Teilprojekt A2: Parallelisierung algebraischer Programmsysteme

Leitung:
Prof. Dr. Johann Kühn, Institut für Theoretische Teilchenphysik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Prof. Dr. Matthias Steinhauser, Institut für Theoretische Teilchenphysik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

ComputerAlgebraSysteme (CAS) sind heute in der theoretischen Teilchenphysik unverzichtbare Werkzeuge zur symbolischen Manipulation algebraischer Formeln. Für kleinere und mittlere Probleme können kommerzielle Systeme wie MATHEMATICA oder MAPLE verwendet werden. Bei großen und komplexen Problemstellungen -- wie z.B. den in Abschnitt A1 beschriebenen Multiloop-Rechnungen -- sind die eben genannten CAS aus unterschiedlichen computerspezifischen Gründen nicht mehr einsetzbar. Speziell für Problemstellungen mit hoher Komplexität hat J.A.M. Vermaseren mit FORM ein CAS entwickelt, das es gestattet, sehr große Formeln in relativ kurzer Zeit zu manipulieren und dieses CAS ist heute "quasi Standard" für Multiloop-Rechnungen der Quantenfeldtheorie. Viele der wichtigsten Rechnungen auf diesem Gebiet (s.a. Abschnitt A1) wurden mit der sequenziellen Version von FORM ausgeführt und erforderten oft extrem lange Rechenzeiten und/oder hatten einen sehr hohen Speicherbedarf. Viele der zukünftigen Problemstellungen aus diesem Gebiet sind daher nahe der Grenze selbst des mit FORM technisch möglichen. Um diese trotzdem zu bearbeiten und zu lösen wurde in Teilprojekt A2 eine parallelisierte Version von FORM, genannt PARFORM, entwickelt. Diese läuft bereits auf verschiedenen Hardware-Konfigurationen mit bis zu 32 Prozessoren und Speed-Ups von bis zu 13. In der laufenden Förderperiode soll insbesondere die Effizienz auf Multi-Core Prozessoren verbessert, die Palette der Anwendungen erweitert und neue Algorithmen, beispielsweise unter Verwendung von Gröbner Basen, implementiert werden.

Letzte Änderung: 16. Juni 2010