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Richtig rechnen

14.11.1995 - (idw) Technische Universität Hamburg-Harburg

Hamburg, 14.11.95

Richtig Rechnen: Weltneuheit aus der TUHH

Die weltweit erste Hardwareloesung fuer eines der laestigsten Computerprobleme hat Professor Dr. Thomas Teufel vom Arbeitsbereich Technische Informatik III der TU Hamburg-Harburg zusammen mit der Angewandten Mathematik, Universitaet Karlsruhe, und dem Institut fuer Mikroelektronik, Stuttgart, gefunden. Der Chip XPA3233 rechnet hochgenau und effizient - und er vermeidet Rundungsfehler sowie Ziffernausloeschungen. Solche Ungenauigkeiten quaelen Wissenschaftler, Techniker aber auch Kaufleute, weil sie komplexe numerische Computer-Berechnungen verfaelschen.

"Normale Rechner", erklaert Professor Teufel, "arbeiten mit Gleitkomma-Arithmetik, beruecksichtigen aber die mathematischen Strukturen nicht". Bei jeder der unter Umstaenden vielen Millionen Einzelschritten einer Berechnung wird auf- und abgerundet. Die Summe der so produzierten Ungenauigkeiten kann sich zu gravierenden Fehlern aufaddieren: "Computer rechnen oft falsch". Das gilt fuer denTaschenrechner genauso, wie fuer den Hochleistungscomputer. Zwar gibt es bereits Software-Loesungen fuer das Problem, aber diese sind aufwendig und langsam. Der Hamburger Wissenschaftler fand die Idee "ganz einfach", Rechner nicht nur zum Berechnen von Ergebnissen zu benutzen, "sondern darueber hinaus etwas ueber deren Genauigkeit auszusagen". Der Chip beruecksichtigt die Anforderungen an eine Vektorarithmetik und erlaubt so die hochgenaue Berechnung von Matrix- und Vektoroperationen. Basierend auf solch genauen Elementaroperationen gelingt es, numerische Algorithmen zu entwerfen, die nicht nur Loesungen auf dem Computer berechnen, sondern darueber hinaus auch deren Genauigkeit verifizieren. Professor Teufel: "Manchmal ist es sogar schon nuetzlich zu wissen, dass ein Ergebnis unbrauchbar ist".

In einem zweijaehrigen Forschungsprojekt, gefoerdert von der Volkswagen-Stiftung, haben der Wissenschaftler und sein Mitarbeiter Dipl.-Ing. Steve Kwee im "MIM-Team" (Mathematik-Informatik-Mikroelektronik) in interfakultativer Zusammenarbeit den Chip realisiert. Derzeit wirbt das "MIM-Team" aus Hamburg, Karlsruhe und Stuttgart in den USA um Industrie- Kunden fuer das Produkt, den XPA3233. Seinem praktischen Einsatz stehen weder der Preis im Wege - er soll nur etwa 300,- Dollar kosten - noch Software- Huerden, denn durch einfache Zusatzprogramme wird der Chip an gaengige Computer-Sprachen angepasst. Und schliesslich hat das Team darauf geachtet, dass die Anwendung auch nicht an Hardwareproblemen scheitern kann: der Chip ist so auf eine Platine montiert, dass er als Steckkarte in jeden modernen PC passt.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Thomas Teufel, Arbeitsbereich Technische Informatik III, TU Hamburg-Harburg, 21071 Hamburg, Tel.: 040/7718-3127, Fax: 040/7718-2573

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