\"/
\"/ \"/    

Superpočítač grond.ics.muni.cz - Co, kde a jak -

Luděk Matyska, FI MU, ÚVT MU
Ročník V - číslo 4, březen 1995
Citace: L. Matyska. Superpočítač grond.ics.muni.cz - Co, kde a jak -. Zpravodaj ÚVT MU. ISSN 1212-0901, 1995, roč. V, č. 4, s. 1-4.
Tematické zařazení: Superpočítače a gridy
 předchozí číslo | následující článek 

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.

Jak získat účet

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@icsteckamuniteckacz, 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.

Kde lze co nalézt

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:

admin
... administrátorské nástroje (není určen pro běžného uživatele).
biosym
... modul BIOSYM, zahrnující programy Discover, Turbomole a InsightII (vyžaduje csh!).
ch-conv
... programy pro konverzi chemických souborů (babel).
devel
... zpřístupní překladač gcc.
etex
... experimentální instalace TeXu (není určeno pro běžné TeXování).
genstat
... zpřístupní statistický systém Genstat 5 Release 2.
info-services
... programy zajišťující informační služby, předevsím mosaic.
maple
... algebraický systém Maple V (prozatím pouze verze 2).
spartan
... programový systém Spartan (zatím verze 3.1).
viewers
... programy pro prohlížení grafických dat, např. xv (pouze public domain programy, řada vizualizačních programů je součástí systému IRIX).

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.

Jak počítač využívat

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 bnicebrenice byly vytvořeny systémovými správci počítače grond a nejsou zatím k dispozici na jiných počítačích POWER Challenge. Standardně jsou však k dispozici programy nicerenice, 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:

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
a pracovní doba, tj. 9-15 v pracovní dny
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.

Závěr

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@icsteckamuniteckacz), Miroslav Ruda (ruda@icsteckamuniteckacz), Zdeněk Salvet (salvet@fiteckamuniteckacz); jejich společná telefonní klapka je 281. Žádosti o systémovou pomoc je možno též směrovat na adresu scb_support@muniteckacz, dotazy administrativního charakteru na adresu scb_admin@muniteckacz. 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.

setting
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
Zpět na začátek
ÚVT MU, poslední změna 14.11.2011