První etapa pilotního projektu Fondu rozvoje vysokých škol "Zavádění superpočítačových technologií na vysokých školách v České republice" skončila 26. ledna slavnostním zahájením provozu instalované techniky. Dnes jsou již všechny tři počítače POWER Challenge v provozu, byť prozatím pouze experimentálním. Tento příspěvek je věnován provozním podmínkám na počítači grond (doména ics.muni.cz), který je umístěn v Superpočítačovém centru na Ústavu výpočetní techniky Masarykovy univerzity v Brně.
Účet na tomto počítači bude zřízen každému zájemci z řad studentů nebo zaměstnanců vysoké školy, pokud vyplní přihlášku uživatele a podepíše "Prohlášení uživatele", které vymezuje základní práva a povinnosti, spojené se zřízením účtu. Účet je přidělován zpravidla na dobu jednoho roku (v případě studentů posledního ročníku nejdéle na dobu do ukončení studia). Uživatel však může přihlásit projekt a v tom případě může být účet zřízen na dobu realizace projektu (zpravidla dva či tři roky). Účet může být po vypršení základní doby prodloužen. Přihlášení projektu s sebou nese závazek sepsání každoroční zprávy pro potřeby centra. Každý uživatel je přitom zavázán vhodným způsobem ve svých publikacích ocenit služby centra a zároveň odevzdat centru jednu kopii každé takové publikace. Tyto publikace a zprávy pak budou použity jako podklad pro každoroční výroční zprávu o činnosti centra.
Přihlášku a Prohlášení je nutno dodat osobně nebo poštou ing. Renatě
Kolovratníkové na adresu Ústavu výpočetní techniky (je uvedena
v tiráži Zpravodaje). Zde lze samozřejmě i oba dokumenty získat
(renata@ics
municz, tel. (05)41321237, klapka 404).
K počítači grond je možno přistupovat výhradně prostřednictvím počítačové sítě, ÚVT přímo nezajišťuje žádné přístupové místo. Předpokládá se tedy, že přímý přístup k počítačové síti CESNET si zajistí každý uživatel individuálně.
O zřízení účtu je pak uživatel informován prostřednictvím zprávy, která je při fyzickém zřízení účtu automaticky zaslána na elektronickou adresu, uvedenou v přihlášce1. Jakmile je účet zřízen, může uživatel začít používat prostředky superpočítače, tedy především výkon procesorů, paměť a přidělenou diskovou kapacitu. V současné době nejsou pro uživatele poskytovány tiskové služby, uživatelé si musí tiskové soubory přenést na své počítače (prostřednictvím ftp) a tam vytisknout2.
Na počítači grond je v současné době k dispozici 12 GB diskové kapacity3. Ta je organizována následujícím způsobem:
Uživatelé mají své domovské adresáře logicky přístupné v /home/<login_jméno>, bez ohledu na skutečné fyzické umístění. Po dohodě se systémovými programátory může být domovský adresář uživatele montován (pomocí NFS) z jím určeného počítače4. Vzhledem k velmi omezené celkové diskové kapacitě je každému uživateli přiděleno tzv. quota, tj. maximální množství diskového prostoru, které může svými soubory obsadit. Velikost quota je možno kdykoliv zjistit příkazem quota -v, který vypíše velikost přidělené "měkké" (soft) i "tvrdé" (hard) hranice použitelného diskového prostoru5. Současně se vypíše i informace o aktuálně obsazeném diskovém prostoru. Standardně je přidělováno měkká quota 25 MB a 75 MB tvrdá pro uživatele bez speciálních požadavků, uspokojení zvýšených nároků na diskový prostor je ve značné míře vázáno na přihlášení projektu.
Aby bylo usnadněno využití programů, které jsou na počítači grond instalovány, byl zaveden tzv. modulární systém. Jednotlivé programové balíky jsou zpřístupněny příkazem
| module add <jméno> |
kde <jméno> je jméno příslušného modulu. Příkazem
| module avail |
lze zjistit seznam všech dostupných modulů, příkazem module show <jméno> pak zjistit alespoň základní informaci o konkrétním modulu se jménem jméno. V současné době jsou k dispozici následující moduly:
Seznam modulů, které jsou v daném okamžiku pro uživatele aktivní, lze vypsat příkazem
| module list |
Nechceme-li dále služby některého modulu využívat, můžeme jej odstranit z aktuálního prostředí příkazem
| module del <jméno> |
Informace o dalších možnostech můžeme získat jednak příkazem module help, jednak na příslušné manuálové stránce.
Na počítači grond jsou zpřístupněny kompletní manuálové stránky celého programového systému Varsity a zároveň i všechny manuálové stránky všech instalovaných modulů. Konkrétní manuálovou stránku vyvoláme příkazem man <jméno>, je však možno použít i klíčované volání
| man -k <řetězec> |
který vypíše jména všech manuálových stránek, která mají nějaký vztah k řetězci <řetězec>. Tento příkaz je vhodné použít vždy, když známe jméno příkazu buď pouze zkomoleně nebo kdy hledáme příkaz k určité funkcionalitě.
Kromě manuálových stránek je na počítači grond k dispozici i systém Insight. Jedná se o soubor on-line hypertextových manuálů. Vyvoláme je příkazem insight, ovšem musíme být v prostředí grafického systému X window (stačí vhodný emulátor). Systém Insight tvoří sada "knih" - dokumentů, které lze číst, prohledávat, procházet pomocí hypertextových ukazatelů a v neposlední řadě i tisknout. Firma SGI neposkytuje na většinu produktů tištěné manuály, a tak je tato forma často jediným zdrojem informací.
Pro ty, kteří chtějí na počítači grond vyvíjet vlastní programy, jsou k dispozici kompilátory jazyků Fortran 77 (f77), C (cc) a C++ (CC). Kompilátory jazyků Fotran 77 a C je možno zkombinovat s preprocesorem sopt, který (formou transformace zdrojového textu) umožňuje speciální optimalizace programů vzhledem k vybraným parametrům (velikost vyrovnávací paměti, míra využití pipeline procesoru, inline procedury, ...). Kompilátory těchto jazyků je dále možno spojit s paralelními akcelerátory (pfa pro Fotran a pca pro jazyk C), které umožňují generování paralelního kódu, který využívá současně více procesorů. Podrobnosti o možnostech jednotlivých kompilátorů je jednak možno získat v příslušných manuálových stránkách a dokumentech insight, jednak konzultací u autora článku6.
Počítače POWER Challenge jsou obecně vhodné pro řešení náročných numerických úloh. Tomuto účelu by též mělo být, alespoň v rozumné míře, podřízeno i užití počítače grond. Počítač by měl být používán jen v míře nezbytně nutné pro jednoduchou interaktivní práci, kterou by bylo možno provést i na méně výkonném počítači (jedná se zejména o editování souborů a přípravu dat7). Hlavní využití by mělo ležet jednak v ladění (paralelních) programů, jednak v dlouhých výpočtech8.
Při spuštění delší úlohy je většinou vhodné tuto úlohu nejen spustit v pozadí, ale současně ji odpojit od aktuální seance (session) tak, aby úloha pokračovala ve výpočtu i po odhlášení uživatele. Toho lze dosáhnout příkazem
| nohup <příkaz> |
kterým příkaz spustíme v pozadí, odpojíme od terminálu (není-li přesměrován, je standardní vstup uzavřen a standardní výstup přesměrován do souboru nohup.out), snížíme prioritu a přiřadíme vhodné skupině procesorů. Snížení priority je možno dosáhnout i u interaktivního programu tím, že jej spustíme příkazem
| bnice <příkaz> |
Je možno snížit i prioritu již běžícího programu, a to příkazem
| brenice <pid> |
kde pid je číslo procesu (můžeme jej získat např. příkazem ps, případně bps). Spouštění úloh na pozadí bez současného snížení priority může velmi negativním způsobem ovlivnit průchodnost celého systému.
Příkazy bnice a brenice byly vytvořeny systémovými správci počítače grond a nejsou zatím k dispozici na jiných počítačích POWER Challenge. Standardně jsou však k dispozici programy nice a renice, alternativy s předponou b však zároveň zajistí přiřazení do správné třídy procesorů. Analogicky byla upravena i utilita nohup.
Počítač grond je čtyřprocesorovým počítačem, kde v základním režimu jsou všechny procesory volně (resp. podle "uvážení" plánovače úloh) dostupné všem procesům9. Snaha o maximálně efektivní využití počítače vedla k rozhodnutí rozdělit procesory do několika vzájemně se překrývajících skupin a jednotlivé procesy přidělovat do skupin na základě jejich charakteru10. Byly vytvořeny čtyři množiny procesorů:
a pracovní doba, tj. 9-15 v pracovní dny
Jméno Číslo Procesory primea nonprimeb iter 1001 0, 1, 2, 3 0, 3 batch1 1002 2, 3 0, 1, 2, 3 batch2 1003 2 2 long 1004 1 1
b mimopracovní doba a volné dny
Po přihlášení pracuje každý uživatel ve třídě inter, tj. v pracovní době má k dispozici všechny čtyři procesory, v mimopracovní dobu pak pouze dva. Spustí-li si však nějaký proces v pozadí (příkazem nohup), je tento proces přesunut do třídy batch1 nebo batch2. V souboru /etc/batchtab je možno nalézt přiřazení do zmíněných tříd pro každého uživatele. Zhruba platí, že uživatelé s přihlášeným projektem jsou ve třídě batch1, zatímco "základní" uživatelé (bez projektu) ve třídě batch2. Do třídy long se automaticky nepřiřazuje, je vyhrazena pro velmi dlouhé úlohy. Pro manipulaci se třídami je určen program pset, neprivilegovaný uživatel však tento program může využít prakticky pouze k získání informace o vytížení jednotlivých tříd procesorů.
Na počítači grond není doposud instalován žádný systém správy dávkového zpracování (tzv. queuing system). Na měsíc květen/červen je plánováno zapůjčení systému LSF (Load Sharing Facility) a vyzkoušení jeho možností pro skutečné dávkové zpracování (včetně manipulace různých front úloh). V každém případě by v druhé polovině roku 1995 měl být na počítači grond k dispozici vhodný systém pro plánování dávek a počítač by měl být ve značné míře převeden na dávkové zpracování.
Ještě několik statistických čísel: V současnosti je na počítači grond registrováno 58 uživatelů. Míra vytížení systému (měřeno mírou využití centrálních procesorů) se pohybuje mezi 60 až 100%. Průměrná délka fronty procesů je 6, tj. v průměru je k dispozici 6 procesů (zatímco jsou k dispozici pouze 4 procesory). Míra využití centrální paměti se pohybuje okolo 40%, počítač swapuje jen výjimečně.
A na skutečný závěr uveďme ještě jména a elektronické adresy
systémových programátorů: Hynek Bureš (cd2bcg16@icsmunicz), Miroslav
Ruda (ruda@icsmunicz),
Zdeněk Salvet (salvet@fimunicz);
jejich společná telefonní klapka je 281. Žádosti o systémovou pomoc je
možno též směrovat na adresu scb_support@municz, dotazy
administrativního charakteru na adresu scb_admin@municz. Aktuální
informace (včetně PostScriptových verzí přihlášek) je možno získat
na www serveru
http://anxur.dcs.muni.cz/scb/scb-home.html. Informace
ze spřáteleného superpočítačového centra v ÚVT UK jsou ukládány
na http://dec59.ruk.cuni.cz/supercomp/supercomp.html.
| 1 | Přihlášky bez elektronické adresy nejsou akceptovány.
... zpět do textu |
| 2 | V případě speciálního požadavku je možno se domluvit
se systémovými programátory na možnosti tisku
na počítačích ÚVT.)
... zpět do textu |
| 3 | V dohledné době by se kapacita měla zvýšit na 16 GB,
protože firma Silicon Graphics přislíbila zapůjčení jednoho disku
o kapacitě 4 GB s tím, že bude současně sloužit jako
záložní disk celého projektu).
... zpět do textu |
| 4 | Vzhledem k přenosovým rychlostem počítačové sítě je
v současné době tato alternativa zajímavá především pro
uživatele z města Brna, kteří jsou přímo připojeni
na optickou páteř; může však být využita i uživateli
z jiných lokalit.)
... zpět do textu |
| 5 | Uživatel může použít veškerý diskový prostor, přidělený v rámci
"měkké" quota. Pokud jej přeplní, pak toto přeplnění může dosáhnout
až hranice "tvrdého" quota s tím, že uživatel je na tuto
skutečnost upozorněn a je mu poskytnut časový interval
(v současné době 7 dní) na to, aby využití diskového
prostoru snížil pod měkkou hranici. Pokud tak neučiní nebo je-li
dosažena tvrdá hranice, pak systém znemožní uživateli vytvářet další
soubory i přihlásit se.
... zpět do textu |
| 6 | V případě většího zájmu bude uspořádáno školení - vážní zájemci
mohou předběžně kontaktovat ing. Kolovratníkovou.
... zpět do textu |
| 7 | Aby nedocházelo k nežádoucímu zneužívání počítače, nelze
na tomto počítači přijímat elektronickou poštu - každá zpráva
je automaticky přesměrována na adresu, kterou uživatel zadal
v přihlášce).
... zpět do textu |
| 8 | Procesory MIPS R8000, použité v počítači grond,
mají sice úctyhodný výkon v pohyblivé řádové čárce, ale pouze
průměrný výkon v celočíslených operacích. Důsledkem je
relativně malý výkon při řešení úloh, které nevyužívají operací
v pohyblivé řádové čárce; úlohy tohoto charakteru by měly být
řešeny na jiných počítačích (použití počítače grond
na řešení takovýchto úloh však může být vynuceno
např. velkými nároky na operační paměť).
... zpět do textu |
| 9 | Proces může být spuštěn na procesoru číslo 1, přesunut
na 4, vrácen na 1 a dokončen
na procesoru 3.
... zpět do textu |
| 10 | Operační systém IRIX automaticky přiřazuje procesy procesorům tak,
aby dosáhl maximálního vytížení systému. Současně je však možno
omezit množinu procesorů, které mohou být danému procesu příděleny
(to je vhodné zejména tam, kde je systém zatěžován úlohami velmi
rozdílného charakteru, jako jsou např. krátké interaktivní
úlohy spouštěné současně s dlouhými úlohami, běžícími
na pozadí).
... zpět do textu |
předchozí číslo
