HPC und Wissenschaftliches Rechnen
1. Das Modulsystem
Viele wissenschafliche HPC-Pakete sowie div. Programmiersprachen sind als Module installiert. Hier finden Sie eine Beschreibung des Modulsystems, für die Entwicklung eigener HPC-Startscripte.
2. Das Jobverwaltungssystem (Batch-System)
Das Portable Batch System, kurz PBS ist die Software, welche die Planung der Jobs übernimmt. Die Anleitung zeigt, wie Sie Ihren Job an die Nodes übermitteln können.
3. Octave
GNU Octave ist eine freie Software zur numerischen Lösung von Differentialgleichungssystemen und Datenauswertung. Die Skriptsprache ist weitgehend identisch zu Matlab
4. OpenFOAM fluid dynamics
Open Source Field Operation and Manipulation ist ein Simulationssoftwarepaket für kontinuumsmechanische Fragestellungen. Schwerpunkt Fluiddynamik
5. Mathematica
6. Casino Quantum Monte Carlo
Monte-Carlo-Simulation zur Bestimmung von Energiezuständen der Elektronen in Festkörpern.
7. Salome Meca / Code_Aster
FEM-Simulation für Strukturmechanik, Modalanalyse, thermische Analyse und gekoppelte Fluidmechanik.
Für Studierende
1. Erstellen von Texten, Ausarbeitungen, Abschlussarbeiten und Präsentationen
Grafisches Textverarbeitungssystem, das zur Ausgabe das Textsatzsystem LaTeX nutzt. Es kombiniert eine grafische Benutzeroberfläche mit der typografisch hochwertigen Ausgabe von TeX. Die Formatierung des Dokuments erfolgt erst bei der Ausgabe. Damit ist LyX ein Textverarbeitungsprogramm, das Ihnen hilft, sich auf die Struktur ihrer Dokumente zu konzentrieren. Zunächst wird der Text erfasst. Dabei teilt der Benutzer dem System lediglich mit, welche Funktion der Text, z.Bsp. Überschrift, Titel oder Fließtext, im fertig formatierten Dokument einnehmen soll. Zur Ausgabe wird das Dokument per Mausklick in TeX generiert und angezeigt. Die Stärken liegen in der Darstellung mathematischer Formeln und der Verwaltung von Fußnoten und Stichwortverzeichnissen
2. Erstellen von Versuchsskizzen, Grafiken, Postern
Inkscape ist eine freie, plattformunabhängige Software zur Bearbeitung und Erstellung zweidimensionaler Vektorgrafiken. Das Programm eignet sich zum Erstellen einseitiger Dokumente wie technischen Diagrammen, Logos, Flugblättern, Postern, Schriftzügen, usw. Arbeitsdateien werden im quellenoffenen, Scalable Vector Graphics Standard (SVG) formatiert. Daher lassen sich die Arbeitsdateien ohne Konvertierung in vielen Bildbetrachtern darstellen.Inkscape ist die freie Alternative zu CorelDraw
3. Erstellen Diagrammen, Messdatenauswertung, Tabellenkalkulation
Programm zur Analyse und Visualisierung von Daten. Mit QtiPlot können Daten in verschiedenen 2D- und 3D-Diagrammen dargestellt werden. Eine Interpolation der Daten kann mit linearen und nichtlinearen Funktionen erfolgen. QtiPlot ist an die Software Origin angelehnt. Bis einschließlich Version 0.9.8.9 ist QtiPlot freie Software, Der Quelltext des Programms ist als kostenfreier Download erhältlich und kann für alle gängigen Betriebssysteme kompiliert werden.
4. Symbolisches Rechnen und Numerik, Lösen von Gleichungen
wx-Maxima Mit dem Programm wx-Maxima kann symbolisch (mit Formelzeichen) gerechnet werden. Es besitzt einer grafische Benutzeroberfläche mit Menüs und Dialogen und und besitzt eine grafische Formelausgabe u.a. mit TeX-Export-Funktion. Es dient zum Umformen von algebraischen Ausdrücken mit reellen oder komplexen Konstanten, Variablen und Funktionen. Z.Bsp:, Gleichungen lösen, Polynome faktorisieren und lösen, Differenzieren, Funktionen in Taylorreihen entwickeln, Grenzwerte ermitteln Integrieren u.v.m.
GNU Octave ist eine freie Software zur numerischen Lösung mathematischer Probleme, wie zum Beispiel Matrizenrechnung, Umrechnung und statistische Analyse von Messdaten, Lösen von (Differential-) Gleichungssystemen, etc. Berechnungen können in Octave mit einer Skriptsprache durchgeführt werden, die weitgehend zu dem proprietären Programm Matlab kompatibel ist. Auch können, wie mit Matlab, interaktive Programme zur Bild- und Messdatenverarbeitung entwickelt werden. (Octave wird im Fach Informatik 2 eingeführt).
5. Multimedia - Bearbeiten von Foto, Audio und Videodaten
Audacity Freie Digital-Audio-Workstation. Auf beliebig vielen Spuren können Audiodateien aufgenommen, gemischt und bearbeitet werden. Erzeugung modulierter Sinus-, Rechteck-, Sägezahn-Signale, Spektrogramm, Tongeneratoren für weißes, und rosa Rauschen, Metronom-Clicks etc.
Darktable ist eine freie Software zur Aufbereitung und Verwaltung von Digitalfotos.
Das Programm ist dabei auf Rohbilddaten spezialisiert und für professionelle Foto-Nachbearbeitung gut geeignet. Bei RAW-Dateien lassen sich z,Bsp Rauschunterdrückung, Belichtungskorrekturen und sogar Objektivkorrekturen professionell durchführen.6. CAD 3D-Konstruieren und Fertigungszeichnungen erstellen
7. Messdatenerfassung
Python - Pyqtgraph Auf Python basierende Grafikbibliothek. PyQt Graph ist besonders für Zeitserien und Echtzeitdarstellung von Sensoren oder große Datenmengen geeignet. Ein Vorteil ist beispielsweise die dynamische Anpassung des Histogramms von Grafiken. Auch dreidimensionale interaktive Echtzeit-Grafen können dargestellt werden. Die Erstellung von ROIs (regions of interest) bieten die Möglichkeit objektbasierend die Extraktion und Bearbeitung von raumbezogener Daten. So können beispielsweise einzelne Punkte oder Flächen aus den Grafiken ausgewählt werden und weitere Informationen (z.B. Koordinaten) ausgegeben werden.
Octave - Signal - Socket Die Scriptsprache Octave (s.o.) besitzt zahlreiche zusatzpakete und Beispiele zur Messdatenerfassung. Auf dem Steinfurter Campus Cluster liegen Codebeispiele für Messprogramme bereit.
Kursmaterial für Schulungen
Open-Source Softwareschulung
Erstellen einer wissenschaftlichen Arbeit mit Open-Source-Software. Ein Kurs für Studierende und Doktoranden.
TeXsatz - Bildbearbeitung - Diagramme - Vektorgrafiken - 3D-Modelle - Technische Zeichnungen uvm. ...