RISC-V公測(cè)平臺(tái)發(fā)布·在SG2042上配置Jupiter+Octave科學(xué)計(jì)算環(huán)境

簡(jiǎn)介

JupyterHub是一個(gè)開(kāi)源的共享計(jì)算平臺(tái)，它為每個(gè)用戶管理一個(gè)單獨(dú)的 Jupyter 環(huán)境， 可以用于學(xué)生班級(jí)、企業(yè)數(shù)據(jù)科學(xué)小組或科學(xué)研究小組。它是一個(gè)多用戶中心，可以生成、管理和代理多個(gè)單用戶Jupyter筆記本服務(wù)器的實(shí)例。GNU Octave是一種采用高級(jí)編程語(yǔ)言的主要用于數(shù)值分析的軟件。Octave有助于以數(shù)值方式解決線性和非線性問(wèn)題，并使用與MATLAB兼容的語(yǔ)言進(jìn)行其他數(shù)值實(shí)驗(yàn)。它也可以作為面向批處理的語(yǔ)言使用。因?yàn)樗荊NU計(jì)劃的一部分，所以它是GNU通用公共許可證條款下的自由軟件。本期，我們就來(lái)試試Jupyter和Octave組成一個(gè)多用戶的科學(xué)計(jì)算平臺(tái)。

實(shí)驗(yàn)材料：

Python 3（如果沒(méi)有請(qǐng)先安裝python3）

pip（如果沒(méi)有安裝請(qǐng)先安裝python3-pip）

Octave源代碼

一臺(tái)HS-2服務(wù)器

服務(wù)器配置：

CPU：SG2042（64核心）RAM：32GB硬盤容量：1TB

操作系統(tǒng)：Ubuntu 22.10 (GNU/Linux 6.1.31 riscv64)

實(shí)驗(yàn)步驟：

先通過(guò)pip安裝JupyterHub、JupyterLab和Jupyter Notebook：

pip3 install jupyterhub jupyterlab notebook

生成配置文件（可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)配置文件進(jìn)行修改）：

jupyterhub --generate-config

然后啟動(dòng)jupyterhub：

jupyterhub

或后臺(tái)運(yùn)行：

nohup jupyterhub &

瀏覽器訪問(wèn)[服務(wù)器地址]:8000即可，訪問(wèn)后發(fā)現(xiàn)雖然我們看到了JupyerHub在運(yùn)行，但是只有Python3，并沒(méi)有Octave選項(xiàng)。

因此，我們還需要安裝Octave和相關(guān)組件。

安裝Octave的方式有兩種：編譯安裝和apt安裝。

方式1：直接使用apt安裝

sudo apt install octave

方式2：編譯安裝

下載Octave源碼包

wgethttps://mirror2.sandyriver.net/pub/software/gnu/octave/octave-8.3.0.tar.gz

（如果下載速度慢，可以先提前在自己的電腦上下載好，然后將文件傳到服務(wù)器上）

解壓Octave源碼包

tar -xzvf octave-8.3.0.tar.gz

進(jìn)入Octave源碼文件夾

cd octave-8.3.0/

配置：

./configure

編譯：

make
 -j64（線程數(shù)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)設(shè)置）

安裝：

sudo make install

運(yùn)行octave shell，如果出現(xiàn)版本號(hào)及提示，就說(shuō)明安裝成功！

安裝octave-kernel

pip3
 install octave-kernel

安裝gnuplot

sudo apt-
get
 install gnuplot

然后重新啟動(dòng)jupyterhub（如果是后臺(tái)運(yùn)行請(qǐng)先確保已殺滅所有jupyterhub相關(guān)進(jìn)程再重啟）：

jupyterhub

或者：

nohup jupyterhub &（后臺(tái)運(yùn)行）

然后再次打開(kāi)瀏覽器訪問(wèn)[服務(wù)器地址]:8000就可以看到Octave筆記了。

我們選擇Octave新建筆記。畫一個(gè)正弦函數(shù)圖：

graphics_toolkit("gnuplot");
gnuplot_binary('/usr/bin/gnuplot'); % 設(shè)置gnuplot二進(jìn)制文件的路徑，具體路徑可能不同
% 生成一組 x 值（從 0 到 2π，間隔為 0.01）
x = 0:0.01:2*pi;
% 計(jì)算對(duì)應(yīng)的正弦值
y = sin(x);
% 繪制正弦函數(shù)圖
plot(x, y);
title("Sin Function"); % 添加標(biāo)題
xlabel("x"); % 添加 x 軸標(biāo)簽
ylabel("sin(x)"); % 添加 y 軸標(biāo)簽
grid on; % 添加網(wǎng)格線

效果：

畫個(gè)心形：

其實(shí)Octave不僅可以畫圖，甚至還可以算斐波那契數(shù)列。

甚至是算圓周率：

結(jié)果提示缺少庫(kù)。因此我們需要安裝symbolic包。
得益于Octave支持安裝擴(kuò)展包，我們可以利用一些擴(kuò)展包來(lái)實(shí)現(xiàn)更多功能，讓Octave變得更加強(qiáng)大。

進(jìn)入Octave Shell后，先更新擴(kuò)展包源，然后再下載并安裝symbolic包：

pkg update
pkg install -forge symbolic

再重新嘗試運(yùn)行就可以了：

然后分別測(cè)試10、100、1000、10000和100000位：

10位：1.1531 秒
100位：1.155 秒
1000位：1.1567 秒
10000位：1.2044 秒
100000位：3.2812 秒

接下來(lái)就是嘗試多用戶了，雖然Jupyterhub可以使用多用戶單個(gè)筆記本管理，但是如果需要實(shí)現(xiàn)多用戶管理，那就需要root賬號(hào)了。

首先切換到root賬號(hào)：

su

輸入密碼后進(jìn)入以root用戶登錄，然后回到家目錄：

cd

安裝相關(guān)包：

pip3 install jupyterhub jupyterlab notebook

新建一個(gè)jupyerhub文件夾：

mkdir jupyterhub

復(fù)制之前的配置文件（可以根據(jù)自身情況適當(dāng)修改）

cp jupyterhub_config.py jupyterhub

或新建配置文件

jupyterhub --generate-config

啟動(dòng)JupyterHub

jupyterhub

以后臺(tái)形式啟動(dòng)JupyterHub

nohup jupyterhub &

但是其他用戶界面里沒(méi)有Octave，于是我就直接在root用戶下安裝octave-kernel了。

pip3 install octave-kernel

同時(shí)啟動(dòng)三個(gè)用戶，并計(jì)算Pi，并觀察耗時(shí)，確保三個(gè)用戶的Octave都處于Busy狀態(tài)。

結(jié)果如下（精準(zhǔn)到10萬(wàn)位小數(shù)點(diǎn)）：

perfxlab01：6.762秒
python01：6.6159秒
python02：6.9564秒

測(cè)試下來(lái)只有零點(diǎn)幾秒的差距，但是相比于單個(gè)用戶下算圓周率耗時(shí)會(huì)久一些。

不僅可以使用Octave筆記，也可以使用Octave命令符（Shift+Enter發(fā)送命令）。

小貼士：

執(zhí)行配置或編譯時(shí)，如果提示缺少所需依賴，請(qǐng)先安裝所需依賴然后重新執(zhí)行配置或編譯。運(yùn)行代碼時(shí)，如果提示缺少所需依賴，可以先以root身份登錄然后安裝所需依賴，然后再重新啟動(dòng)該各個(gè)用戶的Jupyter服務(wù)器（或直接重啟整個(gè)JupyterHub）即可。

實(shí)驗(yàn)總結(jié)：

有了JupyterHub的加持，現(xiàn)在HS-2服務(wù)器可以成為一個(gè)優(yōu)秀的科學(xué)計(jì)算平臺(tái)，再配合上Octave，你不僅可以用JupyterHub上用Python跑科學(xué)計(jì)算，你還可以使用Octave完成科學(xué)計(jì)算任務(wù)，甚至可以多個(gè)用戶使用同一個(gè)JupyterHub服務(wù)器。

參考資料：

JupyterHub頁(yè)面

https://jupyter.org/hub

Octave官網(wǎng)

https://octave.org/

Octave Packages

https://gnu-octave.github.io/packages/

Configuration Reference — JupyterHub documentation

https://jupyterhub.readthedocs.io/en/stable/reference/config-reference.html

正文完

About HS-2

HS-2 RISC-V通用主板是澎峰科技與合作伙伴共同研發(fā)的一款專為開(kāi)發(fā)者設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)mATX主板，它預(yù)裝了澎峰科技為RISC-V高性能服務(wù)器定制開(kāi)發(fā)的軟件包，包括各種標(biāo)準(zhǔn)bencmark、支持V擴(kuò)展的GCC編譯器、計(jì)算庫(kù)、中間件以及多種典型服務(wù)器應(yīng)用程序。

HS-2 RISC-V通用主板搭載了一顆國(guó)產(chǎn)RISC-V 64核處理器（SG2042）。SG2042是目前已量產(chǎn)的性能最高的RISC-V處理器，主要針對(duì)高性能計(jì)算領(lǐng)域需求設(shè)計(jì)，適用于科學(xué)計(jì)算、工程計(jì)算、AI計(jì)算、融合計(jì)算等大算力應(yīng)用場(chǎng)景。

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審核編輯：湯梓紅