arbeiten sie besteht aus einer sogenannten Recheneinheit mit der multipliziert und dividiert subtrahiert addiert und die Wurzel gezogen werden kann sie besitzt ferner die beraus wichtigen Zahlenspeicher sowie schlie lich eine Kommandostation die automatisch angibt welche Rechenoperation jeweils durchgef hrt werden soll In der Geschwindigkeit freilich kann es die G 1 mit der ENIAC noch nicht aufnehmen daf r ist sie wesentlich einfacher konstru iert braucht insgesamt nur 476 R h ren kann 26 Zahlen speichern und arbeitet au erdem zuverl ssiger Im Gegensatz zur ENIAC verwen det die G 1 n mlich keine Elek tronenr hren zur Aufbewahrung der errechneten Zwischenwerte sondern eine Magnetophontrommel von neun Zentimeter Durchmesser und zwan zig Zentimeter L nge Diese Trom mel nach den Worten von Dr Bil ling etwa einem Magnetophonbarid vergleichbar auf dem eine Sympho nie aufbewahrt wird rotiert mit 50 Umdrehungen pro Sekunde an den verschiedenen Schreib und Lesek pfen vorbei wo sie ihre Zahlenimpulse empf ngt Sie ist im stande 26 zehnstellige Dezimalzah len aufzunehmen und erm glicht dem Wissenschaftler sehr umfang reiche Ausrechnungen Nach diesem Prinzip lassen sich bereits heute sieben Rechenoperationen in der Se kunde durchf hren Der Anwendungsbereic
32. ihrem v lligen Ausfall bemerkt Die G1 wurde von Karl Heinz Gundlach und Her mann Ohlmann gewartet 4 7 Die G1 im MPI f r Physik Im September 1952 begann der Transport der G1 ber den Hof zum Max Planck Institut f r Physik Dazu mussten die vielen Verbindungsleitungen zwi schen ihren vier Gestellen auseinandergel tet wer den Auch der schwere Maschinensatz wurde ber f hrt Es dauerte einige Wochen bis sie wieder lief Ab dem 1 November 1952 war die G1 im regelm Bigen Zweischichtenbetrieb von Montag bis Freitag t glich f r die Arbeiten der astrophysikalischen Rechengruppe in Betrieb Au erhalb dieser Zeit stand sie f r sonstige Rechnungen des Instituts zur Verf gung sie lief also rund um die Uhr Durch schnittlich rechnete die Rechengruppe monatlich 300 Stunden andere Benutzer 100 Stunden In den ersten f nf Monaten entfielen auf 2 100 Betriebs stunden rund 400 Ausfall und Wartungsstunden 29 Die G1 ist der erste deutsche elektronische Compu ter 4 7 1 Bedingter Sprungbefehl Im Herbst 1953 wurde noch ein bedingter Befehl in die G1 eingebaut der die M glichkeit gab den Gang der Rechenoperationen je nach dem Vorzei chen der Zahl im Akkumulator zu beeinflussen 4 7 2 Arbeitsweise der G1 Es konnte immer nur ein Benutzer rechnen dieser musste zur berwachung dabei sein Am Ansprin gen der Lochstreifenleser sah er welches Unterpro gramm gerade in Betrieb war Die ausgedruckten Zwische
33. niederl ndischen Oper aufgef hrt N TECHNIK ELEKTRONEN GEHIRN F r Intellektuelle Arbeit is der Bundes y A vember die Da ei Im aan Me durfte er als erster Besucher In dus bis dal Blicken geh lete Zimmer en dem die gehelmnisvollen Apparate G 1 und G 2 gebaut wurden Am 4 Juni mu te G 1 sein Examen ablegen und zwei Tage sp ter erz hlte Dr Heinz Billing auf der Braunschweiger Malhematikertagung den Phy Fachleuten wle die Ger te arbeiten Q G ttingen 1 und bilden ersten elekteniichen a dla maschinen in Deutschland durch Ihre Vor g nger in den USA unte amen Elektronengehirno he Du regung zum Bau enttiahm Dr Heinz Bil an elektronischen Rechen bekannt Die A arbeiten scheinen wie dle Nervenzeiten Jm menschlichen Gehirn einen Zahlenspeicher eine Art Ge d chtnis und ein Kommando Organ das die vorge schriebenen Arbeiten selbstt tig steuert Der Vorzug der eleklronischen Rechen automaten gegen ber den schon vorher bek nnten Relalsmaschinen war augen f llig Mark I eine amerikanische Relaig maschine vom Baujahr 1944 brauchte f r eine Multiplikation 8 Sekunden die sp ter hergestellte ENIAC mit dem elekironischen Be aWerk Baujahr 1045 nur noch 0 006 Erst k rzlich half ein Roboter Gehlrn den er amerikanischen Universit t Princeton als es galt ein Problem der ranpaltungaatbemalisches ce _ m R
34. wie die G2 funktionierte Er wurde erst zwei Jahre nach der Fertigstellung der G2 bei IBM in Sindelfingen produziert 4 12 Die G2 im MPI f r Physik J a Abb 26 Die G2 mit Heinz Billing und Hermann Ohlmann im MPI f r Physik Die G2 war f r die Rechenarbeiten im Institutsbe trieb gedacht f r die verschiedensten Aufgaben Lange Routinerechnungen mit gleichbleibendem Programm waren selten Im Laufe der Zeit entstand mit einer Sammlung von Teilprogrammen f r die verschiedensten Probleme eine Programmbiblio thek aus der man sich bei der Vorbereitung einer neuen Rechnung bedienen konnte Da die aus der Bibliothek entnommenen Teilprogramme selten v l lig passten besa die G2 mit dem Transferregister eine Vorrichtung welche die h ufigsten notwendi gen Ab nderungen w hrend des bertrags vom Lochstreifen in den Zahlenspeicher automatisch erledigte 4 12 1 Ausgef hrte Rechenprogramme St rmerbahnen Sto wellen im Magnetfeld e Matrixinversion e Quantenmechanik der Metalle Bahn eines kleinen Planeten ber zw lf Jahre Elektronische Maschinen wurden bis dahin in der Astronomie noch nicht eingesetzt Waren sie ber haupt daf r geeignet F r die G2 kam die Stunde der Wahrheit 1955 Die Bestimmung des Abstandes Erde Sonne der Grundeinheit f r die Entfernungen im Weltall geschieht mit Hilfe nahe vorbeikommen der Kleinplaneten Zwei kleine Planeten bieten sich hierf r an Ihre Namen Amor und Eros D
35. 1 Die Rechenleistung wird haupts chlich bestimmt durch die Lesegeschwindigkeit der Lochstreifenle ser die sieben Sprossen also sieben Zeichen pro Sekunde schaffen Die Ausf hrungszeit der meisten Befehle entspricht der Abtastgeschwindigkeit des Lochstreifenlesers Bei den Operationen ib bis 9b gibt das erste abgetastete Zeichen die Opera tion das zweite und eventuell dritte den Speicher platz an Lediglich die Multiplikation und die Division ben tigen 175 msec mehr also 465 msec bzw 610 msec bei Aufruf eines Speicherplatzes der Gruppen a bis d Das Ziehen der Quadratwurzel erfordert ins gesamt 640 msec 4 4 11 Fehlersicherheit Verschiedene Kontrollen berpr fen st ndig den Zustand der Maschine die Synchronisation die Funktion des Entschl sselers und zeigen das Auf treten unzul ssiger Befehle und eine berschrei tung des Rechenbereiches ber Glimmlampen im Bedienungspult siehe Abb 18 an 1 Beschreibung von Wilhelm Hopmann in Die Bandgesteuerte Rechenmaschine G1 aus Vortr ge ber Rechenanlagen gehalten in G ttingen 19 21 M rz 1953 27 GWDG Nachrichten 4 2010 Abb 20 Heinz Billing an der G1 Wilhelm Hop mann am Bedienungspult 4 5 Daten der G1 Arbeitsweise e seriell Taktfrequenz 7 2 kHz 1 Indexregister Informationsdarstellung e Wortl nge 32 Bits Vorzeichen e Zahlensystem dual mit dezimaler Ein Ausgabe e Zahlenbereich x lt 8
36. 10 0 museum 10 00 12 30 Uhr UNIX f r Fortgeschrittene Dr Sippel 10 05 2010 12 05 2010 03 05 2010 12 09 15 12 00 Uhr und 13 00 15 30 Uhr Programme zur DNA Analyse Dr Liesegang 18 05 2010 19 05 2010 11 05 2010 8 09 00 12 00 Uhr und 13 00 16 00 Uhr Neuer Termin Dr Beck 19 05 2010 12 05 2010 0 Die IT Sicherheitsrichtlinien der Uni 14 15 15 30 Uhr versit t G ttingen Einf hrung f r H rsaal PH 20 Anwender Humboldtallee 19 Programme zur Protein Analyse Dr Liesegang 26 05 2010 27 05 2010 19 05 2010 8 09 00 12 00 Uhr und 13 30 16 00 Uhr Neuer Termin T pfer 01 06 2010 02 06 2010 25 05 2010 8 Grundlagen der Bildbearbeitung mit 09 30 16 00 Uhr Photoshop F hrung durch das Rechner Ey Bell 11 06 2010 04 06 2010 0 museum 10 00 12 30 Uhr Schnellkurs UNIX f r Windows Dr Bohrer 15 06 16 06 2010 08 06 2010 8 Benutzer mit bungen 09 00 12 00 Uhr und 13 00 16 00 Uhr Datenschutz Verarbeitung perso Dr Grieger 18 06 2010 11 06 2010 2 nenbezogener Daten auf den 09 00 12 00 Uhr Rechenanlagen der GWDG Einf hrung in die Statistische Daten Cordes 17 06 2010 18 06 2010 10 06 2010 8 analyse mit SPSS PASW 09 00 12 00 Uhr und 13 00 15 30 Uhr 39 GWDG Nachrichten 4 2010 Anmelde Kurs Vortragende Termin schluss AE F hrung durch das Rechner Ey ell 06 08 2010 30 07 2010 0 museum 10 00 12 30 Uhr Einri
37. 2010 Dr Bohrer gen 28 09 2010 29 09 2010 Grundkurs UNIX Linux mit bungen 26 10 2010 28 10 2010 Hattenbach UNIX f r Fortgeschrittene 10 05 2010 12 05 2010 Dr Sippel UNIX Linux Arbeitsplatzrechner Installation und Administration 06 12 2010 07 12 2010 Dr Heuer Dr Sippel UNIX Linux Server Grundlagen der Administration 08 12 2010 09 12 2010 Dr Heuer Dr Sippel UNIX Linux Systemsicherheit f r Administratoren 10 12 2010 Dr Heuer Dr Sippel UNIX Linux Tricks Tippen statt Klicken 24 09 2010 Dr Heuer Einrichten von Windows PCs im G NET 11 08 2010 EyBell Quentin Administration von PCs im Active Directory der 14 09 2010 Ey Bell Hast GWDG Quentin 37 GWDG Nachrichten 4 2010 Netze Internet Kurse Termine Vortragende Die IT Sicherheitsrichtlinien der Universit t G ttin Neuer Termin Dr Beck gen Einf hrung f r Anwender 19 05 2010 November 2010 Der genaue Termin wird rechtzeitig bekannt ge geben Mobile Dienste bei der GWDG 07 10 2010 Reimann Grafische Datenverarbeitung Kurse Termine Vortragende Grundlagen der Bildbearbeitung mit Photoshop Neuer Termin T pfer 01 06 2010 02 06 2010 31 08 2010 01 09 2010 Photoshop f r Fortgeschrittene 22 09 2010 23 09 2010 T pfer InDesign Grundlagen 06 05 2010 07 05 2010 T pfer 05 10 2010 06 10 2010 Sonstige Anwendungssoftwar
38. 5 DM f r Personal und 720 DM f r Sachmittel die Funktionsf higkeit der Rechenmaschine mit Magnetophonspeicher zu erweisen Die Trommel sei bereits seit vier Wochen in Erprobung und der berwiegende Teil der ben tigten Schaltelemente noch vor der W hrungsre form gekauft Das ben tigte Personal seien drei Mann n mlich ein Wissenschaftler ein Techniker und ein Mechaniker Nach Fertigstellung dieses Modells an dem praktisch alle kritisch erscheinen den Elemente der Gesamtmaschine zu pr fen w ren lie e es sich durch Anf gen des Komman dowerkes und der Iterationseinrichtungen zu einer betriebsf higen Rechenmaschine mit 192 Speicher pl tzen vervollst ndigen Der Astrophysiker Ludwig Biermann 1907 1986 hatte das gr te direkte Interesse an der Rechen maschine Er war seit 1947 Leiter der astrophysika lischen Abteilung am Max Planck Institut f r Physik 1 Aus Heinz Billing Die G ttinger Rechenma schinen G1 G2 und G3 im MPG Spiegel 4 82 und verf gte ber die mit Tischrechenmaschinen ausgestattete Rechnergruppe der ehemaligen AVA die in ihrer Kapazit t auf die Dauer nicht seinen W nschen entsprechen konnte Er kannte die Gren zen der organisierten Nutzung mechanischer Tisch rechenmaschinen und geh rte zu der kleinen Zahl von Wissenschaftlern die sich sehr fr h aus ber zeugung f r die Entwicklung automatischer pro grammgesteuerter Rechenmaschinen einsetzten Die weitere Unterst tzung f r B
39. Beschreibung des Batch Systems LSF bei der GWDG finden Sie unter dem URL http gwdg de index php id 1334 2 6 Dokumentation Weitere Informationen zum Nehalem Cluster den Intel Compilern Intel MPI und MKL finden Sie auf den WWW Seiten der GWDG unter dem URL http gwdg de index php id 2156 Haan Schwardmann GWDG Nachrichten 4 2010 3 Datenschutz in sozialen Netzwerken Soziale Netzwerke wie Facebook oder StudiVZ Sch lerVZ gewinnen immer mehr an Bedeutung und avancieren inzwischen mit zu den popul rsten Internetseiten Den Mitgliedern wird dort Speicher platz zur Verf gung gestellt auf dem sie Erlebnisbe richte Bilder und Videos einstellen k nnen um diese so mit der Gemeinschaft zu teilen und auszu tauschen Einer Untermenge dieser Gemeinschaft den so genannten Freunden wird der Einblick in das pers nliche Profil erlaubt damit sie mehr von der eigenen Person erfahren k nnen So viele Vorteile eine derartige Internetgemein schaft auch haben mag Probleme ergeben sich immer wieder beim Schutz der pers nlichen Daten So erfahren beispielsweise bei Facebook die Nut zerrechte eine derartige Einschr nkung dass dem Betreiber alle Rechte an den pers nlichen Daten wie Texte und Bilder abgetreten und ihm sogar die Weitergabe dieser Daten an Dritte erlaubt werden Mit ihrer Kritik an diesen fragw rdigen Datenschutz bestimmungen hat auch die Verbraucherschutz ministerin die Diskussion Anfang April 2010 noch einm
40. GWDG 5 1 1 Teilnehmerkreis Das Kursangebot der GWDG richtet sich an die Mit arbeiterinnen und Mitarbeiter aus den Instituten der Universit t G ttingen und der Max Planck Gesell schaft sowie aus anderen wissenschaftlichen Ein richtungen die zum erweiterten Benutzerkreis der GWDG geh ren Eine Benutzerkennung f r die Rechenanlagen der GWDG ist nicht erforderlich 5 1 2 Anmeldung Anmeldungen k nnen schriftlich per Brief oder per Fax unter der Nummer 0551 201 2150 an die GWDG Kursanmeldung Postfach 2841 37018 G ttingen oder per E Mail an die Adresse support gwdg de mit dem Betreff Kursanmeldung erfolgen F r die schriftliche Anmeldung steht unter http www gwdg de index php id 799 ein Formular zur Verf gung Telefonische Anmel dungen k nnen wegen der Einbeziehung der Kurse in die interne Kosten und Leistungsrechnung der GWDG nicht angenommen werden Aus diesem Grund k nnen Anmeldungen auch nur durch den Gruppenmanager eine der GWDG vom zugeh ri gen Institut bekannt gegebene und dazu autorisierte Person oder Gesch ftsf hrenden Direktor des Instituts vorgenommen werden Die Anmeldefrist endet jeweils sieben Tage vor Kursbeginn Sollten nach dem Anmeldeschluss noch Teilnehmerpl tze frei sein sind auch noch kurzfristige Anmeldungen in Absprache mit der Service Hotline bzw Informa tion Tel 0551 201 1523 E Mail sup port gwdg de m glich 36 genommen wurde Von ihr blieb leider kein Teil de
41. In der Ausschreibung des Systems war eine Vollko stenrechnung ber f nf Jahre Laufzeit gegen ber der Gesamt Rechen und Kommunikationsleistung des Systems Grundlage f r die Zuschlagserteilung Ganz im Sinne von Green IT spielten dabei die Energiekosten und damit der Energieverbrauch eine wesentliche Rolle f r die Kaufentscheidung Ein bau hnliches gr eres System der Fa NEC bei der Universit t Stuttgart lag in der Green500 Liste http www green500 org zum Zeitpunkt des Zuschlags auf dem Platz 20 und war damit das energieeffizienteste System das mit Commodity Hardware ausgestattet war Das einzelne Enclosure mit vier Bladeknoten hat unter Volllast eine Lei stungsaufnahme unter 1 200 Watt Damit hat das Gesamtsystem bei der GWDG eine maximale Lei stungsaufnahme von 56 4 kW Das System ist damit bei etwa doppelter Gesamtleistung auch etwa dop pelt so energieeffizient wie das 2007 beschaffte Woodcrest System 2 2 3 Der Prozessor Auf dem Prozessorchip des Intel R Xeon R E5540 aus der Prozessorserie mit Kurzbezeichnung Neha lem sind vier mit 2 53 GHz getaktete Prozessor kerne untergebracht Die Mikroarchitektur jedes Cores des Prozessors ist durch eine 14 stufige Befehlspipeline gekennzeichnet die von Instruktio nen und Daten aus dem Level 2 Cache versorgt wird Sie kann wie schon bei den Xeon Prozesso ren der j ngeren Vergangenheit bis zu vier Instruk tionen pro Takt starten und auf die zehn Verarbei tung
42. Mobile Dienste bei der GWDG Reimann 07 10 2010 30 09 2010 2 09 15 12 00 Uhr Grundkurs UNIX Linux mit bungen Hattenbach 26 10 2010 28 10 2010 19 10 2010 12 09 15 12 00 Uhr und 13 30 16 00 Uhr F hrung durch das Rechner Ey ell 29 10 2010 22 10 2010 0 museum 10 00 12 30 Uhr 40 GWDG Nachrichten 4 2010 Anmelde 13 30 15 00 Uhr Kurs Vortragende Termin schluss AE Einf hrung in die Programme zur Dr Bohrer 02 11 2010 03 11 2010 26 10 2010 8 Sequenzanalyse 09 00 12 00 Uhr und 13 00 16 00 Uhr Programmierung von Parallel Prof Haan 09 11 2010 11 11 2010 02 11 2010 12 rechnern Dr Boehme 09 15 12 15 Uhr und Dr Schwardmann 13 30 16 30 Uhr UNIX f r Fortgeschrittene Dr Sippel 15 11 2010 17 11 2010 08 11 2010 12 09 15 12 00 Uhr und 13 00 15 30 Uhr Angewandte Statistik mit SPSS Cordes 18 11 2010 19 11 2010 11 11 2010 8 PASW f r Nutzer mit Vorkennt 09 00 12 00 Uhr und nissen 13 00 15 30 Uhr Programme zur DNA Analyse Dr Liesegang 23 11 2010 24 11 2010 16 11 2010 8 09 00 12 00 Uhr und 13 00 16 00 Uhr F hrung durch das Rechner Ey ell 26 11 2010 19 11 2010 0 museum 10 00 12 30 Uhr Programme zur Protein Analyse Dr Liesegang 30 11 2010 01 12 2010 23 11 2010 8 09 00 12 00 Uhr und 13 00 16 00 Uhr UNIX Linux Arbeitsplatzrechner Dr Heuer 06 12 2010 07 12 2010 29 11 2010 8 Installation und Admi
43. Symposium 1988 Am 6 Juni fuhr Billing mit Hopmann und hlmann zur 7 Jahrestagung der GAMM nach Braun schweig und hielt einen Vortrag ber die G1 Mit einer Vorf hrung vor etlichen Teilnehmern der GAMM Tagung auf deren Heimreise am 7 Juni feierte Billings Team die offizielle Inbetriebnahme der G1 Auch die ffentlichkeit in Deutschland erfuhr davon In der Presse wurde die G1 mit einigen Artikeln gefeiert nat rlich in der G ttinger Tageszeitung aber auch berregional Im Nachrichtenmagazin Der Spiegel am 18 06 1952 wurde stark bertrie ben G1 arbeitet noch nicht viel schneller als ENIAC lautete die Einsch tzung des Autors Tat s chlich leistete ENIAC etwa 500 Operationen pro Sekunde und die G1 nur 2 bis 3 Op sec 2 Gesellschaft f r Angewandte Mathematik und Mechanik Gerade gegenw rtig hat Bowles seine in Tangers Eingeborenenviertel Andorra verschlossen und ist mit sci ner ebenfalls schreibenden Frau Jane an einen anderen Punkt am Rande der Zivill sallon hin berkewechselt nach Bombay inmitten der Menschenw ste Indiens Es steht zu erwarten da Im Lande der Lotos sein noch heftig hemds rmeliger Eeistentiollsmus diese jungamerikanische Ausgabe des Sartrismun sich abkl rt und fatnlislisch aufschminkt Inzwischen h lt in Literatur Amerika dic Ratlosigkeit ber Paul Bowles Rastlosig keit an Auch vom literarischen Noo Realis mus nbaebr hten Kritikern wird dieses sich exist
44. aften und Aussch ssen und insbesondere in den wichtigsten Wissenschaftsinstitutionen der Bundesrepublik Deutschland teilweise langj hrig mitgewirkt Bei spiele sind die Mitgliedschaften im Beratenden Aus schuss f r Rechenanlagen der Max Planck Gesell schaft BAR im Fachausschuss Organisation und Betrieb von Rechenzentren der Gesellschaft f r Informatik im Unterausschuss Datenverarbeitung und Kommunikationstechnik des Bibliotheksaus schusses der Deutschen Forschungsgemeinschaft in der Arbeitsgruppe H chstleistungsrechner des Wissenschaftsrates und im Verwaltungsrat des Ver eins zur F rderung eines Deutschen Forschungs netzes e V DFN Verein Weiter war er Vorsitzen der der Kommission Rechnerverbund des Arbeits kreises der Leiter wissenschaftlicher Rechen zentren und stellvertretender Vorsitzender des Auf sichtsrats und des Strukturausschusses des Deut schen Klimarechenzentrums Der wichtigste Teil seiner Gremienarbeit war aber sicher die Kommission f r Rechenanlagen KfR der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG Hier war er von 1979 an Mitglied und von 1988 bis 1994 Vorsitzender W hrend dieser beiden dreij hrigen Amtsperioden wurden unter anderem das Wissen schaftler Arbeitsplatzprogramm WAP und insbe GWDG Nachrichten 4 2010 sondere das neue Paradigma f r die wissenschaft liche Datenverarbeitung das verteilte kooperative Versorgungskonzept aufgestellt welches die dezentra
45. al neu entfacht Und in ihre Ausgabe 4 2010 hat sich schlie lich die Stiftung Warentest http www test de ausgiebig mit dem Ph no men der sozialen Netze besch ftigt und sie auf M ngel bez glich des Datenschutzes und der Datensicherheit untersucht Dabei schnitten Face book Myspace und Linkedin am schlechtesten Sch lerVZ und StudiVZ am besten ab Da heutzutage f r Viele ein eigenes Profil im sozia len Netzwerk unverzichtbar zu werden scheint ist es auf jeden Fall ratsam sich Gedanken ber den Schutz der eigenen Daten zu machen und die vom Bundesamt f r Sicherheit in der Informations technik BSI https www bsi bund de gege benen Empfehlungen zu ber cksichtigen e Sparsamkeit bei der Angabe pers nlicher Infor mationen Das Internet vergisst nichts e Gr ndliichess Studium der allgemeinen Gesch ftsbedingungen des jeweiligen Netz werks besonders in Bezug auf den Daten schutz Welche Rechte werden den Betreibern an den eingestellten Bildern Texten und Infor mationen einger umt e Nicht zu leichtfertig auf Kontaktanfragen einge hen da es immer wieder Kriminelle gibt die Freunde nur sammeln um diesen zu schaden e M glichst f r jeden Internetdienst ein eigenes sicheres Passwort verwenden Wird dann ein Konto gehackt gelingt nicht gleich auch der Zugriff auf die anderen Internetdienste e Vermeidung der Preisgabe von vertraulichen Informationen ber den eigenen Arbeitgeber und die eigene Arbeit
46. anischen Mammutkonstruktionen von denen die sogenannte ENIAC weltber hmt geworden ist und als die schnellste Elektronen Rechen maschine der Erde zu einer Revolu tionlerung der gesamten naturwis senschaftlichen Arbeitsmethodik ge f hrt hat Mit 18000 Elektronen R hren und rund 5000 Schaltern aus gestattet ist die ENIAC eine der genialsten Erfindungen der letzten Jahre Sie verdankt ihre Entstehung der Kriegstechnik die es notwendig machte die Flugbahn eines Geschos ses mit blitzartiger Geschwindigkeit zu berechnen oder das Gesch tz schnellstens auf jenen Punkt zu rich ten an dem die Radarstrahlen das feindliche Flugzeug aufgesp rt hatten Leider hat die ENIAC einen be denklichen Nachteil sie erkauft ihre hohe Geschwindigkeit mit einem rie sigen technischen Aufwand Um eine einzige zehnstellige Dezimalzahl in ihrem Ged chtnis zu behalten be n tigt die ENIAC allein mehr als 100 Radior hren da in der mathe matisch physikalischen Praxis bei komplizierteren Rechenaufgaben aber sehr viele Zwischenergebnisse ge speichert werden m ssen w rde die Zahl der als Speicher dienenden Radior hren einen geradezu astrono mischen Wert erreichen eine auch beim heutigen Stand der Technik ganz unl sbare Aufgabe Diese Erkenntnis machte sich der G ttinger Physiker Dr Heinz Bil ling zunutze als er mit dem Bau der ersten deutschen Elektronen Rechenmaschine begann Seiner Kon struktion die nach ihrem Entste
47. bst ausgearbeiteten Programmen gerechnet Die berechneten Aufgaben stammten 1 Aus Rudolf Kippenhahn Als die Computer die Astronomie eroberten 2 Aus Rudolf Kippenhahn Als die Computer die Astronomie eroberten GWDG Nachrichten 4 2010 aus der Astrophysik der Quantenmechanik und dem Gebiet der Molek l und Atomkernstruktur Nach kurzer bung konnte fast jeder wissenschaft liche Mitarbeiter die G1 selbst ndig bedienen Angewandte Mathematiker und Techniker nicht nur der G ttinger Max Planck Institute waren zugelas sen Ein kleines Benutzerhandbuch erm glichte auch ausw rtigen G sten das Rechnen Sie durften bei uns rechnen sofern Biermann ihre Probleme f r wissenschaftlich interessant hielt Das war eine hohe H rde da der Hauptteil der Zeit nat rlich f r das MPI f r Physik reserviert wurde und der Ben tzer willens war auch seinen Nachtschlaf zu opfern Ausgef hrte Rechenprogramme Berechnung der Bahnen die Teilchen der kos mischen H henstrahlung im Magnetfeld der Erde beschreiben Theorie der Atomh llen Helium Theorie der Atomkerne Mesonenfelder e nichtstation re Sto wellen in der kosmischen Hydrodynamik e hydrodynamische Probleme aus der Str mungslehre St rmerbahnen Filterrechnungen Hochfrequenztechnik 4 7 4 Erfahrungsaustausch Ab 1952 unterst tzt und koordiniert die Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG die in den west deutschen Un
48. chten von Windows PCs im Ey Bell Quentin 11 08 2010 04 08 2010 2 GONET 09 30 12 30 Uhr Einf hrung in die Programme zur Dr Bohrer 24 08 2010 25 08 2010 17 08 2010 8 Sequenzanalyse 09 00 12 00 Uhr und 13 00 16 00 Uhr Grundlagen der Bildbearbeitung mit T pfer 31 08 2010 01 09 2010 24 08 2010 8 Photoshop 09 30 16 00 Uhr F hrung durch das Rechner Ey ell 03 09 2010 27 08 2010 0 museum 10 00 12 30 Uhr PDF Dateien Erzeugung und Dr Baier 07 09 2010 08 09 2010 31 08 2010 8 Bearbeitung mit Adobe Acrobat 09 15 12 00 Uhr und 13 00 15 30 Uhr Administration von PCs im Active Ey ell Hast 14 09 2010 07 09 2010 4 Directory der GWDG Quentin 09 00 12 30 Uhr und 13 30 15 30 Uhr PDF Formulare mit Acrobat Profes Dr Baier 16 09 2010 09 09 2010 4 sional und Adobe Designer erstellen 09 15 12 00 Uhr und 13 00 16 15 Uhr Photoshop f r Fortgeschrittene T pfer 22 09 2010 23 09 2010 15 09 2010 8 09 30 16 00 Uhr UNIX Linux Tricks Tippen statt Dr Heuer 24 09 2010 17 09 2010 2 Klicken 09 15 12 30 Uhr Schnellkurs UNIX f r Windows Dr Bohrer 28 09 29 09 2010 21 09 2010 8 Benutzer mit bungen 09 00 12 00 Uhr und 13 00 16 00 Uhr Outlook E Mail und Groupware Helmvoigt 30 09 2010 23 09 2010 4 09 15 12 00 Uhr und 13 00 16 00 Uhr F hrung durch das Rechner Ey ell 01 10 2010 24 09 2010 0 museum 10 00 12 30 Uhr InDesign Grundlagen T pfer 05 10 2010 06 10 2010 28 09 2010 8 09 30 16 00 Uhr
49. dem Zug eng begrenzt Sie k nnen also jeweils dem mechanischen Ged chtnis des Elektronen gehirns vorher eingepr gt werden Die Maschine w hlt dann selbstt tig den g n stigsten Zug aus indem sie blitzschnell alle m glichen Z ge in ihrem Ged chtnis abtastet Sie kann das Spiel viel leichter gewinnen weil ihr keine sogenannten Denkfehler unterlaufen k nnen Die denkende Maschine kann nicht den sch pferischen Planer ersetzen wohl aber den mechanischen Rechner Die elektronische Rechenmaschine G 1 kann etwa zehnmal soviel leisten wie eine der Rechnerinnen im G ttinger Max Planck Institut Wie Dampfmaschine Bagger Stanze und Elektromotor vor f nfzig Jahren die Exi stenz des Arbeiters bedrohten so scheint die elektronische Denk Maschine wenn auch n ch im kleinen Rahmen heute dem B roangestellten Konkurrenz zu machen burger Freie Presse G1 das G ttinger Rechen wunder Ein Artikel erschien in mehreren Tageszeitungen im M nchener Merkur 14 07 1952 und in der Ham 18 GWDG Nachrichten 4 2010 Das ist es das G ttinger Rechenwunder Von Dr We Die Hamburger Freie Presse hat de bildner Dr Werner Wrage dabei unte Reise nach Afrika zu finden Unsere 10 Juni und 2 Juli 1952 die Entwic Heute erhalten wir von der Grenze de Liebe HFP Glaube mir dje letzten Tage und N chte waren hart Visa Konsulats besuche Devisenbeschaffung Was
50. e Kurse Termine Vortragende Einf hrung in die Statistische Datenanalyse mit 17 06 2010 18 06 2010 Cordes SPSS PASW Angewandte Statikstik mit SPSS PASW f r Nutzer 18 11 2010 19 11 2010 Cordes mit Vorkenntnissen Einf hrung in die Programme zur Sequenzanalyse 04 05 2010 05 05 2010 Dr Bohrer 24 08 2010 25 08 2010 02 11 2010 03 11 2010 Programme zur DNA Analyse 18 05 2010 19 05 2010 23 11 2010 24 11 2010 Dr Liesegang Programme zur Protein Analyse 26 05 2010 27 05 2010 30 11 2010 01 12 2010 Dr Liesegang Outlook E Mail und Groupware 30 09 2010 Helmvoigt PDF Dateien Erzeugung und Bearbeitung mit 07 09 2010 08 09 2010 Dr Baier Adobe Acrobat PDF Formulare mit Adobe Acrobat und Adobe 16 09 2010 Dr Baier Designer erstellen GWDG Nachrichten 4 2010 Programmiersprachen Kurse Termine Vortragende Programmierung von Parallelrechnern e 09 11 2010 11 11 2010 Prof Haan Dr Boehme Dr Schwardmann 5 3 chronologischer bersicht Kurse von Mai bis Dezember 2010 in Kurs Vortragende Termin Anmelde AE schluss Einf hrung in die Programme zur Dr Bohrer 04 05 2010 05 05 2010 27 04 2010 8 Sequenzanalyse 09 00 12 00 Uhr und 13 00 16 00 Uhr InDesign Grundlagen T pfer 06 05 2010 07 05 2010 29 04 2010 8 09 30 16 00 Uhr F hrung durch das Rechner Ey ell 07 05 2010 30 04 20
51. e ist ein Impuls bestimmter L nge gemeint Der dritte Kontakt leitet diese Welle in den Befehlskanal lies Sektor 0 des Schaltwellengebers I letzterer steuert den Zahlen verkehr zwischen Speichertrommel und Verteiler An den aufgerufenen Befehlskanal ist im Schaltwel lengeber ein Gatter angeschlossen das durch die Einzelwelle 1 ge ffnet den Impuls 36 an ein Flip Flop gelangen l sst Dieses Flip Flop erzeugt nun von der Zeit 36 bis 72 eine Schaltwelle durch die das Gatter zwischen Leseverst rker und Verteiler ge ffnet wird Vom Einzelwellengeber wird der Einzelwellenge ber II angesto en Dieser erzeugt ebenfalls eine einmalige Welle von 144 Ziffernzeiten Dauer gr n gezeichnet welche noch w hrend des Ablaufes von Einzelwelle zur Zeit 107 beginnt Einzelwelle Il veranlasst ber den geschlossenen Kontakt und den Schaltwellengeber Il dass zun chst zur Zeit 141 das Vorzeichen der im Verteiler befindlichen Zahl abgefragt und dadurch das Addierwerk des Akkumulators auf Addition oder Subtraktion gestellt wird Die Subtraktion wird durch Einschalten der beiden im Akkumulatorkreis gelegenen Invertoren ausgef hrt ein Invertor verwandelt Einsen in Nullen und umgekehrt Eine zweite Welle 180 2 bis 212 veranlasst dann die eigentliche Addition Anschlie end fallen die beiden Relais und 6 ab und die Maschine steht f r die Aufnahme des n ch sten Befehls bereit 4 4 10 Rechenleistung der G
52. e vor ihrer Speicherung durch Hinzuaddieren von Konstan ten ver ndert werden e Das Schrittregister SR mit der L nge 18 Bit enth lt eine Konstante die zu jedem Befehl mit gesetztem Schritt hinzuaddiert wird Die Inhalte der dynamischen Register k nnen wahl weise auf einem Oszillographenschirm im Bedie nungspult der Maschine sichtbar gemacht werden 4 9 7 Die statischen Register Die statischen Register sind aus Flip Flops aufge baut Das Kommandboregister II enth lt den Befehl der gerade ausgef hrt wird Das Kommandboregister I enth lt den n chstfol genden Befehl 1 Darstellung einer Dezimalziffer als 4 stellige Dualzahl 33 Der Kommandoz hler KZ Adressregister enth lt die Speicheradresse des Befehls im Kommandoregister I Der Inhalt dieser drei Register kann bei angehalte ner Maschine an Glimmlampen abgelesen werden Der Vorzeichenz hler VZ speichert das Vor zeichen und sorgt daf r dass entweder eine Addition zum Akkumulator Inhalt von VZ 0 oder eine Subtraktion Inhalt von VZ 1 durch gef hrt wird Das Kennzeichenleseregister KL wird gesetzt wenn eine Zahl mit gesetztem Kennzeichenbit von der Trommel gelesen wird e Das Kennzeichenschreibregister KS wird durch den Befehl 70 gesetzt damit nachfol gende Zahlen beim Schreiben auf die Trommel mit gesetztem Kennzeichenbit versehen wer den Letztere drei Register bestehen aus je einem Flip Fl
53. egen des steigenden Bedarfs nach Rechenlei stung f r numerische Simulationen bei den Nutzern der GWDG und der Au erbetriebnahme von veral teten Parallelrechnern mit vergleichsweise geringer Leistung und hohem Stromverbrauch hatte die GWDG f r 2009 die Erweiterung ihrer Parallelrech nerkapazit t geplant Gleichzeitig hatten die Abteilung Sonne und Helio sph re des Max Planck Instituts f r Sonnensy stemforschung und das Institut f r Geophysik der Universit t G ttingen f r 2009 eigene Beschaffun gen von Parallelrechnerkapazit t eingeplant GWDG MPI und Geophysik haben ihre f r 2009 zur Verf gung stehenden Mittel in eine gemeinsame Beschaffung eines Rechenclusters geb ndelt der bei der GWDG betrieben wird und von den Partnern anteilig entsprechend ihrer finanziellen Beteiligung genutzt werden kann Der zentrale Betrieb anteilig finanzierter und genutzter IT Ressourcen hat sich in der Vergangenheit bereits mehrfach wegen der dabei erreichbaren Synergieeffekte bei Beschaf fung Administration und Auslastung bew hrt Die GWDG hat in Abstimmung mit den Partnern Anfang August 2009 im Rahmen einer beschr nk ten europaweiten Ausschreibung f r ein Clustersy stem mit Hochgeschwindigkeitskommunikations netz zw lf Unternehmen zur Abgabe eines Angebo tes aufgefordert von denen acht bis zum Stichtag am 10 09 2009 ein Angebot abgegeben haben Nach der Bewertung der Angebote bei der neben der durch Benchmarks ermittelt
54. em GONET mit ssh gwdul03 gwdg de einloggen k nnen Dort finden Sie die gewohnte Umgebung mit Ihrem HOME Verzeichnis vor Falls Ihre Benutzerkennung auf der gwdu103 noch nicht freigeschaltet ist schicken Sie bitte eine E Mail an den GWDG Support support gwddg de Der Rechner gwdu103 hat den gleichen Aufbau wie die Rechenknoten des Clusters Auf ihm k nnen Programme f r den Nehalem Cluster entwickelt kompiliert und auf Korrektheit getestet werden 2 3 2 Programmierumgebung F r das bersetzen und Binden von seriellen Pro grammen stehen die Intel Compiler ice und ifort sowie die gnu Compiler gec und gfortran zur Ver f gung OpenMP Programme die bis zu acht Kerne eines Rechenknotens parallel nutzen k nnen m s sen mit der Option openmp bersetzt werden F r MPI Programme wird Intels MPI Bibliothek in der Version 3 2 eingesetzt die in vollem Umfang den Standard MPI 2 unterst tzt Die Kommandos mpiifort und mpiicc rufen Skripte f r das ber setzen und Binden mit Intel Compilern von Fortran 77 Fortran 90 C bzw C Programmen auf die Kommandos mpifc und mpigce die entsprechen den Skripte unter Verwendung von gnu Compilern Die ben tigten MPI Bibliotheken und Include Dateien werden in den Skripten automatisch mit ein gebunden Die MKL mathematical kernel library Bibliothek von Intel in der Version 10 2 die u a auch BLAS LAPACK und FFT Programme enth lt ist im Pfad GWDG Nachrichten 4 2010 o
55. en Aufenthalt in England besuchte Heinz Billing die Rechnerentwicklungen in London Andrew D Booth am Birkbeck College verfolgte auch die Entwicklung eines Trommelspeichers f r den seit Mai 1948 laufenden Rechner ARC Cam bridge Maurice V Wilkes EDSAC serielle Maschine mit Quecksilberlaufzeitspeicher im Mai 1949 fertig gestellt und Manchester Frederic C Williams und Tom Kilburn entwickelten MARK 1 parallele Maschine mit Kathodenstrahlr hrenspei cher ging im April 1949 in Betrieb Williams war allerdings gerade auf Reisen Besonders interessant war f r Billing dass man auch in Manchester einen Magnettrommelspeicher entwickelte Im Gegensatz zu Billing der Eisenoxid auf den Trommelzylinder aufspritzte verwendete man dort elektrolytisch aufgebrachtes Nickel Eisenoxid setzte sich durch da man damit st rkere Signale erhielt Wesentlich war eine neue Idee des Aufzeichnungsverfahrens n mlich non zero return NRZ Wellenschrift siehe Abb 1 Mit die sem Verfahren konnte man 300 Ziffern auf einem Quadratzentimeter Trommeloberfl che speichern 30 mal mehr als auf der Versuchstrommel in G ttin gen Bitfolge 57 0010100717171 einfach Takt Wellenschrift Takt Abb 1 Fortschritt im Aufzeichnungsverfahren bei gleichem Takt doppelte Informati onsdichte In einem Brief an Ludwig Biermann empfiehlt Billing dass Herr Wiese einen solchen Versuchsspeicher bauen m ge
56. en Mannen und fragte wann denn nun die Maschine endlich fertig werden w rde Sie wollten rechnen m glichst nun und sofort Ob hingegen die Maschine die sie krieg ten das Beste w re was man zur Zeit machen k nnte w re von sekund rem Interesse Also setz ten wir uns nach Beruhigung der Gem ter zusam men und diskutierten welche Maschine mit Teilen und Techniken die wir bereits leidlich sicher in der Hand zu haben glaubten in kurzer Zeit zu erstellen sei 1 NRZ Non Return to Zero Im Sp therbst 1950 wurde mit dem Bau der G1 der kleinen Maschine begonnen Mit der alten kleinen Magnettrommel als Herzst ck bestanden Ende 1950 die dynamischen Register ihre Bew h rungsprobe 4 3 1 Im November 1951 erstattete Bundespr sident Theodor Heuss der MPG einen Privatbesuch Die Entwicklung der G1 war so weit fortgeschritten dass man Einiges vorf hren konnte Zahlen einge ben addieren und ausdrucken Heinz Billing hielt Theodor Heuss Otto Hahn und Werner Heisenberg einen Vortrag ber die Rechen maschine und konnte anschlie end die Addition von zwei Zahlen vorf hren und dazu die notwendi gen Umwandlungen vom Dezimalsystem ins duale System erkl ren Heuss interessierte sich dann f r zuk nftige Anwendungszwecke Hoher Besuch Abb 2 Beim Betrachten des Rechenergebnis ses der G1 Theodor Heuss Ludwig Biermann Otto Hahn und Werner Hei senberg vorn v l n r 4 3 2 Fortschritte
57. en Rechenleistung auch der zu erwartende Stromverbrauch ber ck sichtigt wurde lag die Firma NEC vorne mit mehr als 5 Abstand zum n chsten Angebot Interes santerweise war das NEC Angebot nicht das mit der h chsten Rechenleistung sondern das unter Ber cksichtigung des Energieverbrauchs wirt schaftlichste Die Lieferung des Systems erfolgte im Januar 2010 die Abnahme dann nach dem erfolgreichen Durch laufen eines vierw chigen Probebetriebs mit einge schr nktem Nutzungszugang Mitte M rz 2010 Seit dem l uft der neue NEC Nehalem Cluster im Regel betrieb Nehalem ist der Name der von Intel f r seine neuen Quad Core Xeon Prozessoren mit 64 bit Unterst tzung verwendet wird die in den Rechenknoten des Clusters zum Einsatz kommen Bereits in den wenigen Wochen seit Aufnahme des Regelbetriebs ist der neue Cluster voll ausgelastet sodass f r die dort gestarteten Jobs bereits Warte zeiten in Kauf genommen werden m ssen GWDG Nachrichten 4 2010 2 2 Beschreibung des NEC Nehalem Clusters 2 2 1 Aufbau Abb 1 Nehalem Cluster Service Netz gwdu103 Frontend Abb 2 Ethernet Infiniband NEC Cluster Die Kopplung der Rechenknoten erfolgt durch ein Infinipand Kommunikationsnetz und ein Gigabit Der Nehalem Cluster enth lt insgesamt 188 Rechenknoten gwdn001 gwdn188 mit je zwei Quad Core Prozessoren 36 GByte Hauptspeicher und 1 TByte Plattenspeicher von denen 900 GByte f r lokalen scratch Bere
58. engeklebt e gleichen Kommandos rasseln immer Wieder durch die Maschine Zwischen GWDG Nachrichten 4 2010 Resultat auf Speicher 9 G ttingens Elektronen Gehirn ergebnisse werden in die vorbestimmten Speicher geleitet M ssen die Kommandos ge ndert werden dann gen gt ein vorher gegebener Belehl und die Maschine ber nimmt die neuen Kommandos selbst ndig von einem zweiten Ger t Hat sich der Roboter verrechnet weil etwa eine R hre ausgefallen oder eine an dere St rung aufgetreten ist dann schl gt er mit Klingelzeichen Alarm Wei er nicht mehr weiter weil vielleicht das Be dienungspersonal ihm eine falsche Kom mandofolge gegeben hat so kann es vor kommen da er Unsinn zu rechnen bex ginnt und sich wie ein gelsteskrankes Ges hirn berimmt Dr Norbert Wiener amerikanischer Ma thematiker und Fachmann f r elektro nische Ger te vergleicht die Elektronen r hren mit den 10 Milliarden Neuronen Nerven Einheiten im menschlichen Ge hirn Er glaubt da die Arbeit der Ma schinen den Denkvorg ngen im Gehirn schr hnlich ist Nur sei die Zahl der Re lais in dem mechanischen Gehim wesent lich kleiner Die Maschinen h tten also eine auf ein spezielles Fachgebiet aus gerichtete Intelligenz Das Denken der Maschinen ist logischer als die menschliche Gedankent ligkeit Es Abb 4 Seite 33 in Der Spiegel vom 18 Juni 1952 funktioniert au erdem schnell
59. entiallstisch geblirdende enfant terr ble einigerma en unheimlich und kopfsch ltelnd fragt man What makes Pauliy run Weshalb nur rennt denn Poulchen so g GWDG Nachrichten 4 2010 ling einer deutschen Tageszeitung die 1946 ber ENIAC cine der ersten den kenden Mnschinen berichtete ENIAC hatte in den letzten Kriegs jahren mit seinen 18 000 Elektronenr hren u a die mathematischen Berechnungen f r die Atombomben von Hiroshima und Na gasaki ausgef hrt Obwohl der Apparat etwa f r die H lfte der Arbeitszeit aus fiel weil st ndig Reparaturen n llg waren ersetzte ENIAC die Kopfarbeit von ber hundert Mathematikern Mit dem Robotgehim ENIAC begann ein neucs Zollalter der Technik die Aera der Maschinen die intellektuelle Arbeit ver richten k nnen SPIEGEL 28 50 Alle Ge r te dieser Art die seither gebaut wur den haben ein schnelles Rechenwerk dessen Relats oder Elcktronenr hren hnlich zu ar EINE BESONDERE ATTRAKTION war dos Erscheinen des Komponisten Igor Strawinsky im historischen Rittersaal Im Haag wo on seinem 70 Geburistag mlt einem Gala Konzert dos Holland Fas ival 1952 er flinel wurde Dor Komponist der zum Abendanzug elne rote Nelke und eine Armbanduhr trug so auf einem Ehrenplatz links neben Hollands schutter freier K nigin Juliane 43 die sich angeregi mit dem Maestro unterhielt Am gleichen Abend wurde Strawinskys Oper Rossign l zum ersten Male von der
60. er und reibungsloser Die Ma schine indet aus der Zahl der gegebenen M glichkeiten die einzig passende sehr viel schneller heraus Wenn eine Maschine einer solchen Aufgabe gewachsen ist so ist sie im gleichen Sinn kl ger als der Theoretiker der mit ihr arbei tet doziert Professor Ludwig Biermann Die Betonung liegt auf im gleichen Sinn Denn der einem Gehirn hnliche Mechanismus kann nur in einem schr engen Bereich denken Schlie lich sind G 1 und G 2 erkzeuge aber Werkzeuge zur Leistung intellektueller Arbeit Sie haben zwar keine Phantasie und k nnen nicht sch pferisch t tig sein aber eine Art eigener Initiative kann man ihnen schwerlich ab sprechen Mu die Maschine an einem kritischen Punkt eine begonnene Rechnung weiter f hren dann kann sie aus ge gebenen Kommandos das in diesem Fall einzig passende ausw hlen x Auf dieser F higkeit ber ht auch das Ph nomen da eine Maschine Gesellsch ftsspiele leichter gewinnt als der lang samer denkende Mensch Zwar ist die Geschichte vom schach spjelenden Roboter mi ver standen worden Schach l t millionenfache Zugm glichkei ten zu also mehr als im Spei cher der Maschine unlerge bracht werden k nnten Dagegen aber haben amerikanische Wissenschaftler einen ihrer Rechen Roboter im Nullenspiel einer Simplifizierung des Schachs ausgebildet In diesem Spiel ist die Zahl der m g lichen Entscheidungen bei je
61. er Astro nom kann sich also bei der Bestimmung der astro 35 nomischen Einheit entweder der amour sen oder der erotischen Methode bedienen Im M rz 1956 sollte Amor wieder einmal der Erde besonders nahe kommen Seit Jahrhunderten hatten die Astronomen Verfah ren zur Berechnung der Bewegung eines Himmels k rpers entwickelt die er unter dem Einflu des Schwerefeldes der Sonne und der gro en Planeten ausf hrt Nach der Entwicklung von mechanischen und elektrischen Tischrechenmaschinen konnten die Verfahren diesen Hilfsmitteln angepa t werden Die Mitarbeiter des Astronomischen Rechen Insti tuts das damals in Berlin Babelsberg angesiedelt war hatten viel Erfahrung in der Berechnung von Planetenephemeriden Ein Jahr vor der Ann he rung von Amor an die Erde schritt man ans Werk Doch damals arbeitete bereits die G2 und so bot es sich an auch mit ihr die Bahn des Amor zu berech nen Da w rde man sehen was die neuen Maschi nen von denen so viel die Rede war wirklich zu lei sten vermochten Viele Wissenschaftler blickten damals misstrauisch auf die neu entstehenden Computer Selbst ein Jahrzehnt sp ter als Hans Heinrich Voigt und ich versuchten in G ttingen ein gemeinsam von der Universit t und der Max Planck Gesellschaft betrie benes Rechenzentrum zu schaffen lie en uns Kol legen durchblicken dass ihrer Meinung nach Com puter zwar sehr wichtig sind dass aber ein guter Mathematiker oder ein guter theoretische
62. er Zahl spur GWDG Nachrichten 4 2010 Das freie Bit 52 dient zur Kontrolle Ist es ungleich 0 wird ein Alarm wegen Bereichs berschreitung aus gel st Zahl ist gt 8 4 9 2 Die Befehlsdarstellung In ein Computerwort der L nge von 50 Bits ein Sek tor auf der Trommel werden zwei Befehle einge f gt Befehle frei frei Paul z aA w z ANEEN BEBBEDIENEE 3 Befehl gerade Adresse Befehl ungerade Adresse Co Derbi N AT z Befehls Adresse z JL 13 123 JU Operation Schritt Sektor Zahlen Adresse Spur Abb 22 Die Befehlsdarstellung oben Zelle einer Kommandospur unten Aufbau eines Befehls Die Zeitachse zeigt in Abb 21 und 22 von links nach rechts d h das niedrigstwertige Bit wird zuerst ver arbeitet beim Befehl ist dies der Schrittimpuls 4 9 3 Der Befehlsvorrat der G2 Die G2 verf gt ber 64 Befehle Kommandos die in der Maschine verdrahtete Operationen ausl sen Gekennzeichnet werden die Befehle mit einem Buchstaben oder Symbol oder mit ihrer dualen Ver schl sselung ausgedr ckt mit zwei Oktalzahlen Es beginnt mit den Befehlen 00 und O1 Symbol F mit der Wirkung Stop die sich nur dadurch unter scheiden dass bei O1 das Schritt Bit gesetzt ist was bei diesem Befehl keine Wirkung hat Der h ch ste Befehl 76
63. europ ische Elektronen Rechen maschine in den R umen des Max Planck Instituts ihre Bew hrungs probe besteht ist Dr Billing bereits im Begriff eine noch vollkomme nere Ausf h zu entwickeln die als G 2 1953 in Betrieb genommen werden soll Sie ist der G 1 in der Geschwindigkeit um das Zehnfache berlegen kann statt 26 etwa 2000 Zahlen in ihrem Ged chtnis behalten und besitzt au erdem die F higkeit bei schwierigen Rechenaufgaben selbstt tig gewisse Entscheidungen zu treffen indem sie automatisch bestimmt welche von zwei anfallen den Rechenoperationen sie zuerst ausf hren soll Eine Bezeichnung aber lassen die G ttinger Wissen schaftler bei aller Genugtuung ber diese erfolgreiche Konstruktion nicht gelten die G 1 ist kein Elektronen Gehirn sie ist nichts weiter als ein Hilfsger t des mit ihr arbeiten den sch pferischen Menschen Aus dem kult und gr ndete er mit Mitarbeiter der Freiburg im Breisgau Gegenwart in schrift Die Ein Kongre der Internationa itikervereini Am Wochenende hatten sich in Flens burg mehr als 5000 S nger aus Schleswig Holstein und Hamburg zum 26 Schles Motto Das deu renr stadt ausgerichtet wer und die Fahnen und Wimpel von 165 Ve reinen und Lieder Abb 5 Artikel in der Hamburger Freie Presse am 15 Juli 1952 19 GWDG Nachrichten 4 2010 4 4 Die G1 war noch eine kleine langsame Maschine 2 bis 3 Operati
64. h der G 1 ist beinahe unbegrenzt Gegenw rtig wird sie dazu benutzt um die Bah nen zu berechnen auf denen sich die von Professor Helsen a kosmischen H henstrahlen im Ma gnetfeld der Erde bewegen Auch die Bahnen von Elektronen die um einen Atomkern kreisen lassen sich mit der G 1 genauestens errechnen eine Aufgabe die bisher nur bei sehr einfachen Atomen durchgef hrt werden konnte Gerade an den kom plizierter gebauten Atomen aber ist die Astrophysik im h chsten Ma e interessiert denn die Spektrallinien dieser Atome erlauben den Wissen schaftlern ziemlich sichere R ck schl sse auf den Aufbau der Sonne und anderer Sternensysteme Ebbe und Flut k nnen bereits auf Jahr tausende im voraus errechnet wer den da man nun die M glichkeit be sitzt die f r den Eintritt der Gezei ten entscheidende Mondbahn genau vorherzubestimmen Was fr her zehn geschulte Rechner mit mechanischen Rechenmaschinen leisteten verrichtet die G 1 heute mit einer ans Wunderbare grenzen den Selbstverst ndlichkeit Auf einer elektrischen Schreibmaschine die etwa einem Fernschreiber hnelt werden die Aufgaben niedergeschrie ben mit einer Rechenanweisung ver sehen wird der ganze Vorgang so dann durch einen Lochstreifen der G 1 sozusagen zugesprochen die automatisch alle ihr erteilten Kom mandos ausf hrt und die Resultate nun wiederum von der Schreib maschine selbstt tig drucken l t W hrend die erste kontinental
65. ich zur Verf gung stehen Der Zugangsrechner die gwdu103 mit dem internen Namen gwdn203 hat ebenfalls zwei Quad Core Prozessoren aber 48 GByte Hauptspeicher und 1 TByte Plattenspeicher von denen 900 GByte f r einen work Bereich zur Verf gung stehen der per NFS im gesamten Cluster gemountet ist Mit einer Gesamtleistung der insgesamt 1 504 Rechenkerne von 15 2 TFlop s einem verteilten Hauptspeicher von 6 7 TByte und einem verteilten lokalen Plattenspeicher von 188 TByte ist der Neha lem Cluster das zur Zeit leistungsst rkste Rechner system bei der GWDG fs pari Fileserver fs par2 Ethernet Netz sowie ein Service Fast Ethernet Netzwerk Wie Abb 2 zeigt ist das Infiniband Netz GWDG Nachrichten 4 2010 hierarchisch aufgebaut wobei in der unteren Schicht elf sogenannte Edge Switches Voltaire 4036 QDR Infiniband Switches mit je 36 IB Ports die direkte Kopplung jedes einzelnen Knoten ber einen ConnectX DDR HCA mit dem Infiniband Netz gew hrleisten Dar ber liegt eine Schicht von 6 baugleichen aber wegen ihrer Funktion Spine Swit ches genannte QDR Infiniband Switches Diese sind mit jedem der elf Edge Switches mit einem Trunk von drei Infiniband Kabeln verbunden und schaffen so ein durchg ngiges fully non blocking ODR Infinipand Netzwerk Ar Par sul Tach DR rS Abb 3 Cluster Verkabelung schwarz Infini band grau Gigabit Ethernet gr n Ser vice Netz 2 2 2 Energieverbrauch
66. icht anerkannt werden 5 1 5 Kursorte Alle Kurse finden in R umen der GWDG statt Der Kursraum und der Vortragsraum der GWDG befin den sich im Turm 5 bzw 6 UG des Max Planck Instituts f r biophysikalische Chemie Am Fa berg 11 37077 G ttingen Die Wegbeschreibung zur GWDG bzw zum Max Planck Institut f r biophysi kalische Chemie sowie der Lageplan sind im WWW unter dem URL GWDG Nachrichten 4 2010 http www gwdg de index php id 13 zu finden 5 1 6 Ausf hrliche und aktuelle Informationen Ausf hrliche Informationen zu den Kursen insbe sondere zu den Kursinhalten und R umen sowie aktuelle kurzfristige Informationen zum Status der Kurse sind im WWW unter dem URL http www gwdg de index php id 57 zu finden Anfragen zu den Kursen k nnen an die Service Hotline bzw Information per Telefon unter der Nummer 0551 201 1523 oder per E Mail an die Adresse support gwdog de gerichtet werden 5 2 Kurse von Mai bis Dezember 2010 in thematischer bersicht EDV Grundlagen und Sonstiges 15 11 2010 17 11 2010 Kurse Termine Vortragende Datenschutz Verarbeitung personenbezogener 18 06 2010 Dr Grieger Daten auf den Rechenanlagen der GWDG F hrung durch das Rechnermuseum 07 05 2010 Ey ell 11 06 2010 06 08 2010 03 09 2010 01 10 2010 29 10 2010 26 11 2010 Betriebssysteme Kurse Termine Vortragende Schnellkurs UNIX f r Windows Benutzer mit bun 15 06 2010 16 06
67. illing war jedoch nicht gro da man noch bis 1949 daran dachte f r die zu diesem Zweck in G ttingen gegr ndete Firma Rechenautomaten GmbH in den R umlichkeiten des Instituts f r Instrumentenkunde eine Weiterent wicklung der analogen Integrieranlage der Vor kriegsfirma Askania zu fertigen Dies ging jedoch schlie lich zu Ungunsten des Standorts G ttingen aus die Integrieranlage wurde bei Schoppe und Faeser in Minden entwickelt und gebaut Heinz Billing f hrte noch vor Weihnachten einer Gruppe darunter Werner Heisenberg Konrad Zuse und Ludwig Biermann seine Versuchsanordnung mit Umlaufspeicher und Addierwerk funktionsf hig vor Konrad Zuse schreibt Ich erinnere mich noch gut an die erste Vorf hrung einer Speichertrommel durch Dr Billing in G ttingen Ehrlich gesagt habe ich die Bedeutung dieser Erfindung damals nicht erkannt Selber Erfinder zu sein hei t eben noch nicht da man in jedem Fall seine Kollegen ver steht Tats chlich war die Trommel auf Jahre hinaus der weitaus wirtschaftlichste Speicher f r elektroni sche Rechenmaschinen 2 Dann verlie auch Heinz Billing der Mut Professor Myers Leiter des Department of Electrical Enginee ring an der Universit t Sydney der dort mit der Ent wicklung elektronischer Rechenmaschinen begin nen wollte kam nach einer Reise durch die USA und England kurz vor Weihnachten nach G ttingen und besuchte Billing Beeindruckt von der Magnet trommel fragte e
68. ion geschieht dann durch Addition der Partialprodukte zum Akkumulatorinhalt bei Ver schiebung des Multiplikanden um jeweils eine Zif fernl nge pro Addition Die Division Die Division wird nach dem von John von Neu mann beschriebenen Verfahren durchgef hrt wel ches f r maschinelle Division im Dualsystem beson ders geeignet ist Der Dividend wird dabei zun chst in den Akkumulator und der Divisor nach Md ver bracht Der errechnete Quotient wird Ziffer f r Ziffer in Mr aufgebaut und am Schluss der Operation nach L schung des Restes des Dividenden zum Akku mulator berf hrt Das Werk zum Wurzelziehen Ein fest eingebautes Werk zum Wurzelziehen erwies sich bei der H ufigkeit von Wurzeloperatio nen bei den zu berechnenden Aufgaben als sinn voll Es erforderte 20 zus tzliche R hren Das zum Wurzelziehen verwendete Verfahren ist von Zuse angegeben worden Die Wurzel selbst wird aus technischen Gr nden in Md und Mr gleichzeitig auf gebaut und ersetzt zum Schluss im Akkumulator den Radikanden 4 4 4 Das Befehlswerk Das Befehlswerk steuert die Ausf hrung der einzel nen Operationen im Rechenwerk den Zahlenver kehr zwischen Speicher und Rechenwerk und den Betrieb der Lochstreifenleser Es wird von der Schreibmaschine und den Lochstreifen gesteuert Mit Hilfe eines Schaltwellengenerators werden die vom Eingabewerk einlaufenden Rechenbefehle zur Ausf hrung gebracht indem die zum jeweiligen Befehl geh rigen Schaltwe
69. itet Hermann hlmann entwarf die Schaltungen Arno Carlsberg und H Seibt bauten sie zusammen wor auf hlmann diese testete Heinz Billing dachte ab 1953 ber eine parallele Rechenmaschine mit modernster Technologie G3 nach Nach erfolgter berf hrung der G1 in das MPI f r Physik im November 1952 konnte intensiv an der G2 gebaut werden Die wegen der vorrangigen Fertigstellung der G1 zur ckgestellte G2 ging im Dezember 1954 in einen provisorischen Betrieb Das war lange bevor die Industrie entsprechende Rechenanlagen liefern konnte 4 9 Die G2 ist wie die G1 eine seriell arbeitende Maschine Die Zahlendarstellung ist dual mit festem Komma Im Gegensatz zur G1 wird bei der G2 das Rechenprogramm vom Lochstreifen auf die Magnettrommel geladen und von dort ausgef hrt intern gespeichertes Programm So besteht die M glichkeit w hrend des Programmablaufs Befehle und Daten des Programms durch das Pro gramm ndern zu lassen Beschreibung der G2 4 9 1 Die Festkommazahlen haben eine L nge von 50 Bits und wie die G1 das Dezimalkomma hinter der dritten Dualstelle womit sich ein Zahlenbereich von 7 99999999999999 15 Dezimalstellen ergibt Die Zahlendarstellung Kennzeichen Kontrollstelle frei Va Zahlen 7 M w TPIP 123 47 52 53 58 Dezimalkomma Abb 21 Die Zahlendarstellung Zelle ein
70. itung Aus den 50 Trommelumdrehungen pro Sekunde ergibt sich eine Bitfolgefrequenz von knapp 8 000 Bit sec Diese serielle Bitfrequenz konnte im Rechenwerk problemlos verarbeitet wer den Bei dieser kleinen Rechengeschwindigkeit konnten neben Elektronenr hren auch Relais ver wendet werden Wir wu ten von Konrad Zuse da Relais ganz zuverl ssig arbeiteten wenn man es vermied die Kontakte unter Strom zu schalten Trotzdem war der Relaiskasten lange eine Quelle vieler rgernisse Das Rechenwerk besteht aus drei Registern dem Akkumulator dem Multiplikanden und dem Multipli katorregister Md und Mr Eine zentrale Stelle nimmt der Verteiler ein 1 Heinz Billing Die G ttinger Rechenmaschi nen G1 G2 und G3 im MPG Spiegel 4 82 GWDG Nachrichten 4 2010 Der Akkumulator Das Addieren und Subtrahieren geschieht mit dem Akkumulator der einen der genannten dynami schen Speicher enth lt Eine dem Akkumulator zugef hrte Zahl wird zum vorherigen Akkumulator inhalt hinzuaddiert oder von ihm abgezogen W hend im Akkumulator die Resultate der Rechen operationen anfallen dienen die beiden anderen dynamischen Speicher zur Aufnahme der bei der jeweiligen Rechenoperation ben tigten Operatoren z B Multiplikand und Multiplikator bei der Multipli kation Multiplikandenregister und Multiplikatorregi ster Bei der Multiplikation wird zun chst das 20 stellige Produkt 64 Bits errechnet aber anschlie end auf
71. iversit ten laufenden Computerent wicklungen Gute Ideen aus G ttingen finden nun viel leichter den Weg zu den Entwicklungen in Darmstadt DERA und M nchen PERM und umgekehrt Im Herbst 1952 hielt Ludwig Biermann im Physikali schen Kolloquium der Universit t G ttingen einen Vortrag ber die G1 die G2 und ihre Einsatzm g lichkeiten Bei den Zuh rern berwog noch die Skepsis Vom 19 bis 21 M rz 1953 wurden in G ttingen von Experten aller westdeutschen Orte von Rechenma schinen Entwicklungen Vortr ge ber Rechenanla gen anl sslich einer Tagung der Kommission Rechenanlagen der DFG mit 126 Teilnehmern gehalten 1 Zitiert aus der Autobiographie Ein Leben zwi schen Forschung und Praxis Heinz Billing und dem Vortrag Die G ttinger Rechenma schinen G1 G2 G3 gehalten in G ttingen am 19 06 1980 30 Am 19 September 1954 hielt Heinz Billing in Ham burg auf der Jahrestagung der Deutschen Physika lischen Gesellschaft einen Vortrag ber die Rechen maschinen 4 7 5 Das Ende der G1 Die G1 wurde am 30 Juni 1958 in G ttingen abge schaltet und beim Umzug nach M nchen mitge nommen Dort lief sie noch bis 1965 an der Univer sit t und wurde dann verschrottet Erhalten blieb lediglich der Trommelspeicher Er wird im Deutschen Museum ausgestellt siehe Abb 7 und 8 4 8 DieG2 Schon w hrend des Baus der kleinen Maschine G1 wurde an der gro en Maschine G2 gearbe
72. le DV Versorgung der Hochschulinstitute vorsieht und die neue Rolle der Hochschulrechen zentren definierte Mitgestaltet hat er au erdem das Netzmemorandum der DFG aus dem Jahr 1987 das die Grundlage f r die Errichtung und Finanzie rung des DFN Vereins gewesen ist Seine Kompetenz und Erfahrung hat er aber nicht nur in Gremien weitergegeben sondern auch in der Lehre im Fachbereich Wirtschaftswissenschaften an der Universit t G ttingen Dort war er von 1982 bis 1985 Lehrbeauftragter f r Organisation und Nut zung von Rechenzentren Im Jahr 1985 wurde er dann zum Honorarprofessor ernannt Im Jahr 1998 ein Jahr nach seinem Eintritt in den wohlverdienten Ruhestand wurde ihm dann f r seine Verdienste von Thomas Oppermann dem damaligen Nieders chsischen Minister f r Wissen schaft und Kultur das Verdienstkreuz 1 Klasse des Verdienstordens der Bundesrepublik Deutschland berreicht Mit Prof Wall verlieren G ttingen und die Informatik eine Pers nlichkeit die ganz wesentlich zur voraus schauenden Gestaltung eines verteilten Informati onsversorgungssystems und der dezentralen Infor mationsverarbeitung am Wissenschaftsstandort G ttingen und dar ber hinaus in ganz Deutschland beigetragen hat Wir die GWDG mit allen Mitarbei terinnen und Mitarbeitern und den Gesellschaftern werden uns in gro er Dankbarkeit an ihn erinnern Neumair 2 Neuer Parallelrechner bei der GWDG Nehalem Cluster der Firma NEC 2 1 Einleitung W
73. leiche Verfahren rat deckt Zephir ein elektronisches aghen das seit 3950 Texte In fremde SPrt pe bersetzt hat sein Vokabelverzeit Mie no reits aut einer Magnetophon Tromm rgines Hlert Diese Maschinen haben 6 und den Nachteil da sie nur w r nicht sinngem bersetzen rominel G 1 hat eme Majmetophon Tr und yon 15 Zentimeter Durchmes 4ucht 20 Zentimeter Linge Das Wort S nur nis f r diesen Zahlenspeicher dar pyg verwenden wer auch bereit ist ckver m chal a Kreis Weiterrech enetophonband mit einer Beet hoven Sinfonie als musikali sches Ged chtnis anzusprechen schr nkt Dr Heinz Billing ein G 1 der kleinere Rechen Roboter der noch im Juni ein gesetzt werden soll sieht einer sp nischen Wand hnlich Eine mehrfach gefaltete Metallwand ist auf der Vorderseite mit 470 gcospenstisch glimmenden Radio r hren und einigen Dutzend Kontroll mpchen besetzt Die R ickseile ist ein Gewirr von Dr hten und Spulen so dicht wio das Geflecht eines Korb sessols Befehle werden auf einer Schreibmaschine erteilt Die Tastatur ist ebenso gro wie die einer gew hnlichen B ro Schreibmaschine Mit je der Taste kann ein bestimm tea Kommando gegeben wer den Das kleine p zum Beispiel das hinter die Ziffern einer Zahl geschrieben wird bedeu tet Diese Zahl ist positiv Das kleine m hei t Multipliziere mit Das gro e S sagt der Maschine da
74. llen hergestellt werden welche zu den richtigen Zeiten Verbindungswege zwischen den Recheneinheiten ffnen bzw die 1 Preliminary Discussions of the logical Design of an Electronic Computing Instrument by A W Burks Goldstine v Neumann Institute for Advanced Study Princeton 1947 2 Rutishauser Speiser Stiefel Programmge steuerte digitale Rechenger te Z f angew Math Phys 1 1950 S 356 23 Recheneinheiten steuern Die von den Schreibma schinentasten bzw Lochstreifenlesern erregten Relais legen den auszuf hrenden Befehl fest die eigentliche Operation wird rein elektronisch gesteu ert Mit dem Begriff Schaltwellen sind Impulse gemeint die zu einem bestimmten Zeitpunkt relativ zum Trommelumlauf beginnen und zu einem bestimmten Zeitpunkt enden Bei der Beschrei bung des Befehlsablaufs weiter unten wird dies deutlicher 4 4 5 Das Synchronisationswerk Das Synchronisationswerk h lt alle Teile der Maschine untereinander und mit der Speichertrom mel im Gleichtakt Es sorgt f r die richtige zeitliche Abstimmung der in den einzelnen Maschinenele menten auszuf hrenden Operationen Da es von der Trommel her gesteuert wird sind deren Dreh zahlschwankungen v llig unkritisch Das Synchronisationswerk besteht aus einem fest mit der Magnettrommel verbundenen eisernen Zahnrad mit 144 Z hnen die Uhr dessen Lese magnet pro Trommelumdrehung in gleichen Abst nden 144 Impulse abgibt In den Speiche
75. losen Band zusammengeklebt werden k nnen Bei gr eren Rechnungen ist ein einzelnes Loch band nicht ausreichend vor allem wenn ein Loch band noch als zus tzlicher Zahlenspeicher benutzt werden soll 1 Zitiert aus H Billing W Hopmann A Sch ter Die G ttinger bandgesteuerte Rechen maschine G1 Jan Feb 1953 in ZAMM GWDG Nachrichten 4 2010 Lochstreifeneingabe Eine hinter dem Lochstreifenleser angeordnete Relaispyramide der Entschl sseler mit f nf Eing ngen und 32 Ausg ngen bewirkt dass ent sprechend der jeweiligen Lochkombination der zugeh rige Ausgang der Pyramide unter Strom gesetzt wird Dieser Strom bet tigt das gleiche Relais das bei Arbeiten von der Tastatur aus sonst bei Dr cken der zu dem betreffenden Befehl geh renden Schreibmaschinentaste erregt wird Lochstreifenausgabe Der LS Stanzer locht je nach Einstellung eines 7 stufigen Wahlschalters siehe Abb 18 rechts oben 1 in Verbindung mit Befehl gedruckte Resultate 9 gleichzeitig 2 in fertig verschl sselter Form das was von Hand auf der Schreibmaschine eingegeben wird 3 6 das jeweils auf den LS Lesern a bis d lau fende Programm Stellung 7 schaltet den Stanzer ab Die Ansteuerung des Stanzers geschieht mittels einer Gleichrichterpyramide mit 32 Eing ngen und f nf Ausg ngen die mit den f nf Eing ngen des Stanzers verbunden sind Die 32 Eing nge der Pyramide
76. m Verteiler kommende Zahl zum bisherigen Akkumu latorinhalt addiert werden Auf den Befehl 6 hin ist zun chst der Inhalt von Speicher 6 zum Verteiler zu berf hren rote Linien in Abb 17 und anschlie end die Addition des Ver teilerinhaltes zum Akkumulator vorzunehmen Der Verteiler ist ein dynamisches Register von wahl weise ein oder zwei Zahlenl ngen Umlaufsdauer Der Speicher 6 ist auf der Speichertrommel im null ten Quadranten der Spur 3 untergebracht Da jeder Quadrant eine L nge von 36 Dualpositionen besitzt ist daher zun chst an der Speichertrommel der Relaiskontakt von Spur 3 zu schlie en und dann das Gatter Gate zwischen Trommel und Verteiler f r die Zeit 36 bis 72 zu ffnen In dieser Zeit l uft der nullte Quadrant unter dem Lesekopf durch Der Nullpunkt der Zeitskala ist definiert durch einen am Beginn des dritten Quadranten auf der Speicher trommel fest angebrachten eisernen Zahn der unter einem besonderen Magnetkopf durchl uft Zur Addition der 32 Dualziffern des Verteilerinhaltes GWDG Nachrichten 4 2010 also ohne Vorzeichen zum Akkumulator wird in der folgenden Umdrehung das Gatter zwischen Ver teiler und Addierwerk f r die Zeit 180 1 2 bis 212 1 2 gez hlt vom Beginn der ersten Umdrehung ge ff net Wichtig ist dass die ffnung der beiden besprochenen Gatter zur Ausf hrung des Befehls genau einmal f r die angegebenen Zeiten geschieht Technisch wird die Ausf hrung des Befehls
77. mit zu wenig Elan verfolgt Von den alten Mitarbeitern blieb also nur Fritz Schuster ein erfahrener Techniker Konstruk teur und Zeichner der bis zu seiner Pensionierung bei Billing geblieben ist Zwei Wissenschafler konnte Billing einstellen im Juli 1950 Hermann hlmann und im Januar 1951 Wilhelm Hopmann beide Diplom Physiker Als Elektrotechniker die im Wesentlichen die Schaltun gen zusammenl ten sollten stellte er den Rund 1 Aus der im SUPERBRAIN Verlag D sseldorf ver ffentlichten Autobiografie Ein Leben zwi schen Forschung und Praxis Heinz Billing funktechniker Arno Carlsberg und sp ter H Seibt ein Weiterhin stellte er den Mechanikermeister Hans Lindner der w hrend des Krieges bei der AVA war und nun im G ttinger Filmstudio wegen dessen Niedergang keinen sicheren Arbeitsplatz mehr hatte ein Mit seiner kleinen Arbeitsgruppe Numerische Rechenmaschinen entwickelte Billing nun in einer sehr engen Arbeitsgemeinschaft mit der Gruppe um Ludwig Biermann in den Jahren 1950 bis 1960 die viel beachteten Rechenautomaten G1 G2 und G3 jeder Typ etwa zehnmal schneller als sein Vorg n ger 4 2 2 Materialbeschaffung Die Finanzierung war gesichert Heisenberg hatte aus dem Marshallplan 200 000 DM erhalten Geld f r die Beschaffung von R hren Widerst nden usw stand damit zur Verf gung Problematisch war allerdings die Ausstattung mit Laborger ten die man aus neuer Fertigung noch nich
78. mm zu sch tzen Dann kam f r Heinz Billing ein Marschbefehl nach Hamburg zum Wetterdienst Beziehungen hatten dabei geholfen berraschend f r Billing wurde er Anfang 1941 UK unabk mmlich gestellt und zwar bewirkte dies sein ehemaliger Institutsdirektor K ner von der AVA in G ttingen Heinz Billing kam also wieder nach G ttingen Er konnte wieder in seine Bude in der B rgerstra e 32a bei Fr ulein Mann einziehen Die berufliche Aufgabe Billings bestand nun darin Mikrofone zu entwickeln die an Bord von Jagdflug zeugen Feindflugzeuge erfassen und orten konn ten Die Weiterentwicklung des Radars machte sp ter die erfolgreichen Entwicklungen Billings belang los Ein weiteres erfolglos gebliebenes Projekt legte jedoch den Grundstein zu Billings Erfindung des Magnettrommelspeichers nach dem Krieg Es ging darum die Propellerger usche eines Flugzeugs f r die Aufnahme anderer Ger usche zu d mpfen was Billing mit einem Magnetophonband auf dem eine Endlosschleife lief bewirken konnte Durch Sub traktion des aufgenommenen Schalls wurde der Propellerklang kompensiert Dies funktionierte jedoch nur im Labor nicht aber im Flugzeug Am 3 Oktober 1943 heiratete Heinz Billing in Salzwedel Anneliese Oetker Beide wohnten bei Fr ulein Mann bis sie im Sommer 1944 in die Schule in der Anneliese als Lehrerin unterrichtete umziehen konnten Am 18 November 1944 wurde ihr Sohn Heiner geboren Im Jahr 1945 zog die
79. nistration Dr Sippel 09 15 12 00 Uhr und 13 30 16 00 Uhr UNIX Linux Server Grundlagen Dr Heuer 08 12 2010 09 12 2010 01 12 2010 8 der Administration Dr Sippel 09 15 12 00 Uhr und 13 30 16 00 Uhr UNIX Linux Systemsicherheit f r Dr Heuer 10 12 2010 03 12 2010 4 Administratoren Dr Sippel 09 15 12 00 Uhr und 41 GWDG Nachricht en 4 2010 6 Betriebsstatistik M rz 2010 6 1 Nutzung der Rechenanlagen 6 2 _Betriebsunterbrechungen Zahl der CPU z System Rechner Prozessoren Stunden St ningen pflege Rechner PC Net Linux Opteron 96 4 652 70 ale es 3 E 8 2 SGI Altix 508 354 917 56 bz amp 7 7 Woodekrest Cluster 604 359 403 48 UNIX Cluster 0 0 Linux Opteron 0 0 SGI Altix 0 0 Woodcrest Cluster 0 0 PC Netz 1 4 00 0 Nameserver 0 0 Mailsysteme 0 0 7 Autoren dieser Ausgabe Name Artikel E Mail Adresse Telefon Nr Manfred EyBell Heinz Billing der E deutschen Elektronenrechner Teil 1 rbauer der ersten meyssel gwdg de 0551 201 1539 Prof Dr Oswald Haan Neuer Parallelrechner bei der GWDG Nehalem Cluster der Firma NEC ohaan gwdg de 0551 201 1552 Prof Dr Bernhard Neumair Professor Dr Dieter Wall verstorben Bernhard Neumair gwdg de 0551 201 1545 Michael Reimann Datenschutz in sozial en Netzwerken Michael Reimann gwdg de 0551 201 1826
80. nresultate zeigten ihm ob alles richtig lief Rudolf Kippenhahn schreibt Heute wei jeder Pro grammierer wie Programmschleifen zu schreiben sind Aber keiner wei mehr da Schleifen nicht einfach mit Uhu zusammengeklebt werden d rfen weil sie sonst in den Leseger ten stecken bleiben Man mu den Klebstoff mit Aceton verd nnen Mit dem Lochstreifenstanzer konnten Ergebnisse zur direkten Weiterverwendung bei weiteren Recheng ngen ausgegeben werden Zur Arbeit mit der G1 schreibt Rudolf Kippenhahn Wenn die Maschine pl tzlich stehen bleibt etwa weil irgendetwas falsch programmiert war lief die Uhr welche die zugeteilte Zeit z hlte weiter Man stand also unter dem Zwang m glichst schnell das Programm zu ndern damit die zugeteilte Zeit nicht verstrich Jeder kam einmal in diese Situation und wir lernten vor der stehenden Maschine ist man beliebig dumm Die Angst Rechenzeit zu verlieren l hmt alle Kreativit t 4 7 3 Benutzerschaft der G1 Schon w hrend des Baus der Maschine gab es ein w chentliches Seminar an dem Erbauer und Benutzer teilnahmen F r die Maschinen geeignete numerische Verfahren wurden diskutiert wobei mehr und mehr Gewicht auf die Programmierung der G2 gelegt wurde 1953 bestand die Rechengruppe des Max Planck Instituts f r Physik aus drei Rechnern und drei auf das Rechnen spezialisierten Wissenschaftlern Im ersten halben Jahr hatten etwa zehn weitere Perso nen mit sel
81. nten wird das gesamte Tastenfeld w hrend der Ausf hrung eines Befehls blockiert Das wirkt sich paraktisch nur bei den Befehlen Multiplikation Divi sion und Wurzelziehen aus da s mtliche anderen Befehle in weniger als einer Zehntelsekunde ausge f hrt werden Lochstreifenleser Zur automatischen Eingabe von Ziffern und Befehls folgen steht ein Satz von vier Lochstreifenlesern zur Verf gung Der Lochstreifenstanzer Ein Lochstreifenstanzer kann als zus tzlicher Zah lenspeicher dienen denn auf die in den Lochstrei fen gestanzten Zahlen kann ber vier Lochstreifen leser wieder zugegriffen werden allerdings nur in der Reihenfolge in der die Zahlen gelocht sind wobei beim Lesen zwischen den vier Lochstreifen lesern gewechselt werden kann 4 4 7 Die Befehle Da der verwendete 5 Spur Lochstreifen pro Zeichen 2 32 Kodierungsm glichkeiten erlaubte wurden 32 Befehle geschaffen Befehls und Zahleneingabe Bei Zahleneingabe und ausgabe wird die notwen dige Umwandlung vom Dezimal ins Dualsystem und umgekehrt im langen Zyklus des Verteilers durchgef hrt Weg L2 nach S siehe Abb 11 Eine Zahl Z Z lt 8 wird in die Maschine eingege ben indem zun chst die Stelle vor dem Komma auch wenn sie gleich Null ist dann h chstens 9 weitere Stellen durch Anschlag der entsprechenden Zifferntasten und zum Schluss das Vorzeichen mit den Tasten p positiv oder n negativ einzeln ein gegeben werden Die Zahl wi
82. oiate wie Abb 3 Seite 32 in Der Spiegel vom 18 Juni 1952 17 lich geformte L cher in bestimmten diese Weise notierten Zahlen sp ter Bew ltigung der Aufgabe h tte normaler weise drei Generationen gedauert 100 Jahre lang tiglich 8 Stunden Rechen arbeit Die Art der Aufgabe machte s auch unm glich die Arbeit etwa dur 109 Mathemaliker auf 1 Jahr zu redu zieren da man nicht nebeneinander son dern nur nacheinander rechnen konnte Das Elektronengehirn errechnete das Er schnis in 103 Stunden Der amerikanischen Forschung siehen heute schon Denk Monster zur jai f gung die in einer einzigen Stunde ibt Million Multiplikationen schaffen Es BlbF Apparate die in tma Sekunde zwel zehn stellige Zahlen multiplizieren de Schon einige Wochen vor Kriegen hatte der deutsche Ingenieur Konra Tp in G tlingen seine Z 4 vorgef hrt eigo Relaismaschine die in der Arbeitswe pi dem amerikanischen Mark I vergleichbit war Aber erst jetzt sieben Jahre sp ter k nnen die deutschen Forscher mit a ersten elektronischen Maschine aufwarken Sie ist von einem Team Astrophysik Professor Dr Ludwig Biermann un itut Arnulf Schl ter vom Max Planck Inf H f r Physik Dr Heinz Billing und DI Phys Wilhelm Hopmann vom Max P alt Institut f r Instrumentenkunde entwl erprobt worden och Das deutscho Ger t G 1 arbeitet P niht a schneller als die amerikan ert ist aber einfacher ENIAC brauchte noch hundert
83. onen pro Sekunde denn der Haupt gesichtspunkt bei der Entwicklung der G1 war der Wunsch m glichst schnell eine Maschine zu besit zen mit der man rechnen kann Die eigentlich geplante gro e Maschine wurde erstmal zur ck gestellt Beschreibung der G1 Abb 6 Die G1 im Labor 4 4 1 Der Magnettrommelspeicher Abb 7 Der Magnettrommelspeicher der G1 im Deutschen Museum in M nchen 1 Aus der im SUPERBRAIN Verlag D sseldorf ver ffentlichten Autobiografie Ein Leben zwi schen Forschung und Praxis Heinz Billing 20 lt lt GEMOG A y Elektrotechn Inst Werkston f r Elektro Motos G GOTTIN t eg stia nr Re nn nn ar iD MOT Birinecht e u Fu a Abb 8 Firmenschild auf dem Antriebsmotor des Trommelspeichers der G1 Die Speichertrommel besteht aus einem vollen Bon durzylinder von 17 cm L nge und 8 8 cm Durch messer und wird mit der horizontal liegenden Welle eines 0 3 kW Drehstrommotors mit 3 000 Upm gedreht Die magnetisierbare Oberfl che ist herge stellt durch Aufspritzen einer zur Magnetophon bandherstellung entwickelten Magnetit Dispersion y Fes O3 Diese Schicht ist etwa 0 03 mm dick Der Abstand zwischen Trommeloberfl che und den Lesemagneten betr gt ca 1 20 mm Die Repr sen tation der Dualziffern O und 1 erfolgt durch tangen tiales Magnetisieren senkrecht zur Achse bis zur S ttigung in der einen oder anderen Richtung
84. op 4 9 8 Das Ein und Ausgabewerk Zur Ausgabe von Ergebnissen auf Papier und auf Lochstreifen war ein Fernschreiber der Marke Lorenz angeschlossen Das Eingabewerk erm glicht folgende Vorg nge vor Beginn des Ablaufs eines Programms a Eingabe von 15 stelligen Dezimalzahlen in auf einanderfolgende Zahlenspeicher b Eingabe von Kommandos in aufeinanderfol gende Kommandospeicher dabei wird eine vor her gespeicherte Konstante zum Adre teil addiert c Eingabe der Adresse des ersten zu f llenden Zahlen bzw Kommandospeichers d Eingabe der f r b bestimmten Konstanten in den Zahlenspeicher Eingabe der Speicheradresse von der aus die Rechnung beginnen soll und Start des Pro gramms durch Ausl sung eines Endimpulses Zur Eingabe wird ein Fernschreiber verwendet Die ser liefert mit Dr cken z B der Zifferntaste 5 einen Impulszug der die duale Verschl sselung der 5 dar stellt Gleichwertig ist das Abtasten einer Lochreihe eines au erhalb der Maschine hergestellten Loch streifens durch den am Fernschreiber angebauten Lochstreifenleser Dieser Impulszug gelangt in die niedrigste Position des Akkumulators Mit jedem Druck auf eine Zifferntaste des Fernschreibers wird der Akkumulatorinhalt mit 10 multipliziert wodurch nach abschlie ender Eingabe von p oder n GWDG Nachrichten 4 2010 schlie lich die gew nschte mehrstellige positive oder negative Dezimalzahl als Dualzahl im Akkumu
85. orschung und Praxis Heinz Billing GWDG Nachrichten 4 2010 4 2 3 Beginn der Arbeit Ludwig Biermann hatte eine Rechnergruppe unter der Leitung von Arnulf Schl ter eingerichtet mit der Billings Gruppe eng zusammenarbeitete Aus England hatte Billing die Idee mitgebracht durch eine geschickte Zifferndarstelung in Wellen schrift NRZ die Kapazit t des Trommelspeichers drastisch zu erh hen siehe Abb 1 Geplant wurde nun eine Maschine mit folgenden Daten e Arbeitsweise seriell Wortl nge 32 Bits e Zahlensystem dual Festkomma Befehlssteuerung intern von der Trommel Trommelspeicher 6 000 Umdrehungen min Kapazit t 4 000 Dualzahlen e Rechengeschwindigkeit 50 Op sec e Ein Ausgabe Lochstreifen elektrische Schreib maschine Aus diesen Vorgaben entstand die 1954 fertigge stellte G2 Die Umdrehungszahl der Trommel musste auf 50 Umdrehungen pro Sekunde reduziert werden nachdem die erste Trommel zu Bruch gegangen war Die Wortl nge wurde auf 51 Bits erh ht 43 DieGi1 Wie es nun zum Bau einer Maschine kam die klei ner als die geplante war beschreibt Billing Als ich im Herbst 1950 gerade so richtig mit den Untersuchungen begonnen hatte wie man die Kapazit t des Trommelspeichers durch die aus England mitgebrachte Wellenschrift und durch klei nere Magnetk pfe und durch besseres Magnetma terial etc m glichst weitgehend erh hen k nnte kam Professor Biermann mit sein
86. ortlaufende GWDG Nachrichten 4 2010 Schreibverst rker K Spurschalter Z ai vom Kdo Laseverst rker ee 3 IEZA aus ber pb ShK Kk Lese u Schreib Verst rker K weiterz hlen am Ende jedes Halbsektors weiter bei Aefehisende Endimpuls Kommando Speicherw hler 42 Abb 24 Das Kommandoger t Die Ausf hrung des in RI abgesetzten Kommandos wird ausgel st durch einen Endimpuls Er bewirkt das Weiterz hlen des Kommandospeicherw hlers um eine Stufe sowie das bertragen des in RI befindlichen Befehls nach RII Von hier aus wird der Befehl unmittelbar ausgef hrt Die Spurwahl erfolgt direkt von RII aus die Sektorwahl analog wie vom Kommandospeicherw hler Der Operationsentschl sseler sorgt daf r dass im Schaltwellengenerator die zur Durchf hrung der Operation n tigen Schaltwellen erzeugt werden Nach Ausf hrung eines jeden Befehls wird ein Endimpuls abgegeben und das inzwischen nach RI gelaufene neue Kommando nach RII bertragen b Anwendung des Schrittbefehls Der Schrittbefehl erm glicht die Ab nderung der Speicheradresse und damit eine Ab nderung des Rechenganges obwohl die Kommandos im Kom mandospeicher K unver ndert bleiben Diese aus gew hlten Kommandos enthalten in ihrem Operati onsteil den Schrittimpuls siehe Abb 22 unten Die ser bewirkt dass das Kommando ber das Schrittregister SR welches ein dynamisches Register ist und
87. pt intel mk1 10 2 2 025 installiert 2 4 Programmstart interaktiv Sehr kurze Tests von MPI Programmen k nnen interaktiv auf der gwdu103 mit dem Kommando mpirun gestartet werden z B mpirun n 2 mpi_exec 2 5 Programmstart Batch Das Batch System LSF sorgt ber einen Fair Share Mechanismus f r eine gerechte Verteilung der Rechenzeit durch die Priorisierung der Jobs eines Benutzers in Abh ngigkeit der in der Vergan genheit abgenommenen Rechenzeit Zur Zeit sind im Batch System die Warteschlangen gwdg x64par2 und gwdg x64par2 long f r den Nehalem Cluster konfiguriert Die Konfiguration der Warteschlangen ist der folgenden Tabelle zu ent nehmen max Warte Anzahl Verweilzeit Verweilzeit schlange CPU Cores Default maximal pro Job gwdg 512 60 min 2 Tage x64par2 gwdg 64 5 Tage 5 Tage x64par2 long Au er den Rechenknoten des Nehalem Clusters sind in diesen Warteschlangen auch die 32 Knoten des Opteron Clusters mit je acht Cores enthalten auf denen f r den Nehalem Cluster erzeugte aus f hrbare Dateien lauff hig sind ausgenommen sol che bei denen durch entsprechende Compiler Optionen speziell f r die Nehalem Architektur opti miert wurde Wird also ein Job in eine der beiden Warteschlangen geschickt wird dieser auf den Kno ten des Nehalem Clusters oder denen des Opteron Clusters nicht jedoch auf einer Kombination von Knoten beider Cluster bearbeitet werden Du
88. r zeichens am Ende dieser Zahl der bergang auf einen anderen LS Leser der z B das Programm der Rechnung enth lt vorgenommen Start Lochband a Jedem Tastenanschlag auf der Schreibmaschine entspricht die Abtastung einer Zeile auf dem Loch streifen 25 o Flo o 0 ro ojlafo t ro rojf oO pOr te Ot e a A e a E 00 djo too 4 00o olhlo oo o 5 000 o 000 6 0000 0 0000 7 0 o Mloo o 8 0 o o Jloo o0 0 9 0 00 Jploo o0o JD 0o oeoo0 nloo rooolLl 000o JXloo0o 000 0 X o000o o0 I 0000 HJ 1000 Zw 0000 oo Abb 17 Die Kodierung der G1 Befehle auf dem Lochstreifen Jedem Operationssymbol und jeder Ziffer ist eine der bei f nf Lochreihen m glichen 32 Kombinatio nen zugeordnet die bei Abtastung durch einen Ent schl sseler entschl sselt und ber 32 Leitungen parallel zu den Kontakten an der Schreibmaschine auf die Rechenmaschine wirken siehe Abb 19 links oben Der Einsatz elektronischer Rechenmaschinen zur Durchf hrung l ngerer Rechnungen lohnt sich nur wenn sich der Rechengang so gestalten l t dass eine im Vergleich zur ganzen Rechnung kurze Folge von Rechenbefehlen immer wieder auf neue Eingangswerte bzw auf bei der Rechnung angefal lene Zwischenresultate angewandt wird Ein Musterbeispiel f r derartige Rechnungen ist die Ite ration Zur Eingabe sich wiederholender Befehlsfolgen werden Lochb nder benutzt die an den Enden zu einem end
89. r Nachwelt erhalten ber die G3 wird in der n chsten Ausgabe der GWDG Nachrichten berichtet Ey ell 5 1 3 Kosten bzw Geb hren Die Kurse sind wie die meisten anderen Leistun gen der GWDG in das interne Kosten und Lei stungsrechnungssystem der GWDG einbezogen Die bei den Kursen angegebenen Arbeitseinheiten AE werden vom jeweiligen Institutskontingent abgezogen F r die Institute der Universit t G ttin gen und der Max Planck Gesellschaft erfolgt keine Abrechnung in EUR 5 1 4 R cktritt und Kursausfall Absagen durch die Teilnehmer oder die zugeh ri gen Gruppenmanager bzw Gesch ftsf hrenden Direktoren k nnen bis zu acht Tagen vor Kursbe ginn erfolgen Bei sp teren Absagen durch die Teil nehmer oder die zugeh rigen Gruppenmanager bzw Gesch ftsf hrenden Direktoren werden die f r die Kurse berechneten Arbeitseinheiten vom jewei ligen Institutskontingent abgebucht Sollte ein Kurs aus irgendwelchen Gr nden zu denen auch die Unterschreitung der Mindestteilnehmerzahl bei Anmeldeschluss sowie die kurzfristige Erkrankung des Kurshalters geh ren abgesagt werden m s sen so werden wir versuchen dies den betroffenen Personen rechtzeitig mitzuteilen Daher sollte bei der Anmeldung auf m glichst vollst ndige Adress angaben inkl Telefonnummer und E Mail Adresse geachtet werden Die Berechnung der Arbeitsein heiten entf llt in diesen F llen selbstverst ndlich Weitergehende Anspr che k nnen jedoch n
90. r Rechenanlage mit Magnetophonspeicher Billing schreibt Was mir der Engl nder nicht verra ten hatte war die Tatsache da sich hinter der Ver z gerungskette eine mit Quecksilber gef llte R hre verbarg in der die Ziffernimpulse als Schallimpulse entlangliefen Diese unvollst ndige Information lei tete mich zwar zun chst in eine falsche Richtung ich dachte an elektrische Verz gerungsketten doch dann kam ich auf die f r mich naheliegende Idee der Magnettrommel Magnetophone und Magnetophonb nder waren n mlich w hrend des Krieges in Deutschland bis zu einem hohen Reife grad entwickelt Ich hatte bereits 1943 aus anderen Gr nden mit einer Anordnung gearbeitet bei der das Band zun chst an einem Gebekopf und dann an einem Empfangskopf vorbeilief Mit der Magnet trommel hatte ich ich meine dank der unvollst n digen Information zuf llig sogar etwas Besseres und vor allem Einfacheres gefunden als es meine englischen Lehrmeister hatten Meine Idee war dabei da der Speicher aus einer rasch rotieren den mit magnetischem Material bedeckten Trom mel bestand auf der die Ziffern wie auf einem 3 Turing Porter und Womersley entwickelten am NPL als Versuchsmodell die Pilot ACE die 1950 fertig wurde Die ACE mit 7 000 R h ren wurde erst 1957 fertiggestellt GWDG Nachrichten 4 2010 Magnetophonband aufgeschrieben wurden Im Januar 1948 machte ich erste Versuche mit einer mit Tonband beklebten
91. r Billing ob dieser zur Mitarbeit nach England oder Australien kommen wollte Bil ling sagte zu denn der ferne Kontinent reizte ihn und er sollte zun chst auf neun Monate ohne Fami lie zur Probe kommen um an der Universit t Syd ney in Australien eine Rechenmaschine mit Magnettrommelspeicher zu entwickeln und zu bauen Am 10 Januar 1949 verfasste Billing eine Notiz an Biermann ber den Entwicklungsstand der G ttin ger Rechenmaschine Mit den Pl nen vom 29 07 1948 ist es langsamer vorangegangen als 2 Zitiert aus Konrad Zuse Der Computer Mein Lebenswerk 2 Auflage Springer Verlag GWDG Nachrichten 4 2010 beabsichtigt wegen W hrungsschwierigkeiten konnte man erst sechs Wochen sp ter beginnen und der Hochfrequenz Ingenieur war ausgefallen Beyerle berlie daraufhin Billing den Ingenieur Wiese und den Konstrukteur Fritz Schuster aus sei ner Mannschaft Am 20 Juni 1949 bergab Billing einen Zwischen bericht auf 34 Seiten mit 30 Bildern mit der Darstel lung der bisherigen Ergebnisse und der zuk nftigen Pl ne ein detailliertes Konzept des geplanten Rechners So konnten Billings Mitarbeiter Wiese und Schuster die Arbeit fortf hren Schuster ber nahm w hrend der Australienzeit die Weiterent wicklung und stand in st ndigem Briefwechsel mit Billing 4 1 8 Sydney Australien Ende Juli 1949 reiste Heinz Billing mit einer Zwi schenstation in England nach Australien ab Beim einw chig
92. r Physiker sie nicht braucht Als der kleine Planet Amor im Anmarsch war schrit ten in G ttingen Peter Stumpff Stefan Temesvary Arnulf Schl ter und Konrad J rgens ans Werk Sie standen vor einer wohlbekannten mathemati schen Aufgabe der L sung eines Systems gew hnlicher Differenzialgleichungen Was man dazu tun muss steht in den Lehrb chern und wenn es nicht so sehr auf Arbeitszeit ankommt die Arbeit macht schlie lich eine Maschine muss man nicht die bisher f r Tischrechenmaschinen entwik kelten zeitsparenden astronomischen Rechenme thoden verwenden sondern kann die Differenzial gleichungen nach wohlbekannten Rezepten l sen Das G ttinger Ergebnis war etwas anders als die von den in Babelsberg nach klassischen Verfahren berechneten Ephemeriden Und dann kam Amor Wo aber stand er am Himmel Dort wo ihn die erfahrenen Babelsberger Rechner einen Platz zugewiesen hatten Nein er stand n her an der Stelle an die ihn die G2 plaziert hatte 1 Rudolf Kippenhahn Als die Computer die Astronomie eroberten GWDG Nachrichten 4 2010 4 12 2 Ende der G2 im Schatten der G3 Die G2 zog mit dem Max Planck Institut f r Physik im Sommer 1958 nach M nchen um wo sie noch zwei Jahre intensiv genutzt wurde und schlie lich ein halbes Jahr nach der Inbetriebnahme der Paral lelmaschine G3 am 30 Juni 1961 au er Betrieb 5 Kurse des Rechenzentrums 5 1 Allgemeine Informationen zum Kursangebot der
93. rch die gr ere Gesamtzahl von Knoten im Verbund der beiden Cluster wird die Wartezeit bis zum Start der Jobs nat rlich verringert Kommt aus speziellen Gr nden f r einen Job nur einer der Cluster in Frage kann durch Vorgabe der Ressourcenparameter model 1E5540 bzw model 02379HE seine Bearbeitung auf dem Neha lem Cluster bzw Opteron Cluster erzwungen wer den Die ausf hrbare Datei mpiprog kann z B mit fol gendem Kommando submittiert werden bsub q gwdg x64par2 a intelmpi n lt nproc gt W lt hh mm gt mpirun lsf lt path_to_mpiprog gt Soll garantiert werden dass der Job auf den Knoten des Nehalem Clusters bzw des Opteron Clusters bearbeitet wird lautet das entsprechende Kom mando bsub q gwdg x64par2 R model IE5540 a intelmpi n lt nproc gt W lt hh mm gt mpirun lsf lt path_to_mpiprog gt bzw bsub q gwdg x64par2 R model 02379HE a intelmpi n lt nproc gt W lt hh mm gt mpirun lsf lt path_to_mpiprog gt Wie gewohnt k nnen Sie nat rlich auch entspre chende Skripte unter Verwendung der BsuB Zei len einsetzen Z B kann ein Job f r das vorinstal lierte Quantenchemie Paket Gaussian09 mit folgen dem Skript gestartet werden bin sh BSUB q gwdg x64par2 BSUB a openmp BSUB n 8 BSUB W 24 00 BSUB C 0 export g09root usr product gaussian g09root g09 bsd g09 profile export GAUSS_SCRDIR scratch g09 input com output log Eine ausf hrliche
94. rd dabei ziffernweise im Verteiler aufgebaut Wenn weniger als zehn Zif fern eingegeben werden werden bei Eingabe des Vorzeichens die fehlenden Ziffern als Nullen auto matisch erg nzt Die so eingegebene Zahl steht nun im Verteiler und kann von dort mittels der Operationen 1a bis 9a siehe Abb 14 weiterverwendet werden Hierzu 24 wird die mit dem Operationssymbol bezeichnete Taste der Schreibmaschine angeschlagen nach Loslassen dieser Taste beginnt sofort die Ausf h rung des Befehls Am Ende der jeweiligen Opera tion ist der Verteiler leer Operationen mit eingegebenen Zahlen Nr Befehl A M lt A Z LAJ Z Ay Z lt M Ay Z My Ay 2 eson NET T Toii ZD ZL Drucke die Zahl Z Drucke und loche die Zahl Z 1 hiernach soll Befehl 4 oder 5 folgen Abb 14 Operationen mit eingegebenen Zahlen lt A gt ist Inhalt des Akkumulators lt M gt ist Inhalt des Multiplikandenregisters und Z ist eine Dezimalzahl Zum Rechnen mit Zahlen aus dem statischen Spei cher wird zun chst die Operation eingegeben Befehle 1b bis 9b siehe Abb 15 und von der Maschine vorgemerkt Die Ausf hrung erfolgt erst nachdem anschlie end durch Anschlag einer Zif ferntaste oder Anschlag einer der Tasten a bis d und einer Zifferntaste der gew nschte Speicher platz eingegeben wurde Operationen mil gespeicherten Zahlen lt A 2 lt A lt 2 lt
95. ren f r die dynamischen Speicher Multipli kandenregister Md Multiplikatorregister Mr Akkumulator Akk und Verteiler V Deren Spuren werden durch dauernd eingeschaltete L schma gnete nach Passieren von zwei Lesek pfen in der Minusrichtung magnetisiert und die Einsen hinter her von den Schreibk pfen neu eingeschrieben siehe Abb 11 Auf diese Weise kann eine gele sene Zahl eine Vierteldrehung sp ter wieder auf die Trommel geschrieben und gleich wieder gelesen werden Damit liegt die Zahl st ndig als Impulsfolge vor die durch das Additionswerk geschickt wird Statische Speicher Es folgen f nf weitere Spuren die in den ersten und dritten Quadranten die festen Umrechnungszahlen aus dem Dezimalsystem in das Dualsystem enthal ten Die Umrechnung geschieht einfach mit Hilfe der dualen quivalente der Zahlen 1 x 10710 2 x 10 3x 10710 9x 10 0 die fest eingespeichert sind jede eingegebene Dezimalzahl wird dann Stelle f r Stelle mit 10 multipliziert und um eine Stelle weiter geschoben In den nullten und zweiten Quadranten enthalten diese Spuren Pl tze f r zehn weitere Zahlen die gespeichert und nach Bedarf aufgerufen werden k nnen die statischen Speicher 0 bis 9 Zyklische statische Speicher Die vier Spuren rechts auf der Trommel nehmen die vier zyklischen Gruppen a b c und d zu je vier sta tischen Speichern auf Wie bei den dynamischen Speichern sind ber jeder Spur ein Schreipmagnet 21
96. rn werden die Uhrimpulse verwendet um die an den dortigen Lesemagneten anfallenden und gestaltm Big und zeitlich schwach verformten Ziffernimpulse zu scharfen Impulsen zu regenerieren Die Z hlwerke des Synchronisationswerkes dienen dem Zweck die 144 Impulse pro Trommeldrehung und zus tzlich die seit Beginn eines Befehles abge laufene Anzahl von Trommelumdrehungen abzu z hlen so dass es m glich ist die Schaltwellen des Befehlswerkes bei Abstimmung auf die jeweilige Trommelstellung zu den richtigen Zeiten beginnen und enden zu lassen 4 4 6 Das Ein und Ausgabewerk Die Schreibmaschine Zur Eingabe von Zahlen und Befehlen sowie zur Ausgabe von Ergebnissen diente die umgebaute Vorkriegsschreibmaschine Mercedes Elektra Unter der Tastatur angebrachte Relaisanker Zug magnete l sten bei 14 Tasten den Druckvorgang aus f r die zehn Ziffern zwei Vorzeichen Zwischen r ume und Wagenr cklauf Unter 32 Tasten der Schreibmaschine sie tragen als Bezeichnung die Ziffern und die Operationssym bole sind zus tzliche Kontakte angebracht womit die entsprechende Ziffer oder das zugeh rige Kom mando der Rechenmaschine zugeleitet wird und dort durch Bet tigen eines Relais die gew nschte Operation ausl st Gleichzeitig wird die Eingabe auf der Schreibmaschine protokolliert Um Rechenfeh GWDG Nachrichten 4 2010 ler auszuschlie en die durch zu schnelle Aufeinan derfolge von zwei Tastenanschl gen auftreten k n
97. rof Dr Dieter Wall am 12 03 2010 im Alter von 77 Jahren verstorben ist waren wir sehr betrof fen Auch heute noch sind viele Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der GWDG t tig die wesentliche Teile ihres Berufslebens mit Herrn Wall geteilt und unter seiner Leitung IT Dienstleistungen f r die G t tinger Forschung und Lehre erbracht haben Er hat die Gr ndung der GWDG vorbereitet bei ihrem Auf bau an entscheidender Stelle mitgewirkt und sie ber viele Jahre als wissenschaftlicher Gesch fts f hrer geleitet und gepr gt Mit gro er Tatkraft und Kompetenz hat er viele neue Entwicklungen in der Informationstechnologie aufgegriffen mitgestaltet und f r den Forschungsstandort G ttingen erschlossen Herr Wall hat zwischen 1952 und 1964 mit Unter brechungen Mathematik und Physik an der RWTH Aachen und den Universit ten M nchen und Ham burg studiert und diese Studien mit dem Staatsex amen f r das h here Lehramt in den genannten bei den F chern abgeschlossen Fast zeitgleich wurde brigens auch seine Tochter Friederike geboren Bereits w hrend seines Studiums hat er mit diver sen Werkstudentent tigkeiten Berufspraxis gesam melt Besonders zu erw hnen ist dass er als stu dentische Hilfskraft am Rechenzentrum der RWTH Aachen die dortige Rechenanlage vom Typ Zuse Z22 programmiert hat der erste deutsche kommer zielle Elektronenrechner der mit interner Program mierung ausgestattet war und in Serie gefertigt
98. s M rz 1953 noch ca 10 15 Ausfallzeit hatte ent fiel insgesamt von den 18 der fehlenden n tzli chen Rechenzeit im Schnitt nur 5 auf unvorher gesehene Ausfallzeit Lebenszeit 01 11 1952 30 06 1958 Von insgesamt 49 560 Stunden im Max Planck Institut f r Physik war sie 33 946 Stunden im Betrieb GWDG Nachrichten 4 2010 Nachteile Die wesentlichen Nachteile der G1 e relativ kleine Rechengeschwindigkeit e keine Umrechnungsm glichkeit f r Kommandos e Da Unterprogramme mittels zyklisch zusam mengeklebter Lochstreifen gesteuert werden ist die Zahl der in einer Rechnung verwendbaren Subroutinen durch die Anzahl der Lochstreifen leser begrenzt e keine bedingten Sprungbefehle Vorteile Die serielle Betriebsweise ist der vorgegebenen langsamen Geschwindigkeit von Daten und Befehlseingabe und Trommelspeicher ange messen e Die serielle Betriebsweise ist u erst material sparend e Beim Ausfall eines einzigen Schaltelements ist die Rechnung praktisch immer v llig verdorben so dass der Ausfall sofort auff llt Wartung der G1 Die durch Alterung auftretenden zun chst sporadi schen R hrenfehler lassen sich durch nderung der Betriebsspannung zu permanenten machen Bei einer w chentlichen vorbeugenden Wartung wer den Kontrollprogramme bei um 20 verringerter und erh hter Betriebsspannung 280 V und 180 V eingesetzt Dabei werden die meisten geal terten Elemente der G1 vor
99. seinheiten drei f r Integer Operationen drei f r SSE Operationen zwei f r Flie kommaopera tionen und je eine f r Lade und Speicher Operatio nen verteilt werden Von besonderer Bedeutung f r die Rechenge schwindigkeit bei wissenschaftlichen Anwendungen sind die SSE Verarbeitungseinheiten die mit ihrer Datenbreite von 128 bit gleichzeitig zwei Flie komma Operationen mit 64 bit Operanden bear beiten k nnen und pro Takt zwei Ergebnisse liefern Da von den vier gleichzeitig m glichen Befehlen zwei vom SSE Typ sein k nnen liefert der Neha lem Kern pro Takt maximal vier Resultate von Flie komma Operationen was eine theoretische Spit zenleistung eines Kerns von 10 12 GigaFlop s erlaubt Tats chlich wurden in unseren Benchmarks bei der realistischen Anwendung einer Matrix Multi plikation 9 65 GigaFlop s gemessen Der Nehalem Prozessor besitzt eine dreistufige Cache Hierarchie deren erste beide Stufen L1 und L2 Cache im Wesentlichen gleich geblieben sind Der L3 Cache ist mit 8 MByte ausgestattet wird aber von allen Cores gemeinsam genutzt sodass sich die Gr e pro Core wiederum nicht ndert Die Quad Core Variante des Nehalem hat 731 Millionen Transistoren in 45 nm Technologie verbaut GWDG Nachrichten 4 2010 2 2 4 Der Rechenknoten Abb 4 Clusternode Die NEC Nehalem Knoten mit den stromsparenden 1812Rb2 Miniblade Systemen sind jeweils in Vier fach Enclosures im Rack montiert Die wesentliche
100. st gescheitert sei W hrend er in der Welt herumgereist war um sich ber den internationalen Stand zu orientieren hat ten Kollegen aus der physikalischen Fakult t der Universit t Sydney mit der Entwicklung eines Rech ners nach britischem Vorbild begonnen Als Spei cher war ein Quecksilber Laufzeitspeicher vorgese hen Sie hatten die Unterst tzung der Universit t erhalten inklusive der finanziellen Zuwendungen Zwei unabh ngige Entwicklungen kamen nicht in Frage Um Dr Myers nicht ganz leer ausgehen zu lassen erlaubte man ihm Teilger te zur Hilfe beizu steuern Damit hatte ich zwar die M glichkeit mich um den Magnettrommelspeicher zu k mmern aber meine hochfliegenden Pl ne hatten anders ausge sehen Ich lie mir in der Werkstatt eine Trommel bauen die ich nach englischem Vorbild galvanisch mit Nickel berziehen lie Nickel erwies sich als schlechter im Vergleich zu meiner G ttinger Trom mel mit Eisenoxyd Bei der Zusammenarbeit mit der Zentralwerkstatt ging auch alles viel z gerlicher 1 Aus dem Brief Billings an Ludwig Biermann 2 Der Rechner SILLIAC wurde 1956 fertig GWDG Nachrichten 4 2010 voran als ich es von G ttingen gewohnt war Auch der Zugriff zu den englischen und amerikani schen Fachzeitschriften war f r mich eine neue positive Erfahrung wenn sie auch viele Monate alt waren bis sie in unserer Bibliothek ausgelegt wur den Neue mir interessant erscheinende Schaltun gen
101. t kaufen konnte Zun chst hatte man nur ein altes lichtschwaches Oszilloskop mit langsamen Vorverst rkern Das benachbarte Max Planck Insti tut f r Ionosph renforschung in Lindau am Harz hatte aus altem Kriegsger t eine kleine Serie von Oszillographen gebaut von denen Billing einen kaufen konnte Da es kein neues Material gab war man auf brig gebliebenes Kriegsger t angewiesen In Neuaubing gab es die Organisation STEG Staatliche Erfas sungs Gesellschaft die altes Kriegsger t und alte Lagerbest nde sammelte Hier konnte Billing Anfang Juni 1 000 Doppeltrioden Pentoden und Dioden zum St ckpreis von ca 4 DM kaufen R h rensockel gab es f r 0 10 DM Auch Widerst nde und Kondensatoren konnten so beschafft werden Da diese aber zu gro e Toleranzen hatten mussten sie alle nachgemessen und sortiert werden Zur Stromversorgung baute man aus alten Gleich strommotoren und einem Drehstrommotor einen sog Leonardsatz zusammen Diese Art von Versor gung mit Gleichstrom glich dank der vorhandenen Schwungmasse kurzzeitige Spannungsschwankun gen des Stromnetzes aus Auch Konrad Zuse half bei der Materialbeschaffung Mit seinen Erfahrungen im Umgang mit Relais hat er uns bei der G1 durch Rat und einmal auch durch Tat geholfen als er uns aus seinem Fundus eine dringend ben tigte Relaisart berlie 2 Aus der im SUPERBRAIN Verlag D sseldorf ver ffentlichten Autobiografie Ein Leben zwi schen F
102. und zwei Lesemagnete angeordnet Die Zahlenin halte je vier W rter k nnen mit einem Befehl Befehle Nr 13 a b c oder d zyklisch ver tauscht werden Der statische Speicher enth lt somit Platz zur Auf nahme von 26 Zahlen zu je 32 Bits Die maximale Zugriffszeit zu jeder Zahl betr gt 1 50 sec beim Schreiben und beim Lesen Der Speicherinhalt bleibt beim Ausschalten der Maschine erhalten 4 4 2 Zahlendarstellung Zahlen 23 j rer 22 29 23 Dezimalkomma Abb 10 Eine Dualzahl aus 32 Bits mit Vor zeichen und Komma nach der dritten Stelle Beim Ablesen der Zahlen aus den statischen Spei chern wie in allen internen Verbindungsleitungen der Rechenmaschine werden die Zahlen dargestellt durch Impulsz ge bei denen die Einsen durch Impulse und die Nullen durch Fehlen von Impulsen wiedergegeben werden Der niedrigste Dualziffern wert der Position 22 erscheint zuerst in der Posi tion 2 steht die Vorzeichenziffer Ein Impuls in Dual stelle 33 l st einen Alarm wegen Bereichs berlauf aus Der erlaubte Zahlenbereich ist kleiner als dezi mal 8 4 4 3 Das Rechenwerk Ein serielles Rechenwerk bietet sich an wenn der die Informationen liefernde Speicher recht langsam ist Man ben tigt dann f r das Addierwerk nur eine Bin rstelle und zur bertragung der Zahlen nur eine Le
103. wie den blocking oscillator zur Herstellung kurzer elektrischer Impulse oder den stark gegenge koppelten Verst rker mit seiner gro en Frequenz bandbreite konnte ich dort mit meinen Kollegen gleich ausprobieren und dann sp ter auch in G ttin gen verwenden 4 2 Den Ausgangspunkt der Entwicklungen bildeten die praktischen Probleme aus dem Bereich der theore tischen Physik und Astrophysik wegen derer Lud wig Biermann das Projekt der Rechenmaschine vor antrieb Die G ttinger Rechenmaschinen 4 2 1 Arbeitsgruppe Numerische Rechenma schinen Mitte Mai 1950 war Heinz Billing wieder in G ttin gen Konrad Beyerle der Leiter des Instituts f r Instru mentenkunde stellte f r die neu aufzubauende Arbeitsgruppe reichlich Laborraum im Oberge schoss von Haus 6 beherbergte ehemals den gr ten deutschen Windkanal zur Verf gung Von Beyerle erhielt er eine halbe Sekret rinnen stelle f r Verwaltung und Schreibarbeiten Fr ulein R uber und das Mitbenutzungsrecht seiner Werk statt Die Arbeitsgruppe erhielt den Namen Arbeits gruppe Numerische Rechenmaschinen Im Institut f r Physik f hlten sich zun chst zwei Abteilungsleiter Ludwig Biermann und Karl Wirtz f r Billing zust ndig Billings Mitarbeiter Wiese wurde von Wirtz herausgeekelt indem er ihm ein nicht akzeptables Gehaltsangebot machte Wiese hatte wohl auch w hrend Billings Abwesenheit den Fortgang der Entwicklungsarbeit

der Erbauer der ersten deutschen Elektronenrechner

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