中科曙光HPC培训教程汇总：D24-HPC应用调试—物理化学领域

1、材料科学软件实施指南,曙光信息产业（北京）有限公司 高性能计算产品事业部 丛 维 涛 ,材料科学软件特征分析 实施案例 Abinit 实施案例 CP2K 实施案例 VASP 常见问题与分析（VASP） 总结 附录：材料科学仿真软件列表,目录,材料科学软件特征分析,大部分使用x86 CPU计算, 少量使用GPU加速器，极少使用ARM, 几乎所有软件支持多机并行计算,备注：软件统计请参照附录,软件的运行流程,缓存,寄存器,ALU,硬件层,操作系统层,应用程序层,总线接口,I/O接口,主存,USB,显卡,磁盘,网卡,CPU,软件的运行流程,网络互联出现之后，带来新的编程模型，即 MPI 编程,软件系

2、统 ： 操作系统,操作系统的分类 RedHat/CentOS、SuSE、MacOS、Windows、Solaris、Ubuntu 操作系统提供了对底层硬件应用的基本驱动、文件系统、预装软件系统。 掌握指令的基本应用 查询 OS 和内核版本：uname -r 查询 OS 已安装的 RPM 包：# rpm -qa 一句话，软件与操作系统的兼容性要求是前提,软件系统 ： 编译器,编译器分类 GNU、Intel Compiler、PGI Compiler、NVIDIA CUDA 编译器完成高级语言向低级语言的转换任务，工作流程为：源代码(source code) 预处理器(preprocessor)

3、编译器(compiler) 目标代码(object code) 链接器(Linker) 可执行程序(executables) MPI OpenMPI、MVAPICH、MPICH、IntelMPI 多核、多节点应用的编程语言，适用于集群架构服务器 理解编译器系统是如何工作的？ 最大功能是优化源代码，提高计算效率； 如何设置和加载编译器环境变量？指令有export, source, module load 一句话，搞清楚软件所需编译器，以及指令应用,软件系统 ： 数学库,为什么需要数学库？ 数学库的分类 Lapack、Blas、fftw、Scalapack、MKL 动态库与静态库的区别 在 Lin

4、ux 中, 静态库是以 .a 为后缀的文件，动态库是以 .so 为后缀的文件。 链接静态库，库所含函数被复制到最终执行程序内，占较大磁盘或内存； 链接动态库，可执行程序可实现共享某些库，执行 ldd 可查看程序调用的动态库 经常遇到的错误提示 “error while loading shared libraries” 一句话，搞清楚软件所依赖的数学库,软件系统 ： 静态库和动态库的链接,文件目录如下： libtest/ |-lt.c |-lt.h |-test.c,* lt.c */ #include voidmyprint(void) printf(Linuxlibrarytest!n);

5、,* lt.h */ voidmyprint(void,* test.c */ #includelt.h intmain(void) myprint(); return0;,生成静态库 # gcc -c lt.c -o lt.o # ar cqs liblt.a lt.o 再链接 # gcc test.c liblt.a -o test 查看引用的库 # ldd test,软件系统 ： 静态库和动态库的链接,文件目录如下： libtest/ |-lt.c |-lt.h |-test.c,* lt.c */ #include voidmyprint(void) printf(Linuxlibra

6、rytest!n);,* lt.h */ voidmyprint(void,* test.c */ #includelt.h intmain(void) myprint(); return0;,生成动态库 # gcc -fPIC -c lt.c -o lt.o # gcc -shared -Wall -fPIC lt.o -o liblt.so 再链接 # gcc -o test test.c -L/lustre/congwt/practice_makes_perfect/lib llt 查看引用的库 # ldd test,软件系统 ： 静态库和动态库的链接,test: error while

7、 loading shared libraries: liblt.so: cannot open shared object file: No such file or directory,OK,设置动态链接库系统变量 LD_LIBRARY_PATH export LD_LIBRARY_PATH=/lustre/congwt/practice_makes_perfect/lib,编译与安装实例：Abinit,本实例讲解使用 GNU 和 OpenMPI 编译第一性原理计算软件 Abinit,CPU/GPU,RHEL/CentOS,GNU GCC,OpenMPI,FFTW、BLAS、Lapack,

8、Download SourceCode,Complie,Benchmark,编译与安装实例：Abinit,下载源码包 abinit-8.4.2.tar.gz ,本实例讲解使用 GNU 和 OpenMPI 编译第一性原理计算软件 Abinit,tar xvf abinit-8.4.2.tar.gz & cd abinit-8.4.2,configure -prefix=/public/software/apps/abinit/7.10.4/openmpi -enable-mpi=yes -enable-mpi-io=yes FC=mpif90 CC=gcc

9、 -with-mpi-prefix=/public/software/mpi/openmpi/2.0.1/gnu/ -enable-openmp=yes,make mj4,编译与安装实例：CP2K,阅读文件 cp2k/INSTALL 修改 ARCH 文件 & 编译,编译与安装实例：VASP,1. 阅读文件 README,2. 编辑修改 makefile.include & 编译,理解环境变量概念，掌握加载环境变量的方法,常见问题与分析,原则：出现问题首先从软硬件上思考，再定位是哪一部分可能存在问题,常见问题与分析（VASP,warning: thedistancebetweensomeionsisverysmall 可以判断是 POSCAR 原子坐标文件有错误，可能是坐标类型没有顶格写 (2) VASP 计算出现 SegmentationFault 而终止运算 设置 unlimt -s unlimited (3) 计算输出 forrtl: severe (41): insufficient virtual memory 而终止运算 节点内存不足,输入相关文件 INCAR, POSCAR, KPOINTS, POTCAR