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).

Vorwort	Super- computing	Astro- physik	Elementar- teilchen	Viel- teilchen	Polymere	Chemie	Umwelt	Sonstige Gebiete

    Einleitung

Mit den einzigartigen Fortschritten der Halbleitertechnologie, der Rechnerarchitektur und der mathematischen Methoden hat sich die Computersimulation zur dritten, Theorie und Experiment ergänzenden Kategorie wissenschaftlichen Forschens entwickelt. Der Fokus der neuen Methodik, die im Angelsächsischen Computational Science & Engineering heißt und deren strategische und inhaltliche Spannweite hier mit dem umfassenden Begriff Wissenschaftliches Rechnen eingefangen wird, zielt auf komplexe Systeme und Prozesse, das heißt auf Probleme in Forschung und Technik, die mit den analytischen Methoden und den üblichen Rechnern einer Lösung nicht näher gebracht werden können. Die Bedeutung und Akzeptanz der Computersimulation wird auch durch die Vergabe des Nobelpreises für Chemie 1998 hervorgehoben.

Die großen Herausforderungen (Grand Challenges) reichen von der Strömungsdynamik und Strukturmechanik, Chemie, Biologie und Festkörperphysik zur Astrophysik und Elementarteilchenphysik. Sie stellen gleichermaßen steigende Anforderungen an die Genauigkeit der wissenschaftlichen und technischen Modellbildung, an die Effizienz der mathematischen Methoden und an die Innovationskraft der Rechnerarchitektur. Leistungsträger sind daher die Supercomputer; sie sind die "Beschleuniger" der Theorie.

Die starken Impulse auf die Modellbildung in Wissenschaft und Forschung ("virtuelles Labor") machen gleichzeitig in der Industrie die Computersimulation zum unverzichtbaren Instrument für die Optimierung der Produktzyklen ("virtuelles Produkt"). Die Kompetenz des Wissenschaftlichen Rechnens wird so zum wichtigen Standortfaktor. Supercomputer-Zentren wirken dabei als Kristallisationskerne für die Entwicklung leistungsfähiger Kompetenznetzwerke.

Zur intensiveren Förderung der supercomputergestützten naturwissenschaftlich-technischen Forschung und Entwicklung in Deutschland gründeten das Forschungszentrum Jülich (FZJ) und die Stiftung Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) als Zentren der Hermann von Helmholtz - Gemeinschaft am 3. Juli 1998 durch einen Kooperationsvertrag das

John von Neumann-Institut für Computing (NIC).

Das NIC übernimmt die Funktionen und Aufgaben des 1987 eingerichteten Höchstleistungsrechenzentrums (HLRZ) und setzt dessen erfolgreiches Wirken auf dem Gebiet des Supercomputing und seiner Anwendungen fort:

Bundesweite 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, Netze) werden am Standort Jülich vom Zentralinstitut für Angewandte Mathematik (ZAM) und bei DESY vom Zentrum für Paralleles Rechnen DESY-Zeuthen betrieben. Supercomputerorientierte Forschung und Entwicklung auf ausgewählten Gebieten der Physik und anderer Naturwissenschaften, insbesondere in der Elementarteilchenphysik, durch Kompetenzgruppen für Anwendungen des Supercomputing. Derzeit sind Kompetenzgruppen für Elementarteilchenphysik und Vielteilchensysteme eingerichtet; weitere sind in der Vorbereitung. Aus- und Weiterbildung auf den Gebieten des Supercomputing durch Symposien, Workshops, Sommerschulen, Seminare und Kurse.

Das John von Neumann-Institut für Computing (NIC) leistet damit im Sinne der Empfehlungen des Wissenschaftsrates aus dem Jahr 1995 die forschungsstrategischen Aufgaben eines Supercomputer-Zentrums.

(mit freundlicher Genehmigung von Norman Macrae)

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 Naturwissenschaften und reichte von der Automaten- und Spieltheorie über Quantenmechanik zur Hydrodynamik und Ballistik. Ohne Zweifel haben sein Besuch und sein Vortrag im September 1954 bei der Rheinisch-Westfälischen Akademie der Wissenschaften auf Einladung des Gründervaters des Forschungszentrums Jülich, des Staatssekretärs Leo Brandt, die Gestaltung von Mathematik und Computing in dem im Jahre 1956 gegründeten Jülicher Forschungszentrum nachhaltig beeinflußt.

Das John von Neumann-Institut ist darauf angelegt, das Wissenschaftliche Rechnen in Deutschland im Verbund mit anderen Zentren, Hochschulen und Forschungsinstituten durch Supercomputer-Ressourcen, Methodenentwicklung und interdisziplinäre Forschung zu fördern und weiter zu entwickeln. Diesem Ziel dient auch die verstärkte Vernetzung und Kooperation mit anderen nationalen und internationalen Supercomputer-Zentren.

(Friedel Hoßfeld, NIC-Direktorium)

Nutzergruppen des NIC

Das NIC lädt turnusmäßig - z.Z. halbjährlich - zur Einreichung von Forschungsvorschlägen ein. Projektanträge können grundsätzlich von jedem fachlich entsprechend ausgewiesenen Wissenschaftler beantragt werden. Die Vergabe von Rechnerressourcen wird vornehmlich anhand unabhängiger Gutachten und in Anlehnung an die Kriterien und Verfahrensweisen der Deutschen Forschungsgemeinschaft vorgenommen.

Organigramm

Das NIC ist in seiner gemeinsamen Trägerschaft durch DESY und FZJ in der Helmholtz-Gemeinschaft strukturell ein Novum. 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 bedient sich der Wissenschaftliche Rat der Rechenzeitkommission (RZK). Sie bewertet die eingehenden Projektanträge und spricht Empfehlungen für die Bewilligung von Supercomputer-Ressourcen aus. Zur Unterstützung der Aufgaben des WR und der RZK steht ein Sekretariat zur Verfügung.

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

Vorwort	Super- computing	Astro- physik	Elementar- teilchen	Viel- teilchen	Polymere	Chemie	Umwelt	Sonstige Gebiete