RISC-V公測平臺發(fā)布·在SG2042上配置Jupiter+Octave科學計算環(huán)境

簡介

JupyterHub是一個開源的共享計算平臺，它為每個用戶管理一個單獨的 Jupyter 環(huán)境， 可以用于學生班級、企業(yè)數(shù)據(jù)科學小組或科學研究小組。它是一個多用戶中心，可以生成、管理和代理多個單用戶Jupyter筆記本服務器的實例。GNU Octave是一種采用高級編程語言的主要用于數(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題，并使用與MATLAB兼容的語言進行其他數(shù)值實驗。它也可以作為面向批處理的語言使用。因為它是GNU計劃的一部分，所以它是GNU通用公共許可證條款下的自由軟件。本期，我們就來試試Jupyter和Octave組成一個多用戶的科學計算平臺。

實驗材料：

Python 3（如果沒有請先安裝python3）

pip（如果沒有安裝請先安裝python3-pip）

Octave源代碼

一臺HS-2服務器

服務器配置：

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)

實驗步驟：

先通過pip安裝JupyterHub、JupyterLab和Jupyter Notebook：

pip3 install jupyterhub jupyterlab notebook

生成配置文件（可以根據(jù)實際情況對配置文件進行修改）：

jupyterhub --generate-config

然后啟動jupyterhub：

jupyterhub

或后臺運行：

nohup jupyterhub &

瀏覽器訪問[服務器地址]:8000即可，訪問后發(fā)現(xiàn)雖然我們看到了JupyerHub在運行，但是只有Python3，并沒有Octave選項。

因此，我們還需要安裝Octave和相關組件。

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器上）

解壓Octave源碼包

tar -xzvf octave-8.3.0.tar.gz

進入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)實際情況來設置）

安裝：

sudo make install

運行octave shell，如果出現(xiàn)版本號及提示，就說明安裝成功！

安裝octave-kernel

pip3
 install octave-kernel

安裝gnuplot

sudo apt-
get
 install gnuplot

然后重新啟動jupyterhub（如果是后臺運行請先確保已殺滅所有jupyterhub相關進程再重啟）：

jupyterhub

或者：

nohup jupyterhub &（后臺運行）

然后再次打開瀏覽器訪問[服務器地址]:8000就可以看到Octave筆記了。

我們選擇Octave新建筆記。畫一個正弦函數(shù)圖：

graphics_toolkit("gnuplot");
gnuplot_binary('/usr/bin/gnuplot'); % 設置gnuplot二進制文件的路徑，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;
% 計算對應的正弦值
y = sin(x);
% 繪制正弦函數(shù)圖
plot(x, y);
title("Sin Function"); % 添加標題
xlabel("x"); % 添加 x 軸標簽
ylabel("sin(x)"); % 添加 y 軸標簽
grid on; % 添加網(wǎng)格線

效果：

畫個心形：

其實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。因此我們需要安裝symbolic包。
得益于Octave支持安裝擴展包，我們可以利用一些擴展包來實現(xiàn)更多功能，讓Octave變得更加強大。

進入Octave Shell后，先更新擴展包源，然后再下載并安裝symbolic包：

pkg update
pkg install -forge symbolic

再重新嘗試運行就可以了：

然后分別測試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

接下來就是嘗試多用戶了，雖然Jupyterhub可以使用多用戶單個筆記本管理，但是如果需要實現(xiàn)多用戶管理，那就需要root賬號了。

首先切換到root賬號：

su

輸入密碼后進入以root用戶登錄，然后回到家目錄：

cd

安裝相關包：

pip3 install jupyterhub jupyterlab notebook

新建一個jupyerhub文件夾：

mkdir jupyterhub

復制之前的配置文件（可以根據(jù)自身情況適當修改）

cp jupyterhub_config.py jupyterhub

或新建配置文件

jupyterhub --generate-config

啟動JupyterHub

jupyterhub

以后臺形式啟動JupyterHub

nohup jupyterhub &

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

pip3 install octave-kernel

同時啟動三個用戶，并計算Pi，并觀察耗時，確保三個用戶的Octave都處于Busy狀態(tài)。

結(jié)果如下（精準到10萬位小數(shù)點）：

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

測試下來只有零點幾秒的差距，但是相比于單個用戶下算圓周率耗時會久一些。

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，如果提示缺少所需依賴，請先安裝所需依賴然后重新執(zhí)行配置或編譯。運行代碼時，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，然后再重新啟動該各個用戶的Jupyter服務器（或直接重啟整個JupyterHub）即可。

實驗總結(jié)：

有了JupyterHub的加持，現(xiàn)在HS-2服務器可以成為一個優(yōu)秀的科學計算平臺，再配合上Octave，你不僅可以用JupyterHub上用Python跑科學計算，你還可以使用Octave完成科學計算任務，甚至可以多個用戶使用同一個JupyterHub服務器。

參考資料：

JupyterHub頁面

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)的一款專為開發(fā)者設計的標準mATX主板，它預裝了澎峰科技為RISC-V高性能服務器定制開發(fā)的軟件包，包括各種標準bencmark、支持V擴展的GCC編譯器、計算庫、中間件以及多種典型服務器應用程序。

HS-2 RISC-V通用主板搭載了一顆國產(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，主要針對高性能計算領域需求設計，適用于科學計算、工程計算、AI計算、融合計算等大算力應用場景。

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審核編輯：湯梓紅