Seminars Graduate School SimTech: Summer Term 2011

Der Lebenssinn im Zeitalter der Computersimulation

Dr. Eckhart Arnold

Seit der Industrialisierung ist sowohl unsere Alltagswelt als auch unser Weltbild direkt und indirekt durch die moderne Naturwissenschaft und Technik geprägt. "Direkt", weil die Wissenschaft uns darüber aufklärt, was die Welt ist und wie sie entstanden ist, und damit mutmaßlich auch eine Weltdeutungskompetenz an sich zieht, die früher die Domäne von Philosophen und Propheten war. "Indirekt" weil die Welt, in der wir uns bewegen, sehr erheblich durch die technischen Anwendungsprodukte moderner Wissenschaft geprägt ist.

Im Seminar werden wir uns mit unterschiedlichen philosophischen Deutungen dieses Wandels auseinandersetzen. Es geht dabei um Fragen wie: Liefert die wissenschaftliche Weltdeutung ein richtiges Bild der Welt? Gibt es daneben noch andere legitime Formen der Weltdeutung? Ist die philosophische Kritik an der modernen Wissenschaft berechtigt? Oder artikuliert sie eher irrationale Ängste vor der wissenschaftlichen Zivilisation? Wird das Zivilisationsprojekt Industriegesellschaft mit seinen Hauptmerkmalen: rascher technischer Fortschritt und zunehmender materieller Wohlstand noch als sinnvoll empfunden? Wie wirkt sich die zunehmende Bedeutung künstlich generierter Welten (Cyberspace, virtual Reality) auf unser Weltbild und unsere Lebensführung aus?

Das Seminar richtet sich besonders auch an Interessierte wissenschaftlich-technischer Fachrichtungen, die hier die Gelegenheit bekommen, ihre Forschung bzw. deren Folgen aus einem anderen Blickwinkel heraus zu reflektieren.

Max Weber: Wissenschaft als Beruf, 1922.

Alfred N. Whitehead: Science and the modern world, 1925.

Bertrand Russell: Das naturwissenschaftliche Zeitalter (orig: "The Scientific Outlook"), 1931.

Edmund Husserl: Die Krisis der europäischen Wissenschaften, 1935.

Martin Heidegger: Die Technik und die Kehre, 1952.

Arnold Gehlen: Die Seele im technischen Zeitalter, 1957.

Hermann Lübbe: Der Lebenssinn der Industriegesellschaft. Über die moralische Verfassung der wissenschaftlich-technischen Zivilisation, 1988.

Alan Sokal / Jean Bricmont: Eleganter Unsinn. Wie die Denker der Postmoderne die Wissenschaft missbrauchen, 1997.

Gabriele Gramlsberger: Computerexperimente. Zum Wandel der Wissenschaft im Zeitalter des Computers, 2010.

Mirko Tobias Schäfer: Bastard Culture! How User Participation transfomrs Cultural Production, 2011.

Interaction with Simulation System

Prof. Dr. Albrecht Schmidt

The SimTech-Seminar "Interaction with Simulation System" is concerned with aspects of human computer interaction relevant to simulation technology. We look at the foundations of human computer interaction from psychological, cognitive, design, and technology perspective and discuss their relevance for creating interactive simulation systems. In the seminar we aim to bring together research students from different backgrounds working on a variety of simulation systems within the SimTech context. Together we want to envision concepts of future interactive simulation systems. The seminar is organized as a reading class with a final design project.

Ben Shneiderman. Leonardo's Laptop: Human Needs and the New Computing Technologies. 2002. (Chapter 1) http://mitpress.mit.edu/main/feature/leonardoslaptop/contents.html

XRDS, Crossroads, The ACM Magazine for Students. The Future of Interaction. Summer 2010 | Volume 16, No. 4. (Selected papers of this issue) http://xrds.acm.org/archives.cfm?iid=1764848

Hiroshi Ishii and Brygg Ullmer. 1997. Tangible bits: towards seamless interfaces between people, bits and atoms. In Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems (CHI '97). ACM, New York, NY, USA, 234-241. DOI=10.1145/258549.258715 http://doi.acm.org/10.1145/258549.258715

Interdisziplinäre Forschung in der Biomechanik am Beispiel des mechanischen Demonstrators

JP Oliver Röhrle, Dr. Syn Schmitt, Dr. Nils Karajan, Prof. Wolfgang Ehlers

Es ist das Ziel dieses SimTech-Seminars, die Ausarbeitung des biomechanischen Demonstrators voranzubringen und den Demonstrator öffentlichkeitswirksam im World-Wide-Web zu platzieren. Dazu sollen projektnetzwerk-übergreifend Anknüpfungspunkte zwischen SimTech-Projekten, assoziierten SimTech-Projekten und insbesondere zwischen Projekten verschiedener Projektnetzwerke ausgearbeitet werden, so dass die Ergebnisse zielorientiert in den biomechanischen Demonstrator einfließen können.

Limitations of GPU Computing

Prof. Sven Simon

The following topics are relevant: 1. Performance difference in single precision vs. double precision computing 2. Numerical accuracy of GPU computing 3. Power dissipation 4. Memory bandwidth bottleneck 5. Memory access latency 6. Data dependencies 7. Parallel programming

1. Ananth Grama, Anshul Gupta, George Karypis, Vipin Kumar: Introduction to Parallel Computing. (Publisher : Addison Wesley.) 2. Timothy Mattson, Beverly A. Sanders, Berna L. Massingill: Patterns for Parallel Programming. (Publisher : Addison-Wesley.) 3. Thomas Rauber, Gudula Rünger: Parallele Programmierung. (Publisher: Springer-verlag.) 4. Ian Foster: Designing and building parallel programs. (Publisher: Addison-Wesley.) 5. NVIDIA: NVIDIA CUDA Programming Guide. 6. Hubert Nguyen: GPU Gems 3

Parallel Programming

Claus Braun, Adan Kohler, Prof. Martin Radetzki, Prof. Hans-Joachim Wunderlich

Scientific applications pose high requirements on computing resources. This trend is supported by computer architectures that exhibit an increasing level of parallelism. However, the programming of such architectures is still a challenge. Many different programming models and languages have evolved over time, targeting different architectures at various levels of granularity and abstraction. Massively parallel architectures like GPGPUs (General-Purpose Graphics Processors) and CMPs (Chip-Multiprocessors) put the responsibility of creating parallel algorithms on the side of the application developer. In this seminar, a selection of the following topics will be addressed to give a guideline for choosing and applying the appropriate parallel model for given problems:

- Parallel architectures and memory models

- OpenMP, Pthreads

- Cilk++ and Thread Building Blocks

- MPI and PVM

- CUDA and OpenCL

Stochastic and Statistical Topics in Simulation Technology: Upscaling and Multi-Scale Modeling

JP Wolfgang Nowak

An overview over mentalities and paradigms for upscaling: ensemble averaging, volume averaging, homogenization, coarse graining, theory of porous media, multi-scale modeling,