Die Broschüre des John von Neumann-Instituts für Computing gibt es auf Deutsch und auf Englisch. Sie kann bestellt werden beim NIC-Sekretariat (nic@fz-juelich.de).

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Einleitung	Scientific Computing	Astro- physik	Elementar- teilchen	Viel- teilchen	Polymere	Chemie	Erde, Umwelt	Sonstige Gebiete

    Einleitung

Durch die rasanten Fortschritte in den Bereichen der mathematischen Methoden, der Halbleitertechnologie sowie der Rechnerarchitekturen hat sich die Computersimulation mittlerweile zur dritten, Theorie und Experiment ergänzenden Kategorie wissenschaftlichen Forschens entwickelt. Die Methodik, deren strategische und inhaltliche Spannweite hier mit dem Begriff Wissenschaftliches Rechnen beschrieben wird, hat zum Ziel, komplexe Systeme und Prozesse zu behandeln, die mit analytischen Methoden und den üblichen Rechnern nicht gelöst werden können.

Die großen Herausforderungen des Wissenschaftlichen Rechnens reichen von der Physik und Materialwissenschaft über Chemie, Biologie und Medizin bis zu Strömungsdynamik und Strukturmechanik. Sie stellen gleichermaßen steigende Anforderungen an die Genauigkeit der wissenschaftlichen und technischen Modellbildung, an die Effizienz der mathematischen Methoden und an Fortschritte im Bereich der Rechnerarchitekturen. Leistungsträger sind die Supercomputer; sie sind die "Großgeräte" der Theorie.

Die starken Einflüsse auf die Modellbildung in Wissenschaft und Forschung machen gleichzeitig in der Industrie die Computersimulation zum unverzichtbaren Instrument für die Optimierung der Produktzyklen. Die Kompetenz im Wissenschaftlichen Rechnen wird so zum wichtigen ökonomischen Standortfaktor. Supercomputer-Zentren wirken dabei, zusammen mit den Universitäten, als Kristallisationskeime für die Entwicklung leistungsfähiger Kompetenznetzwerke.

Zur intensiveren Förderung der supercomputergestützten naturwissenschaftlich- technischen Forschung und Entwicklung haben das Forschungszentrum Jülich (FZJ) und die Stiftung Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) als Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft durch einen Kooperationsvertrag 1998 das

John von Neumann-Institut für Computing (NIC)

gegründet.

Das NIC übernahm die Funktionen und Aufgaben des bereits 1987 eingerichteten HLRZ, des ersten nationalen Höchstleistungsrechenzentrums in Deutschland, und setzte dessen erfolgreiches Wirken auf dem Gebiet des Supercomputing und seiner Anwendungen fort:

Bereitstellung von Supercomputerkapazität für Projekte der Wissenschaft, Forschung und Industrie auf dem Gebiet der Modellierung und Computersimulation sowie deren Methoden. Die Höchstleistungsrechner mit der erforderlichen informationstechnischen Infrastruktur (Software, Datenspeicher, Visualisierung, Netze) werden am Standort Jülich vom Zentralinstitut für Angewandte Mathematik (ZAM) und bei DESY vom Zentrum für Paralleles Rechnen in Zeuthen betrieben. Supercomputerorientierte Forschung und Entwicklung auf ausgewählten Gebieten der Physik und anderer Naturwissenschaften, insbesondere in der Elementarteilchenphysik, durch Forschungsgruppen für Anwendungen des Supercomputing. Derzeit sind Forschungsgruppen für Elementarteilchenphysik und Komplexe Systeme eingerichtet. Eine Forschungsgruppe "Computergestützte Biophysik" ist in der Vorbereitung. Aus- und Weiterbildung auf den Gebieten des Wissenschaftlichen Rechnens durch Symposien, Workshops, Sommerschulen, Seminare, Kurse und Gastprogramme für Wissenschaftler und Studenten.

Das John von Neumann Institut für Computing (NIC) erfüllt damit die forschungs- strategischen Aufgaben eines Supercomputer-Zentrums im Sinne der Empfehlungen des Wissenschaftsrates aus den Jahren 1995 und 2000.

Das Forschungszentrum Jülich und die Stiftung Deutsches Elektronen-Synchrotron würdigen mit der Namensgebung für das NIC die großen wissenschaftlichen Leistungen John von Neumanns in der Computerwissenschaft und Mathematik und seine wirkungsvollen Impulse auf die Anwendungen des Computers. Das breite Spektrum seiner wissenschaftlichen Interessen berührte ganz unterschiedliche Felder der Naturwissenschaft und reichte von der Automaten- und Spieltheorie über Quantenmechanik zur Hydrodynamik und Ballistik. Ohne Zweifel haben sein Besuch und Vortrag im Juni 1954 bei der Rheinisch-Westfälischen Akademie der Wissenschaften die Gestaltung von Mathematik und Computing des im Jahre 1956 gegründeten Jülicher Forschungszentrums nachhaltig beeinflusst.

Das John von Neumann-Institut ist darauf angelegt, das Wissenschaftliche Rechnen im Verbund mit anderen Zentren, Hochschulen und Forschungsinstituten durch Supercomputer-Ressourcen, Methodenentwicklung und interdisziplinäre Forschung zu fördern und weiterzuentwickeln. Das NIC nimmt in Kooperation mit anderen nationalen und internationalen Supercomputer-Zentren sowie Universitäten eine führende Rolle in europäischen und deutschen Grid-Aktivitäten wahr.

(Thomas Lippert, NIC-Direktorium)

Nutzergruppen des NIC

Das NIC lädt turnusmäßig - derzeit jährlich - zur Einreichung von Forschungsvorschlägen ein. Projektanträge können grundsätzlich von jedem fachlich entsprechend ausgewiesenen Wissenschaftler beantragt werden. Die Vergabe von Rechnerressourcen wird anhand unabhängiger Gutachten und in Anlehnung an die Kriterien und Verfahrensweisen der Deutschen Forschungsgemeinschaft vorgenommen. Projektpartner in den EU-Projekten DEISA und I3HP können ebenfalls Rechenzeit beantragen.

Organigramm

Das NIC ist in seiner gemeinsamen Trägerschaft durch DESY und FZJ in der Helmholtz-Gemeinschaft strukturell einzigartig. Es wird von einem Direktorium geleitet, das mit dem Fachvorstand des FZJ, dem Forschungsdirektor von DESY und dem Direktor des ZAM besetzt ist. Das Direktorium bestimmt das wissenschaftliche Programm des NIC und ist für die Weiterentwicklung der apparativen, finanziellen und personellen Ausstattung des NIC zuständig.

Ein überregional und interdisziplinär zusammengesetzter Wissenschaftlicher Rat (WR) berät das Direktorium und die Vertragspartner in Fragen der Forschungsfelder der Kompetenzgruppen, der Fortentwicklung der Rechnerausstattung und anderer Ressourcen für das NIC. Für die Verteilung der Supercomputer-Ressourcen auf die beantragten Projekte hat der Wissenschaftliche Rat eine Rechenzeitkommission (RZK eingesetzt). Sie bewertet die eingehenden Projektanträge und spricht Empfehlungen für die Bewilligung von Supercomputer-Ressourcen aus.

Im Zentralinstitut für Angewandte Mathematik (ZAM) am Standort Jülich und bei DESY im Zentrum für Paralleles Rechnen in Zeuthen werden die Höchstleistungsrechner mit der erforderlichen informationstechnischen Infrastruktur betrieben. Die Forschungsgruppen für Anwendungen des Supercomputing arbeiten auf ausgewählten Gebieten der Physik und anderer Naturwissenschaften mit dem Schwerpunkt "Supercomputerorientierte Forschung und Entwicklung".

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