Введение в использование MPI

Содержание:

1 mpi-selector
2 Становление, развитие школьного исторического образования
3 Exercise 2
4 Недостатки MPI
5 Отличие TSI и MPI
6 Пример
7 Насколько Multi Point Injection отвечает современности

mpi-selector

На вычислительном комплексе установлено несколько реализаций MPI, каждая включает свой набор библиотек и утилит. Просмотреть их список можно следующей командой:
```
mpi-selector --list
```
Основные используемые у нас реализации MPI (каждая имеет несколько версий):
- intel_mpi — версия от Intel;
- openmpi_gcc — Open Source версия OpenMPI, собранная компилятором GCC;
- openmpi_intel — OpenMPI, собранная компилятором от Intel.

Возможные параметры утилиты ‘mpi-selector’ можно узнать, запустив её без параметров, либо следующей командой:man mpi-selector

Чтобы выбрать определённую реализацию MPI, которая будет использоваться, нужно выполнить команду:mpi-selector —set

Внимание: данная команда повлияет только на те сессии SSH, которые будут открыты после её выполнения. В текущей сессии используемая реализация не изменится, хотя команда

mpi-selector —query

будет отображать уже новое значение.

После этого для компиляции программ на языке ‘C’ используется команда mpicc, для языка ‘C++’ — команды mpicxx, mpiCC или mpic++, для языка ‘Fortran’ — mpif77 или mpif90

Обратите внимание, что эти команды — не сами компиляторы, а скрипты, вызывающие настоящие компиляторы. Например, даже при выборе реализации MPI от Intel, по умолчанию используются компиляторы GCC. Компилятор при необходимости можно сменить через переменные окружения, более подробное описание для Intel MPI находится на .

Обращаем внимание, что использование ‘mpi-selector’ накладывает ограничение: каждый пользователь в каждый момент времени может использовать только какую-то одну реализацию MPI. Т.е

с помощью этой утилиты нельзя сделать так, чтобы одни задачи работали с одной реализацией MPI, а другие — с другой реализацией.

Становление, развитие школьного исторического образования

Войти в личный кабинет М11 15-58 и его использование

Зарожд-е
связ с появл 1-х сборников, содерж историч
сведения: азбуковник, Синопсис-перечень
воен дейтсв князей, дейтсв русск князей.
Препод-е истории началось в московской
гимназии пастора Глюка 1708 г., в школе
Феофана Прокоповича в Спб(1721). Гос
обучение истории нач с 1726 г., когда в
Петербурге открыта академич гимназия.
Во 2-3 классах изуч историю 3 ч/нед, 1 кл-2ч.
Во 2-й пол 18 века – изуч-сь в основном
всеобщая ист на иностр яз. 1-й перевод
1747 г. Событ излаг монографически (по
странам) или синхронически (по отдельн
периодам. В отдельн школах: мифология,
нумизматика, геральдика. Заучивали
наизусть, а учит лишь проверял выуч-е.
В 60-е годы 18 века – препод в дух-х учил-х,
худ школах.

К
19 в.- новый этап в изуч истории: собир
учащ-ся по субботам и вели разговор по
всему предмету. 1 из крупн историков –
Татищев. По его совету история как
предмет введ в школу. «Ист с древн времен»
утвержд-ся. Русск ист Ломоносов «Древняя
российская история» — 1-й школьн
уебник.Янкович «О должностях человека
и гражданина». 1783 в Спб-учит-я семинария
для его подготовки препод нар-х училищ.
К изучен предметам +МПИ.

1786
г. – реф по созд-ю реальн учил. Ввод
классно-урочн сист, использ-е доски и
мела.Янкович «Всемирная история»:
рекомендации учителя, работа с картой.
Курс раздел на части. С 1793 г. – 1-е историч
карты. 1783 г. «Всемирная история для
обучения юношества» Шрекка для 4 кл нар
училищ. В 70-е годы 18 в. отеч история
отдел-ся от всеобщей.

19
век – дворянское направление в
историографии: Карамзин:опис-т деят-ть
монархов, полководцев, дух-ва, духов-ва,
знати. Монархич концепция отразилась
в русских учебниках Кайдакова и
Смарагдова.

Соловьев
«Учебная книга русской истории» — для
гимназий. Учебники Иловайского –
описание событий. Стасюлевич – за изуч-е
источников – издал хрестоматию по
историю средних веков.

Автор
одной из первых книг по методике обучения
истории – Гуревич «Опыт истории
методики»Его идеи развили Виноградов,
Никольский.

Педагоги
начала 20 века – организация образоват-го
процесса, развить познават деят-ть
учащихся, развить потребность к знаниям.
Метод вопросов и планов: в шк-работа с
учебником, д/з-вопросы, план. Метод
Рожкова и Покровского – док-ты важнее
учебника. Документация сопровожд текста
учебника док-ми. Иллюстрир метод. В 1911
г.открыт пед институт с 2годичн сроком
обуч-я. Введена МПИ.

1917-1932
– Народный комиссариат по образованию
(Луначарский). Вместо гражд истории –
история труда и социология. Курс
обществознания. Основа: метод трудовой
школы: занимались 7 дней. Вместо классов
– бригады,уроки – лабораторн-студийные
занятия. С 1921 г. — курс обществознания.

30-50-е
годы 20 в. зарождение классно-урочной
системы. 1933 г. программа по истории
(марскизм-ленинизм, философия). Линейный
курс обучения истории: 3-4 кл-краткий
курс; 5-Древний мир, 6-средние века; 7-Ср.в,
констит СССР, 8-новая история ч.1,история
СССР до 18 в, 9 кл – Нов ист ч.2, история
СССР 20 век. С 1956 г. – впервые курс новейшей
истории.

Военное
время: гл.цель-патриотическ воспит-е.
Удел-е вним-я наглядности.

60-80
г.г.. Меняются функции учебника – для
закрепления, обуч-я и воспитания,
систематиз-я курса. +схемы, док-ты
иллюстрации. С 64 г. – 10летний срок
обучения.

Exercise 2

Введение ДЕФЕКТАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Still logged into the workshop cluster?

If so, then continue to the next step. If not, then login as you did
previously for Exercise 1.

Create, compile and run an MPI blocking send/receive program

Assuming you were able to create a successful «hello world» MPI program
in Exercise 1, copy your source file to a new file and call it something
like helloBsend.c or
helloBsend.f. If you were not successful,
you can use the provided mpi_hello.c or
mpi_hello.f. as your starting point.

Edit your new helloBsend source file and modify it
to do the following — after the master task has printed the number of tasks, but
before MPI_Finalize:

Have each task determine a unique partner task to send/receive with.
One easy way to do this:

if (taskid = numtasks/2) then partner = taskid - numtasks/2

Fortran:

if (taskid .lt. numtasks/2) then partner = numtasks/2 + taskid
else if (taskid .ge. numtasks/2) then partner = taskid - numtasks/2

Each task sends its partner a single integer message: its taskid
Each task receives from its partner a single integer message: the partner’s
taskid
For confirmation, after the send/receive, each task prints something like
«Task ## is partner with ##» where ## is the taskid of the task and its
partner.

If you need help, see the provided example files

Using your choice of compiler as in Exercise 1, compile your
helloBsend program until you get a clean compile.

Using the srun command as in Exercise 1 to run
your executable. For example:

srun -N2 -n8 -ppReserved helloBsend

Did your job run successfully? Based on the output, did it behave as expected? If not, figure out any problems and fix them before proceeding.

Run your program a few more times, but vary the number of nodes and total
tasks. Observe the task output statements to confirm.

If time permits, copy your helloBsend source file
to a new helloNBsend source file. Then convert the
blocking routines to non-blocking routines. See the provided

source files if you need assistance.

Compile and run as before.

This completes Exercise 2

Недостатки MPI

Обязательно ли использование знака Шипы на автомобиле

За счет того, что топливная смесь смешивается в специальных впускных каналах до поступления в цилиндры, такие двигатели обладают ограниченными возможностями впускной системы. Это сказывается на мощности и крутящем моменте. Их нельзя назвать «динамичными» и мощными. Скорее всего, они рассчитаны на неспешную езду. Наличие восьми клапанов, а большая часть этих двигателей имеет восьми клапанные системы ГРМ, также говорит о потере мощности.

Из-за своей старой конструкции, двигатели MPI постепенно выводят из производства, последние модели на которые устанавливалось это семейство двигателей, были автомобили марки SKODA OCTAVIA второго поколения. Однако третье поколение автомобилей OCTAVIA, имеет более современные и продвинутые двигатели FSI и TSI.

Также рекомендую почитать статью — об эффекте турбоямы.

Я думаю, стало немного понятно — что такое этот двигатель.

(12 голосов, средний: 4,75 из 5)

Отличие TSI и MPI

«Twincharged Stratified Injection» (двойной наддув с послойным впрыском) – так расшифровывается аббревиатура TSI. Такую интерпретацию подали инженеры компании Volkswagen на начальном этапе. После, переименовали в Turbo Stratified Injection. Теперь аббревиатуру используют многие концерны, лишь с добавлением нескольких букв для отличия.

Отличия между двумя типами:

TSI обладает штатной системой надува. В моторе одновременно может быть два нагнетателя: турбированный компрессор и механический тип;
в MPI отсутствуют нагнетатели, конструкцией они не предусмотрены. Если речь заходит об MPI, подразумевают силовые агрегаты атмосферного типа;
TSI выдвигает ряд требований к моторному маслу, коэффициенту вязкости, периодичности замены;
в TSI топливо впрыскивается непосредственно в полость цилиндра. Для этого изготавливается специальной формы головка, поршни, топливный форсунки;
в MPI горючее поступает изначально во впускной коллектор, после чего в цилиндр в момент открытия клапанов. Для такой конструкции наличие бензинового насоса вовсе не обязательно, так как штатного давления достаточно для подачи топлива.

При возникновении поломок ремонт MPI обойдется в разы дешевле TSI. Этот фактор обладает весомой силой, для многих потенциальных владельцев он основополагающий.

Пример

Создадим файл hello_mpi_world.c, содержащий программу на языке C:

#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char** argv)
{
    int  size, rank;
    char host;

    MPI_Init(&argc,&argv);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&size);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&rank);

    gethostname(host,32);
    printf("Hello, MPI world! I'm number %d from %d and I run on host %s.\n",rank,size,host);

    MPI_Finalize();
    return 0;
}

Процедура MPI_Init инициализирует параллельную часть приложения
MPI_Finalize — завершает
Все остальные процедуры MPI могут использоваться только между этими двумя вызовами.
Процедуры MPI_Comm_size и MPI_Comm_rank возвращают количество параллельных процессов и индивидуальный номер конкретного процесса соответственно.

Выберем реализацию MPI:
```
mpi-selector --set openmpi_gcc-1.4.3
```
Перезапустим SSH сессию и проверим, какой файл будет использоваться в качестве компилятора:
```
which mpicc
```
```
/opt/shared/openmpi/1.4.3-gcc/bin/mpicc
```
Версию компилятора можно узнать с помощью ключа ‘-v’:
```
mpicc -v
```
```
gcc version 4.3.2  (SUSE Linux)
```

Откомпилируем в исполняемый файл hello_mpi_world.a:mpicc hello_mpi_world.c -o hello_mpi_world.a

Создадим в той же директории определяющий параметры задачи скрипт submit.sh следующего вида:

#!/bin/bash

#PBS -l walltime=00:01:00
#PBS -l select=2:ncpus=4:mpiprocs=4:mem=2000m,place=free
#PBS -m n

cd $PBS_O_WORKDIR

MPI_NP=$(wc -l $PBS_NODEFILE | awk '{ print $1 }')
echo "Number of MPI process: $MPI_NP"

echo 'File $PBS_NODEFILE:'
cat  $PBS_NODEFILE
echo 

mpirun -hostfile $PBS_NODEFILE -np $MPI_NP ./hello_mpi_world.a

Запуск программы производится командой mpirun, которая узнаёт выделенные задаче узлы из файла, на который указывает переменная окружения $PBS_NODEFILE.
Для intel_mpi ключ ‘-hostfile’ необходимо заменить на ‘-machinefile’
Значения ncpus и mpiprocs в select должны совпадать.
Некоторые реализации MPI запускают некорректное количество MPI-процессов, если не указать его команде ‘mpirun’ с помощью параметра ‘-np’
Одна из самых распространённых у нас ошибок при использовании MPI заключается в указании разного количества потоков в select и в mpirun. В результате или часть процессорных ядер простаивает или наоборот, задача пытается использовать больше ядер, чем было запрошено. Поэтому настоятельно рекомендуется не указывать mpirun количество потоков в виде числа (‘-np 8’), а делать так, как в примере выше — вычислять количество потоков на основании созданного планировщиком файла ‘$PBS_NODEFILE’ и передавать это значение mpirun. При таком подходе будет достаточно изменять параметры ‘select’, а mpirun автоматически будет получать корректное значение количества потоков.

Командой qsub поставим задачу в очередь:qsub submit.sh
13485.hpc-suvir1.hpc

‘13485’ — идентификатор нашей задачи.

После завершения работы задачи в текущей директории появлятся файлы submit.sh.e13485 (должен быть нулевого размера, если программа отработала без ошибок) и submit.sh.o13485, содержащий примерно следущее:Number of MPI process: 8
File $PBS_NODEFILE:
cn04
cn04
cn04
cn04
cn39
cn39
cn39
cn39

Hello, MPI world! I’m number 1 from 8 and I run on host cn04.
Hello, MPI world! I’m number 0 from 8 and I run on host cn04.
Hello, MPI world! I’m number 3 from 8 and I run on host cn04.
Hello, MPI world! I’m number 5 from 8 and I run on host cn39.
Hello, MPI world! I’m number 6 from 8 and I run on host cn39.
Hello, MPI world! I’m number 7 from 8 and I run on host cn39.
Hello, MPI world! I’m number 2 from 8 and I run on host cn04.
Hello, MPI world! I’m number 4 from 8 and I run on host cn39.

Насколько Multi Point Injection отвечает современности

Ряд автопроизводителей Европы, Азии считают, что такой тип не имеет будущего, так как стремительное развитие технологий быстро оставит позади «новинку». Отчасти это правда. Активно развивает и поддерживает MPI только концерн Фольксваген и его структурные подразделения, в том числе и Škoda. Визитная карточка: двигателя с объёмами 1.3, 1.4 и 1.6 л.

Главная особенность силового агрегата в отсутствии какого-либо турбированного нагнетателя. Конструкция проста и интуитивно понятна:

бензиновый насос, подающий горючую смесь во впускной коллектор под высоким давлением. Рабочий показатель три атмосферы;
посредством впускного клапана форсунки топливо поступает внутрь цилиндра, где происходит воспламенение, отвод отработанных газов.

Multi Point Injection оснащен контуром водяного охлаждения горючей смеси. Звучит непривычно, это трудно представить, но система успешно работает. Наличие нестандартной конструкции объяснимо тем, что над головкой блока цилиндров повышенная температура, а топливо поступает под низким давлением. Последствия негативные, риск закипания, образования газовоздушной пробки. Без стороннего охладителя работа силового агрегата невозможна.

Преимущества MPI

простота конструкции. Очевидно, что такие двигатели проще силовых агрегатов, оснащенных TSI с турбированными нагнетателями, но никак не карбюраторного типа. Ряд ремонтов владельцы проводят самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов СТО. Явная экономия на ежемесячном обслуживании;
лояльное отношение системы к качеству горючего. Применительно к странам СНГ, где топливо не всегда «хорошее», этот вариант приемлем. Силовой агрегат вполне комфортно работает на бензине марки АИ-92;
средний срок эксплуатации до капитального ремонта составляет 300 000 км. Такие цифры приводит изготовитель. На практике ресурс меньше на 50 000 км

Мало кто принимает во внимание фактор своевременной замены моторного масла, очистительных элементов, заправки качественным топливом;
минимальные риски, связанные с перегревом;
возможность механической регулировки угла опережения зажигания;
конструкция предусматривает наличие резиновых опор над двигателем. Это позволяет гасить колебания, вибрации в процессе работы.

Недостатки MPI

повышенный расход горючего. Фактор достаточно спорный, по-разному можно его интерпретировать. В сравнении с TSI он увеличен на 7%. Многих потенциальных покупателей это отпугивает, отталкивает;
невысокий показатель крутящего момента, и как следствие средний коэффициент мощности. Топливная смесь смешивается непосредственно во впускных каналах, а не в цилиндрах. Это нетипично для большинства конструкций, вызывает недопонимание у конструкторов TSI.

Автомобили с предустановленным MPI не считаются резвыми, быстрыми, активными. Скорее средний уровень для ценителей неспешного драйва, семейного отдыха.

Статистика продаж по СНГ и РФ, в том числе, показывает, что для владельцев приоритетным остается все же показатель мощности, нежели практичности.

Характерные признаки неисправности MPI

снижение мощности в процессе езды;
повышенный расход горючего;
на центральной приборной панели сигнализирует индикатор о наличии неисправности «Check Engine»;
из выхлопной трубы выходит выхлоп синего, белого или черного цвета. Одновременно это указывает на неисправный инжектор и топливную аппаратуру;
нестабильная работа на холостых оборотах;
трудный запуск на «холодную»;
повышенный рабочий звук, вибрации.

Частые причины поломок

нарушение, игнорирование сроков проведения технического осмотра;
стороннее техническое (механическое) повреждение, аварии, столкновения, удары;
установка неоригинальных деталей, комплектующих, расходных материалов;
заправка некачественным топливом с высоким содержанием химических примесей;
нарушение правил использования машины, силового агрегата;
несоответствие температурных режимов, индексов вязкости масла;
систематические нагрузки сверх нормы.