【超算/先进计算学习】日报8

今日已完成任务列表

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超算/高性能计算总结

遇到的问题及解决方案

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无

任务完成详细笔记

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阶段一

在学习的第一阶段，我们首先对需要优化的程序——Darknet框架进行了了解，其具有灵活性高、结构明晰、安装简单方便等特点；之后对超级计算机的概念和体系结构进行了了解，同时也了解了超级计算机并行工作的基本原理；最后对Linux操作系统的基本指令进行了熟悉

lscpu 显示cpu相关信息
free 显示内存的使用情况
top 实时查看系统的运行情况
ls 查看指定目录下所有文件
chmod [para] [filename] 更改文件权限
mkdir [directoryName] 目录的创建
rm [-rf] [filename or directoryName] 目录以及文件的删除
pwd 查看当前的目录
cd [absolutePath]
cd … 上级目录
cd . 当前目录
cd - 上次访问目录
cd ~ 用户根目录
touch [filename] 文件的创建
mv [filename] [object_directiryName] 文件/目录的移动
mv [old_filename] [new_filename] 文件/目录的重命名
cp [source_filename] [dest_filename] 文件/目录的拷贝
find [directory] -name [filename] 搜索文件名中包含某特定字符串的文件
grep “[string]” -r [filename] 文件字符搜索
cat [file_name] 显示文件全部内容
head [file_name] 显示文件开头
head -n [line_num] [file_name] 显示文件开头（指定行数）
tail [file_name] 显示文件结尾
tail -n [line_num] [file_name] 显示文件结尾（指定行数）
tail -f [file_name] 动态刷新文件末尾
more [file_name] 显示文件结尾
env 用来显示环境变量, 显示当前用户的环境变量
export 用来设置环境变量
echo 用来查看指定变量内容
PATH 当前shell命令、系统程序、应用程序以及自定义可执行文件的路径
LD_LIBRARY_PATH 可执行共享库(动态库)的目录路径

阶段二

这一阶段主要对Linux常用的命令、基础性能分析工具进行学习
vim
普通模式（:）

：1 快速跳转到文件的第一行
：$ 快速跳转到文件最后一行
：w 保存
：q 退出
：wq 保存文件并退出
：q! 强制退出，不保存修改
s，：[addr]s/源字符串/目的字符串/[option]
全局替换：
%s/源字符串/目的字符串/g
2，10s/源字符串/目的字符串/g

插入模式（i）

插入模式下进行编辑

可视模式（v）

y 复制光标所选定文段
p 在光标所在行出粘贴
x 删除光标所选文段

GCC
分步编译和链接

gcc -o [obj_file] -c [src_file] -I [include_path]
gcc -o [bin] [all_obj_files] -L [library_path] -l [library_file_name]

直接编译出二进制文件

gcc -o [bin] [all_src_files] -I [include_path] -L [library_path] -l [library_file_name]

Makeu与Makefile

slurm

yhinfo / yhi：资源信息查询
yhalloc：资源申请 (强占)
yhrun：作业提交 (自动申请资源)
yhqueen / yhq：作业队列查询
yhcancel：作业取消
yhbatch：批处理作业 (输出被保存到 slurm-jobID.out 下)
yhacct：作业历史查询

GDB

l 展示代码
例如：展示第 10 行，l 10 会将其上下 5 行均展示
b [行号] 在指定行处打断点
r 运行程序
p [变量名称] 查看代码中指定变量的值
c 继续执行程序
q 退出程序
info break 查看所有断点信息
disable [断点编号] 禁用指定的断点
enable [断点编号] 恢复指定的断点
clear [断点编号] 删除指定断点
watch [变量名称] 跟踪指定变量

阶段三

这一阶段主要对高性能算法 (不同矩阵的存储格式) 有了初次的了解；同时对常用的性能分析工具有了一定的熟悉；最后对传统性能优化技术进行了学习
矩阵存储与SpMV算法
COO格式

CSR格式

DIA格式

gprof

• 编译代码文件
  g++ -pg main.cpp -o main
• 执行可执行文件
  yhrun -p thcp1 -N 1 -n 1 main
• 对生成的 gmon.out 文件进行转换 (二进制转为普通文本文件)
  gprof main gmon.out>output.txt

传统性能优化技术
循环合并

for (i=0; i<N; i++)x[i] = a[i] + b[i]
for (i=0; i<N; i++)y[i] = a[i] - b[i]

for (i=0; i<N; i++)
{x[i] = a[i] + b[i];y[i] = a[i] - b[i];
}

循环展开

for (i=0; i<N; i++)
{A[i] = A[i] + B[i];
}

for (i=0; i<N; i+=4)
{A[i] = A[i] + B[i];A[i+1] = A[i+1] + B[i+1];A[i+2] = A[i+2] + B[i+2];A[i+3] = A[i+3] + B[i+3];
}

循环交换

for (j=0; j<N; j++)for (k=0; k<N; k++)for (i=0; i<N; i++)A[i][j] = a[i][j] + B[i][k] * C[k][j];

for (j=0; j<N; j++)for (i=0; i<N; i++)for (k=0; k<N; k++)A[i][j] = A[i][j] + B[i][k] * C[k][j];

循环分布

for (i=0; i<N; i++)
{A[i] = i;B[i] = 2 + B[i];C[i] = 3 + C[i-1];
}

for (i=0; i<N; i++)
{A[i] = i;B[i] = 2 + B[i];
}
for (i=0; i<N; i++)C[i] = 3 + C[i-1];

循环不变量外提

for (i=0; i<N; i++)for (j=0; j<M; j++)U[i] = U[i] + W[i] * W[i] * D[j] / (dt * dt);

T1 = dt * dt;
for (i=0; i<N; i++)
{T2 = W[i] * W[i];for (j=0; j<M; j++)U[i] = U[i] + T2 * D[j]/T1;
}

循环分块

for (i=0; i<N; i++)for (j=0; j<M; j++)A[i] = A[i] + B[j]

for (j=0; j<M; j+=T)for (i=0; i<N; i++)for(jj=0; jj<T; jj++)A[i] = A[i] + B[j+jj]

循环分裂

for (i=0; i<N; i++)vec[i] = vec[i] + vec[M];

for (i=0; i<M; i++)vec[i] = vec[i] + vec[M];
for (i=M; i<N; i++)vec[i] = vec[i] + vec[M];

阶段四

该阶段主要利用之前阶段所学内容对Darknet程序进行优化

• 使用make对程序进行编译 (-pg选项*)
• 运行可执行文件 (生成gmon.out文件)
• 利用 gprof 工具将gmon.out文件转为.txt文件
• 分析文件内容，找出热点函数
• 使用优化技术对热点函数进行优化

对自己的表现是否满意

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对各个阶段的内容进行了总结，虽然时间不算长，但收获还是值得记录的！

简述下次计划

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完结撒花！

其他反馈

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无