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1、 高性能计算介绍什么是高性能计算?(HPC) 1.高速运算 2.大内存 3.海量存储常见的高性能计算的实现 1. 多CPU共享内存结构（SGI Altix 3000) 2. 集群(cluster)结构(联想计算集群）操作系统 Unix, Linux, Windows并行开发软件并行开发软件 MPI, OpenMPSGI Altix 3700体系结构一 系统模块1.C brick: 32个1.3GHz/3M Intel Itanium2 cpu2. M brick: 32G内存3. R brick：路由4. IX brick：输入/输出5. D brick: 硬盘扩展（连接1T盘阵）二 体系结构
2、：NUMAflexNUMAflex全局共享内存全局共享内存全局共享内存全局共享内存的结构的结构的结构的结构 所有内存统一编址所有内存统一编址所有内存统一编址所有内存统一编址, , 全局共享全局共享全局共享全局共享 本地与远端内存的存取速度不同本地与远端内存的存取速度不同本地与远端内存的存取速度不同本地与远端内存的存取速度不同优点：优点：优点：优点：均衡的、可扩充的性能均衡的、可扩充的性能均衡的、可扩充的性能均衡的、可扩充的性能低延迟的内存访问低延迟的内存访问低延迟的内存访问低延迟的内存访问适于适于适于适于HPCHPC的优化的操作环境的优化的操作环境的优化的操作环境的优化的操作环境容易配置容易配
3、置容易配置容易配置操作系统系统软件：64位Linux Advanced Server + SGI HPC ProPack编译器：Intel C, C+, Fortran , Math Kernel LibraryMPI 并行OpenMP 并行并行计算SGI HPC SGI HPC 并行开发软件包：并行开发软件包：并行开发软件包：并行开发软件包：SGI MPT (Message Passing Toolkit)SGI MPT (Message Passing Toolkit) 优化的优化的MPI MPI 和和SHMEM SHMEM 并行编程库并行编程库 MPT MPT 在多个分区系统的性能和在在
4、多个分区系统的性能和在SSISSI上一样，上一样， 在跨节点在跨节点时无性能损失时无性能损失SGI NUMASGI NUMA工具集工具集工具集工具集: : 包含指定包含指定cpucpu、内存的管理工具：、内存的管理工具： cpusetcpuset, , memsetmemset, , dplacedplaceSGI SGI 集群软件集群软件集群软件集群软件(Array Services)(Array Services) 定义和管理集群的配置定义和管理集群的配置, , 管理运行在集群上的作业集管理运行在集群上的作业集SGI Performance Co-Pilot SGI Performance
5、 Co-Pilot : : 图形化的性能监测工具图形化的性能监测工具SGI FFIO SGI FFIO : : 对特定对特定I/O I/O 传输的控制传输的控制SGI SGI 科学函数库科学函数库科学函数库科学函数库SCSLSCSL用户使用初步一: 用户登录： 在windows操作系统下： 1. 安装xmanager等软件模拟xwindows图形化界面 2. 利用ssh-client软件远程登录 在Linux系统下直接使用ssh 命令登录二：上传下载文件：在windows操作系统下： 利用ssh-client软件的sftp功能 在Linux系统下直接使用sftp 命令Linux 基本命令：wh
6、oamiwhoami lists your login name lists your login name ls ls lists filenames in working directory lists filenames in working directory ls ls -l same list with additional information -l same list with additional information ls ls -l |more if list too long; page down with -l |more if list too long; pa
7、ge down with space bar space barcp file1 file2 copies file1 to file2 (NB: exists cp file1 file2 copies file1 to file2 (NB: exists already?) already?)mvmv file3 file4 file3 is renamed file4 file3 file4 file3 is renamed file4 rmrm file1 discards file1. Clean up from time file1 discards file1. Clean up
8、 from time to time. to time. mkdirmkdir dir1 creates new directory with name dir1 creates new directory with name dir1 dir1 mvmv file2 dir1/file2 moves file2 to directory dir1 file2 dir1/file2 moves file2 to directory dir1 mvmv file2 dir1/ does precisely the same file2 dir1/ does precisely the same
9、cdcd dir1 change working directory to dir1 dir1 change working directory to dir1 cdcd . go back (one branch down the tree) . go back (one branch down the tree) rmdirrmdir dir1 discard dir1 (works only when empty) dir1 discard dir1 (works only when empty) pwdpwd lists path to working directory lists
10、path to working directory psps - -efef list of activities of computer list of activities of computer psps - -efef | more if list is too long | more if list is too long efcefc -O2 -O2 prog.fprog.f -o -o progprog see file see file Howto.txtHowto.txt for details for details progprogoutput1 run program
11、output1 run program progprog; output in file ; output in file output1 output1 progprogoutput1 the same using input file output1 the same using input file named input2 named input2 progprogoutput1& the same in background output1& the same in background control-c if cursor does not return: kill task c
12、ontrol-c if cursor does not return: kill task 编译普通程序：1.how to compile a fortran program? efc -O2 tpp2 yourprog.f -o yourprog.out2. how to compile a C program? ecc -O2 -tpp2 yourprog.c -o yourprog.out编译并行程序： 1. openmp paralleled fortran program efc -O2 -tpp2 -fpp -openmp yourprog.f -o yourprog.out 2
13、.mpi paralleled fortran program efc -O2 -tpp2 yourprog.f -o yourprog.out -lmpi 3. openmp paralleled C program ecc -O2 -tpp2 -openmp yourprog.c -o yourporg.out 运行编译好的普通或运行编译好的普通或OPENMPOPENMP并行程序：并行程序：1. without input:1. without input: ./ ./yourprog.outyourprog.out or ./ or ./yourprog.outyourprog.out&
14、 &2. with input file:2. with input file: ./ ./yourprog.outyourprog.outinputinput运行编译好的运行编译好的MPIMPI并行程序：并行程序： mpirunmpirun - -npnp 8 8 yourprog.outyourprog.outinputinput保存输出内容：保存输出内容： ./ ./yourprog.outyourprog.outoutputfileoutputfile& & 观察你的程序的运行情况：观察你的程序的运行情况：Top or Top or psps - -ef|grepef|grep you
15、rlognameyourlogname作业调度采用采用PBS proPBS pro作业调度软件对用户提供作业服务，作业调度软件对用户提供作业服务，对用户的作业进行排队管理对用户的作业进行排队管理好处：好处：1.1.为计算资源提供统一的用户界面为计算资源提供统一的用户界面 2.2.极大提高计算资源的利用率极大提高计算资源的利用率 3. 3. 根据用户或任务分配有限资源根据用户或任务分配有限资源 4. 4. 减少系统管理的负担减少系统管理的负担管理命令：管理命令：qmgr,qstart,qstopqmgr,qstart,qstop用户命令：用户命令：qstat,qsub,qdelqstat,qsu
16、b,qdel提交作业的方法编辑一个作业文件，对作业要求的计算资源作出说明，例如, job_sample： #PBS -N small #PBS l walltime=160:00,mem=100mb,ncpus=4#PBS -m bempirun -np 4 /home/wenan/mc2do3/mpimc2do3q.out/home/wenan/mc2do3/outmpi# this sample for a mpi program执行： qsub job_sample q big其中job_sample是作业文件，big是欲提交的作业队列名。查看作业状态： qstat q : 列出所有队列的情况 qstat a : 列出用户自己的作业的状态
