TY - BOOK A1 - Grotendorst, Johannes T1 - Hierarchical methods for dynamics in complex molecular systems : IAS Winter School, 5 - 9 March 2012, Forschungszentrum Jülich GmbH ; lecture notes / ed. by Johannes Grotendorst, Godehard Sutmann, Gerhard Gompper, Dominik Marx Y1 - 2012 SN - 978-3-89336-768-9 N1 - (Schriften des Forschungszentrums Jülich IAS Series 10) PB - Forschungszentrum Jülich CY - Jülich ER - TY - JOUR A1 - Gutheil, Inge A1 - Berg, Tommy A1 - Grotendorst, Johannes T1 - Performance Analysis of Parallel Eigensolvers of two Libraries on BlueGene/P JF - Journal of Mathematics and Systems Science N2 - Many applications in computational science and engineering require the computation of eigenvalues and vectors of dense symmetric or Hermitian matrices. For example, in DFT (density functional theory) calculations on modern supercomputers 10% to 30% of the eigenvalues and eigenvectors of huge dense matrices have to be calculated. Therefore, performance and parallel scaling of the used eigensolvers is of upmost interest. In this article different routines of the linear algebra packages ScaLAPACK and Elemental for parallel solution of the symmetric eigenvalue problem are compared concerning their performance on the BlueGene/P supercomputer. Parameters for performance optimization are adjusted for the different data distribution methods used in the two libraries. It is found that for all test cases the new library Elemental which uses a two-dimensional element by element distribution of the matrices to the processors shows better performance than the old ScaLAPACK library which uses a block-cyclic distribution. KW - performance analysis KW - Elemental KW - ScaLAPACK KW - eigensolvers KW - Numerical linear algebra Y1 - 2012 U6 - https://doi.org/10.17265/2159-5291/2012.04.003 SN - 2159-5291 VL - 2 IS - 4 SP - 231 EP - 236 PB - David Publishing CY - Libertyville ER - TY - JOUR A1 - Grotendorst, Johannes T1 - Supercomputer programmieren - ein besonderes Studienangebot in Jülich JF - Junge Wissenschaft. 27 (2012), H. 94 Y1 - 2012 SN - 0179-8529 SP - 12 EP - 14 PB - - ER - TY - JOUR A1 - Grotendorst, Johannes T1 - IAS Winter School: Hierarchical Methods for Dynamics in Complex Molecular Systems JF - Innovatives Supercomputing in Deutschland : inSiDE. 10 (2012), H. 1 Y1 - 2012 SP - 104 PB - - ER - TY - BOOK A1 - Timme, Michael T1 - HGB Crashkurs : der sichere Weg durch die Prüfung ; [Gesellschafts- und Wirtschaftsrecht] Y1 - 2012 SN - 978-3-406-63679-0 PB - Beck CY - München ER - TY - BOOK A1 - Timme, Michael T1 - BGB Crashkurs : der sichere Weg durch die Prüfung ; [Fall für Fall durch das Privatrecht]. - 2. Aufl. Y1 - 2012 SN - 978-3-406-63681-3 PB - Beck CY - München ER - TY - BOOK A1 - Uibel, Thomas T1 - Spaltverhalten von Holz beim Eindrehen von selbstbohrenden Holzschrauben Y1 - 2012 SN - 978-3-86644-835-3 N1 - Karlsruhe, Univ., Diss. 2012 - Karlsruher Berichte zum Ingenieurholzbau ; 20 PB - KIT Scientific Publishing CY - Karlsruhe ER - TY - BOOK A1 - Blaß, Hans Joachim A1 - Uibel, Thomas T1 - Spaltversagen von Holz in mehrreihigen Verbindungen : Erweiterung des Rechen-modells für die Rissbildung beim Eindrehen von Holzschrauben Y1 - 2012 SN - 978-3-86644-852-0 N1 - Karlsruher Berichte zum Ingenieurholzbau ; Band 21 PB - KIT Scientific Publishing CY - Karlsruhe ER - TY - JOUR A1 - Nomdedeu, Mar Monsonis A1 - Willen, Christine A1 - Schieffer, Andre A1 - Arndt, Hartmut T1 - Temperature-dependent ranges of coexistence in a model of a two-prey-one-predator microbial food web JF - Marine Biology N2 - The objective of our study was to analyze the effects of temperature on the population dynamics of a three-species food web consisting of two prey bacteria (Pedobacter sp. and Acinetobacter johnsonii) and a protozoan predator (Tetrahymena pyriformis) as model organisms. We assessed the effects of temperature on the growth rates of all three species with the objective of developing a model with four differential equations based on the experimental data. The following hypotheses were tested at a theoretical level: Firstly, temperature changes can affect the dynamic behavior of a system by temperature-dependent parameters and interactions and secondly, food web response to temperature cannot be derived from the single species temperature response. The main outcome of the study is that temperature changes affect the parameter range where coexistence is possible within all three species. This has significant consequences on our ideas regarding the evaluation of effects of global warming. Y1 - 2012 U6 - https://doi.org/10.1007/s00227-012-1966-x SN - 1432-1793 VL - 159 IS - 11 SP - 2423 EP - 2430 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - THES A1 - Schieffer, Andre T1 - Studies on diversity and coexistence in an experimental microbial community N2 - Biodiversity and the coexistence of species have puzzled and fascinated biologists since decades and is a hotspot in todays’ natural sciences. Preserving this biodiversity is a great challenge as habitats and environments underlying tremendous changes like climate change and the loss of natural habitats, which are mainly due to anthropogenic influences. The coexistence of numerous species even in homogeneous environments is a stunning feature of natural communities and has been summarized under the term ‘paradox of plankton’. Up to now, there are several mechanisms discussed, which may contribute to local and global diversity of organisms. Several interspecific trade offs have been identified maintaining the coexistence of species like their abilities regarding competition and predator avoidance, their capability to disperse in space and time, and their ability to exploit variable resources. Further, micro-evolutionary dynamics supporting the coexistence of species have been added to our knowledge, and deriving from theoretical deterministic models, non-linear dynamics which describe the temporal fluctuation of abundances of organisms. Whereas competition and predation seem to be clue structural elements within interacting organisms, the intrinsic dynamic behavior – by means of temporal changes in abundance - plays an important role regarding coexistence within a community. The present work sheds light on different factors affecting the coexistence of species using experimental microbial model systems consisting of a bacterivorous ciliate as the predator and two bacteria strains as prey organism. Additionally, another experimental setup consisting of two up to five bacteria species competing for one limiting resource was investigated. Highly controllable chemostat systems were established to exclude extrinsic disturbances. According to theoretical analyses I was able to show - experimentally and theoretically - that phenotypic plasticity of one species within a microbial one-predator-two-prey food web enlarges the range of possible coexistence of all species under different dynamic conditions, compared to a food web without phenotypic plasticity. This was accompanied by non-linear (chaotic) population dynamics within all experimental systems showing phenotypic plasticity. The experiments on the interplay of competition, predation and invasion showed that all aspects have an influence on species coexistence. Under undisturbed controlled conditions all aspects were analyzed in detail and in combination. Populations showed oscillations which were shown by quasi-chaotic attractors in phase space diagrams. Competition experiments with two up to five bacteria species competing for one limiting resource showed that all organisms were able to coexist which was mediated by species oscillations entering a regime of chaos. Besides that fact it was found, that the productivity (biomass) as well as the total cell numbers – under the same nutrition supply – increased by an increasing number of species in the experimental systems. Up to now, the occurrence of non-linear dynamics in well controlled experimental studies has been recognized several times and this phenomenon seemed to be more common in natural systems than generally assumed. N2 - Biodiversität und die Koexistenz von Arten fasziniert und verblüfft Biologen seit Jahr-zehnten und stellen einen Schwerpunkt in der heutigen Umweltforschung dar. Der Schutz und die Konservierung dieser Mannigfaltigkeit stellen eine große Herausfor-derung dar, da die natürlichen Lebensräume sowie die Umwelt enormen Verände-rungen unterworfen sind, welche meist in einem anthropogenen Ursprung wurzeln. Die Koexistenz vieler Arten, auch in relativ homogenen Habitaten ist ein faszinieren-des Charakteristikum natürlicher Lebensgemeinschaften und wird als ‚Paradox des Planktons‘ bezeichnet. Gegenwärtig werden diverse Ursachen diskutiert, welche vermutlich zur lokalen und globalen Diversität von Organismen beitragen. Einige die-ser möglichen Ursachen, die zur Aufrechterhaltung der Koexistenz der Arten beitra-gen, wurden identifiziert: Das Vermögen der Konkurrenz- und Prädationsvermeidung, die Fähigkeit räumlicher sowie zeitlicher Verteilung, sowie das Vermögen variable Ressourcen zu nutzen. Des Weiteren wurden mikro-evolutionäre Phänomene und Dynamiken identifiziert, sowie, von theoretischen deterministischen Modellen ausge-hend, nichtlineare Dynamiken, welche die zeitlichen Schwankungen der Abundanzen von Organismen beschreiben. Diese Aspekte stellen die Schlüsselkomponenten zwi-schen interagierenden Organismen dar, wobei das intrinsiche, nicht lineare dynami-sche Verhalten in Form von zeitlichen Veränderungen in Abundanzen eine zusätzli-che entscheidende Rolle bezüglich der Koexistenz von Arten spielen kann. Einige dieser Aspekte wurden in der vorliegenden Arbeit untersucht. In Anlehnung an theoretische Analysen konnte experimentell sowie theoretisch gezeigt werden, dass phänotypische Plastizität in einer Bakterienart in einem mikrobiellen Ein-Räuber-zwei-Beute-Nahrungsgewebe den Bereich der möglichen Koexistenz unter sich än-dernden experimentellen Bedingungen (Änderungen der Durchflussraten der Chemostate) – im direkten Vergleich zu einem experimentellen Nahrungsgewebe ohne phänotypische Plastizität – erweitern kann. Dies wurde begleitet durch nicht lineare Abundanzschwankungen in den Populationen aller untersuchten Versuchs-ansätze. In weiteren Untersuchungen wurde das Zusammenspiel von Konkurrenz, Prädation und Invasion in einer experimentellen mikrobiellen Gemeinschaft untersucht. Unter kontrollierten Bedingungen konnten diese Aspekte detailliert untersucht werden und es konnten Aufschlüsse darüber gewonnen werden, welche Reaktionen (Interaktionen) innerhalb der untersuchten Gemeinschaften stattfinden. Im Versuchsverlauf wurden Veränderungen in den Abundanzen sowie chaotische Schwankungen der Zellzahlen festgestellt. In Konkurrenzexperimenten von zwei bis zu fünf um eine limitierende Ressource konkurrierende Bakterienarten konnte gezeigt werden, dass alle Arten – vermittelt durch chaotische Abundanzschwankungen – nebeneinander koexistieren konnten. Begleitend dazu wurde herausgefunden, dass die Produktivität (Biomasse) sowie die Gesamtzellzahl bei gleicher Nahrungsverfügbarkeit der experimentellen Systeme mit steigender Artenzahl zunehmen. Gegenwärtig ist das Auftreten von Chaos in gut kontrollierten experimentellen Studien vereinzelt beobachtet worden, wobei dieses Phänomen jedoch häufiger in der Natur aufzutreten scheint als generell vermutet. Y1 - 2012 N1 - Köln, Univ., Diss., 2012 ER -