并行程序实验环境和工具

1. 并行程序实验环境和工具 国家高性能计算中心（合肥）

2. 主要内容 • 并行计算环境简介 • 在大型机或集群上进行并行编程 • 在多核PC上进行并行编程 • 实验要求及上机作业 国家高性能计算中心（合肥）

3. 一.并行计算环境简介 • 常见的并行计算设备： • 大型/超级计算机 • 计算机集群系统 • 多核PC • 高性能中心和超算中心拥有的大型计算设备： • 曙光4000A超级计算机 • HP RX2600集群系统 • HP Superdome服务器 • IBM JS22刀片服务器 • KD-50-I龙芯万亿次机 主页：http://scc.ustc.edu.cn 国家高性能计算中心（合肥）

4. 常见的并行计算软件环境 • 超级计算机或集群系统 • 大多使用Unix/Linux/Solaris操作系统 • 也可以使用Windows Cluster Server • 使用专门的作业调度系统，如Torque • 多核PC • Windows 2000/2003/XP/Vista • 大都使用MS Visual Studio开发 • 当然，也可以使用Linux • MPI和OpenMP只是一种标准，它们往往以各种形式运行在这些平台之上。例如可以用MPICH2 + VS2005实现MPI在Windows上的开发。 • 重点： • MPI和OpenMP在曙光4000A上的具体实现 • MPI和OpenMP和Windows多核PC平台上的具体实现 国家高性能计算中心（合肥）

5. 一.在大型机或集群上进行并行编程 • （校内）曙光4000A超级计算机（推荐） • IP：210.45.114.190 • 用户名：guest • 密码：guest • （校内）计算机系414机房Cluster • IP：202.38.79.61 • 用户名：guest • 密码：guest • （公网）Unix体验中心 • http://www.unix-center.net/ • 提供Unix/Linux环境，可以体验各种软件开发。如C/C++，Fortran，Java，Ruby，Python，Perl，Common Lisp 等 • 可以使用OpenMP，没有MPI环境。 国家高性能计算中心（合肥）

6. 登录及文件传输 • 远程登录到Unix/Linux主机上，需要一个支持SSH/SSH2）的虚拟终端软件。常见的有： • Fterm • Putty • SecureCRT • SSH Secure Shell • 上传下载文件需要支持SFTP(SSH)的FTP客户端。常见的有： • SSH Secure Shell • CuteFtp pro • WinSCP 国家高性能计算中心（合肥）

7. Fterm的设置 • Fterm是常见的BBS浏览终端。 • 使用Fterm登录远程计算机，需要打开SSH选项 • Fterm支持预定义脚本，比较方便 国家高性能计算中心（合肥）

8. Putty的设置 • Putty是一个小巧的虚拟终端，只有一个500k的执行文件，不需安装即可运行 国家高性能计算中心（合肥）

9. 使用CuteFTP Pro传输文件 • CuteFTP是常见的FTP工具之一。 • 选择站点类型：SFTP using SSH2。 • 登录到远程计算机后上传下载的操作和普通FTP站点一样。 国家高性能计算中心（合肥）

10. 基本操作 • 使用曙光4000A作为主要的实验平台。 • 初次登陆后，在guest根目录下建立以学号命名的文件夹。学号字母大写。mkdir PB******** • 编辑代码：使用vi，nano或FTP上传代码文件 • nano较容易，全屏编辑模式下可以参考屏幕底部的帮助信息。 • vi功能强大但需要时间才能掌握。 • 可以使用FTP客户端直接上传编辑好的代码文件。 国家高性能计算中心（合肥）

11. 编译程序 • MPI程序的编译：mpicc -o test test.c • OpenMP程序的编译：omcc -o test test.c或者pgcc –mp test test.c 或者gcc4 -fopenmp test.c -o test test.c • PGI编译器 • PGI是一个强大的高性能并行编译器，支持Fortran, C和C++。 • pgcc –mp表示编译OpenMP程序。 • 注意：目前的版本在使用OpenMP的浮点数归约时有错误，用pgcc时请注意避免使用浮点数的归约。 国家高性能计算中心（合肥）

12. Omcc的选项 • -h 查看帮助 • -Idir指定目录dir，以查找include文件 • -llibrary连接时使用名为library的库，例如-lm • -O 自动优化 • -omp 忽略所有的OpenMP制导语句 • -omnicc=backend-cc指定后端C编译器的可执行文件名，如果没有指定，将使用默认C编译器 • 更多文档参考www.openmp.org • 注意：在曙光4000A上使用omcc编译时，代码中定义变量只能在函数开始时，不能在其他语句之后。 国家高性能计算中心（合肥）

13. PGI编译器 • PGI是一个强大的高性能并行编译器，支持Fortran, C和C++。加上–mp参数可以编译OpenMP程序。 • 注意：目前的版本在使用OpenMP的浮点数归约时有错误，用pgcc时请注意避免使用浮点数的归约。 • pgcc包含很多优化选项，使用-help查看所有选项和说明。在曙光4000A上推荐加上参数-fast -Minline -tp=barcelona-64 -Mcache_align 国家高性能计算中心（合肥）

14. 运行程序 • MPI程序的运行mpirun –np x test其中整数x代表要使用的进程数在曙光4000A上x=1～32 • OpenMP程序的运行 设置线程数：export OMP_NUM_THREADS=x 运行：./test其中整数x代表使用的线程数若在程序中指定了线程数，则不需要再设置在曙光4000A上x=1～8 国家高性能计算中心（合肥）

15. Unix/Linux常用命令 • 列目录和文件：ls • 创建目录：mkdir • 显示文件内容：cat • 删除文件：rm，删除目录 rm -r • 移动（更名）文件：mv • 拷贝文件：cp，拷贝整个目录 cp -r • 改变目录：cd，返回上级目录cd .. • 文本编辑：vi，vim，nano • 中止程序：ctrl+c • 复制粘贴：ctrl/shift + insert 国家高性能计算中心（合肥）