Simulations2

Depuis l'avènement de l'informatique, les simulations numériques sont couramment utilisées en sciences, tant pour tester des hypothèses, qu'effectuer une analyse numérique, pour mettre un modèle à l'épreuve, etc. et l'environnement informatique du Département est conçu de façon à faciliter la mise en place de telles simulations.

Cette page contient des renseignements quant aux ressources disponibles, indique quelques procédures standards et offrent quelques conseils généraux.

Présentation des ressources

Les différentes machines

Le Département fourni plusieurs machines permettant d'effectuer d'imposants calculs qui sont partagées entre les usagers. Ces machines sont dispersées en 4 différents endroits : labomat, labodms, labostat et la salle des serveurs. Bien que l'on retrouve ces machines en des lieux différents, elles sont toutes connectées entres elles grâce à un réseau et l'on peut se connecter à chacune d'entre elles à l'aide de la commande ssh. Veuillez prendre note qu'une politique d'utilisation régit l'utilisation du réseau.

Afin d'éviter de surcharger les machines et de ralentir vos calculs, vous devez choisir votre machine à l'aide de la commande simulation. Il suffit d'entrer dans un terminal (icône ) :

simulation

Cette commande renvoie l'utilisation de la mémoire vive des machines disponibles : plus le rapport associé à une machine est grand, plus celle-ci est occupée. Évidemment, les machines les moins utilisées devraient être priorisées pour vos simulations.

Les différents logiciels

En plus de plusieurs logiciels libres, le Département détient certaines licences de logiciels de haute performance. La plupart de ces [[1]] sont installés sur toutes les machines.

Également, afin d'éviter les erreurs de mises à niveau, les anciennes versions des logiciels sont toujours disponibles.

Démarrer une simulation

Choix des machines

Avant de démarrer vos simulations, vous devez d'abord choisir des machines du Département sur lesquelles les exécuter. Pour ce faire, la façon la plus simple est d'utiliser la commande simulation, qu'il suffit d'entrer dans un terminal (icône ) :

simulation

Cette commande renvoie l'utilisation des machines disponibles : plus le rapport associé à une machine est grand, plus celle-ci est occupée. (Consultez la page dédiée à simulation pour plus d'informations.) Évidemment, les machines les moins utilisées devraient être priorisées pour vos simulations.

Exécution en arrière-plan

Une fois que vous avez établi une liste de machines à utiliser, vous devrez vous brancher sur ces machines à tour de rôle afin de démarrer vos simulations. La commande permettant de se connecter à une machine est ssh. Par exemple, pour vous connecter à loup, entrez

ssh loup

Une fois branché à une machine de votre liste, vous pouvez démarrer une simulation sur celle-ci en arrière-plan (batch) : de cette façon, votre programme continuera de fonctionner même lorsque vous serez débranché de la machine ou lorsque vous aurez quitté votre session de travail (Log out). Pour lancer votre simulation <script> en arrière-plan, entrez

<programme> [options] <script> &

où <programme> est le programme exécutant votre script (R, MATLAB, etc.) et [options] sont les paramètres à passer au programme. À la toute fin, l'esperluette (« & ») indique à Linux d'exécuter le tout en arrière-plan. Lorsque la commande est entrée, un numéro d'identification correspondant à votre simulation est retourné : il s'agit du PID. Si vous souhaitez stopper votre simulation, c'est ce numéro que vous devez passer à la commande kill.

Par exemple, pour démarrer le script R nommé prog.R, il suffit de taper

R CMD BATCH prog.R &

Le système vous retourne ensuite un PID :

[1] 10369

Pour arrêter cette simulation, vous n'avez qu'à entrer

kill 10369

Une fois que votre simulation est lancée, vous pouvez :

• Continuer d'utiliser la même machine pour démarrer une nouvelle simulation (ou pour d'autres activités);
• Vous débrancher de la machine (commande exit).

Si vos simulations sont toutes démarrées, vous pouvez même quitter votre session de travail (Log out) sans risquer d'interrompre vos simulations.

Remarques importantes

• Après vous être déconnecté d'une machine où vous venez de démarrer une simulation, les messages que cette dernière pourrait afficher à l'écran sont perdus : vous devez donc prendre soin d'enregistrer les résultats de votre simulation dans un fichier, sur votre compte. De plus, si vous lancez plusieurs simulations à la fois, assurez-vous que chacune utilise un ensemble distinct de fichiers : ceci évitera de potentiels problèmes d'accès et de perte de données. Par exemple, la simulation script1 pourrait utiliser res_1.csv et dat_1.csv pour enregistrer ses résultats, alors que simul2 pourrait utiliser res_2.csv et dat_2.csv.

• Si vos calculs font appel à des nombres aléatoires, assurez-vous que chacune de vos simulations utilise des graines (seeds) différentes pour le générateur de nombre aléatoires, sinon vous obtiendrez des résultats identiques pour toutes vos simulations.

Consignes à respecter

Par courtoisie pour les autres usagers, un maximum de 3 simulations (processus) par machine par usager est autorisé. De plus, l'utilisation moyenne d'une machine ne devrait jamais dépasser sa « capacité moins 1 ». Autrement dit, la machine devrait pouvoir exécuter au moins 1 nouveau processus indépendant.

Par exemple, supposons que vous ayez choisi, pour lancer vos simulations, les machines uranus, jupiter et cougar. Supposons également que leur utilisation moyenne, telle que renvoyée par la commande simulation, soit donnée par

Machine        Utilisation
--------------------------
uranus         5.05 / 8.00
jupiter        2.04 / 8.00
cougar         0.51 / 2.00

Dans le respect des consignes, vous pouvez démarrer un maximum de 2 simulations sur uranus, 3 sur jupiter et 1 seule sur cougar.

Calculs en parallèle

Lorsque vos calculs s'y prêtent (opérations sur matrices et vecteurs, boucle avec itérations indépendantes, etc.), l'exécution de votre script en parallèle peut être très avantageuse.

Plusieurs des logiciels les plus utilisés au Département pour les simulations comportent des extensions qui permettent la parallélisation, notamment R et MATLAB. Consultez les pages dédiées à ces logiciels pour plus de détails.

Arrêter une simulation

Pour arrêter une simulation, vous devez utiliser la commande kill suivie du numéro de processus (PID) de votre simulation :

kill 452

Si vous ne connaissez pas le PID de votre simulation, entrez la commande top dans un terminal :

                                                                                                         
top - 10:00:02 up 14 days, 11:22,  4 users,  load average: 0.37, 0.24, 0.18
Tasks: 239 total,   2 running, 237 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s):  0.3%us,  0.2%sy,  0.0%ni, 99.3%id,  0.2%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:   2036352k total,  1959528k used,    76824k free,    51480k buffers
Swap:  3071992k total,    21940k used,  3050052k free,  1202944k cached

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
10558 fedora    20   0  172m  29m 2960 R 24.2  1.5   0:00.29 R
10567 fedora    20   0 19380 1340  928 R  3.5  0.1   0:00.07 top
 1880 root      20   0  272m 1008  804 S  1.7  0.0   0:07.39 ypbind
    1 root      20   0 23556  848  636 S  0.0  0.0   0:14.94 init
    2 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:01.63 kthreadd
    3 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.14 migration/0

Appuyez sur « q » pour quitter. Pour arrêter la simulation R de PID 10558 qui s'exécute, il suffit d'entrer

kill 10558

N.B. : Seul l'usager ayant démarré le processus peut le terminer. Dans l'exemple précédent, seul fedora peut tuer 10558.

Travail à distance

Windows

Si votre ordinateur personnel utilise Windows, vous devrez d'abord télécharger PuTTY ainsi que FileZilla ou NetDrive. Le logiciel PuTTY sert à vous connecter au réseau du DMS et à émuler le terminal de commandes Linux. Les logiciels FileZilla et NetDrive sont deux logiciels vous permettant de transférer des fichiers de votre ordinateur personnel vers votre compte au DMS, et vice-versa.

En combinant ces programmes, vous pouvez ainsi travailler à distance sur votre script de simulation, télécharger celui-ci sur votre compte au DMS, le démarrer sur une (ou plusieurs) machine(s) du Département et ensuite télécharger les résultats de la simulation sur votre ordinateur personnel.

Consultez les pages PuTTY et FileZilla (ou NetDrive) pour les instructions de téléchargement, de configuration et d'utilisation.

Une fois branché au réseau, vous êtes prêt à démarrer une simulation.

Mac OS ou Linux

Si votre ordinateur personnel fonctionne sous Mac OS ou Linux, vous pouvez vous brancher au réseau grâce à la commande ssh :

ssh usager@ssh.dms.umontreal.ca

où usager est votre identifiant au DMS. Pour télécharger vos fichiers, vous pouvez employer une version Mac ou Linux de FileZilla ou encore utiliser la commande scp.

Une fois branché au réseau, vous êtes prêt à démarrer une simulation.

Plus d'espace

Si vous avez un grand besoin d'espace pour vos données, vous pouvez les placer dans le répertoire NOBACKUP où vous avez droit à une limite inférieure (quota) de 10 Go et une limite supérieure de 15 Go.

Comme son nom l'indique, aucune copie de sauvegarde n'est effectuée pour ce répertoire.

Voir aussi

Articles connexes

• Faire des simulations au DMS (lorsque l’on est statisticien), par Pierre Lafaye de Micheaux
• Commandes élémentaires
• exit
• FileZilla
• PuTTY
• simulation
• ssh
• NOBACKUP