SCLS計算機システム講習会

SCLS計算機システムの基礎

独立行政法人理化学研究所
HPCI計算生命科学推進プログラム
チーム員

波内 良樹

yoshiki.namiuchi@riken.jp

この講習について講習の対象の方• SCLS計算機システムをはじめて使う• UNIX/Linuxはあまり使ったことがない

講習の内容

1. SCLS計算機システムの概要
2. UNIX/Linuxの基礎
a. ファイルとディレクトリ
b. 基本的なコマンド (実習)c. ファイルとディレクトリのアクセス権
d. シェルの機能 (実習)
3. ジョブの実行 (実習)
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2

1. SCLS計算機システムの概要

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SCLS計算機システムの構成

計算ノード

運用管理ノード
Fujitsu PRIMERGY RX200 S6(1ノード)

ジョブ管理ノード

Fujitsu PRIMEHPC FX10(48計算ノード)

Fujitsu PRIMERGY RX200 S6(1ノード)

ログインノード
InfiniBand スイッチFujitsu PRIMERGY RX200 S6(1ノード)

Mellanox IS5022

ファイルサーバ
Fujitsu PRIMERGY RX200 S6(1ノード)

Ethernet スイッチ
Fujitsu SR-S348TC1

磁気ディスク装置
InfiniBand
Fujitsu ETERNUS DX80 S2(1台、総容量129TB)

Fibre Channel
Ethernet

インターネット
利用者

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スーパーコンピュータ「京」との比較

スーパーコンピュータ「京」SCLS
計算機システム

名称

SPARC64™ VIIIfx

SPARC64™ IXfx

動作周波数

2 GHz

1.65 GHz

コア数

816

理論性能

128 GFLOPS

211 GFLOPS

ノード数82,944 (計算ノードのみ)
88,218 (含IOノード)

48

メモリ

1.26 PB (計算ノード)(16 GB/ノード)

1.5 TB(32 GB/ノード)

ストレージ

30 PB～ (グローバルファイルシステム)
11 PB～ (ローカルファイルシステム)

129 TB

理論性能

10.62 PFLOPS (計算ノードのみ)
11.28 PFLOPS (全体)10.1 TFLOPS

CPUシステム全体

独立行政法人理化学研究所 HPCI計算生命科学推進プログラム5利用のながれ

秘密鍵

公開鍵
認証

③ ジョブ投入

計算ノード

公開鍵

利用者
ログインノード①

ログイン (SSH)

計算ノード

計算ノード

計算ノード

計算ノード

ジョブ

④ 状態確認プログラム/② 入力データの格納⑤ ジョブ結果

ファイルシステム

バッチジョブ

計算ノード

会話型ジョブ

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計算ノード

会話型ジョブ6

SCLS計算機システムを利用するためのソフトウェア

Windows

ログイン

Linux / MacOS X

PuTTY
ssh コマンド

(SSH)

Tera Term

scp コマンド

ファイル転送WinSCP(SSH)

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sftp コマンド7

利用上の注意• ログインノードのリソースは、多くのユーザで共有するため、高負荷の処理は行わないようにして下さい。

• 使用状況によって、課題グループ単位で計算資源の使用制限を行う場合があります。

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8

2. UNIX/Linuxの基礎独立行政法人理化学研究所 HPCI計算生命科学推進プログラム

9

SCLS計算機システムのOS

SCLS計算機システムは、ログインノード

OSはLinuxベース
計算ノード

多くのUNIX/Linuxコマンドが使用可能

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10

2.a ファイルとディレクトリ

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ファイルとディレクトリの概要••••

ディレクトリはファイルの保存場所
ディレクトリ構造は、ルートディレクトリを最上位とする木構造
ファイルは、木構造のリーフノード
Windowsのようなドライブの概念はない

usr/
(ルート)

local

file1

tmp
user1
home

file2
user2

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ディレクトリの種類• ルートディレクトリ
• ディレクトリ構造の最上位のディレクトリ
• パスを記述する場合の記号「/」• カレントディレクトリ (ワーキングディレクトリ)• 現在作業を行っているディレクトリ
• パスを記述する場合の記号「.」• 親ディレクトリ (ペアレントディレクトリ)• ディレクトリ階層において1つ上位のディレクトリ
• パスを記述する場合の記号「..」• 子ディレクトリ (チャイルドディレクトリ)• ディレクトリ階層において1つ下位のディレクトリ
• ホームディレクトリ
• ユーザがログインした時のカレントディレクトリ
• パスを記述する場合の記号「~」• SCLS計算機システムのホームディレクトリは、/home/<ユーザ名>
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パスの表記パスの表記は、ディレクトリ階層を「/」で区切る
file1

絶対パス

user1
file2

/home

相対パス
user2

dir1

• 絶対パス (フルパス)• ルートディレクトリを基点とした表現• 「file1」の絶対パス → 「/home/user1/file1」• 相対パス• 特定のディレクトリを基点とした表現• 「dir1」から「file1」の相対パス → 「../../user1/file1」
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2.b 基本的なコマンド(実習)

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15

実習で使用するコマンド一覧
pwd

Print Working Directory

カレントディレクトリの絶対パスを表示

ls

List Segments

ディレクトリの内容(ファイルとディレクトリの一覧)を表示

mkdir

Make Directory

ディレクトリを作成

cd

Change Directory

カレントディレクトリの変更

cp

CoPy

ファイルやディレクトリのコピーを作成

vi

VIsual editor / Visual Interface

テキストエディタ

cat

CATenate

指定したテキストファイルの内容を表示

more

MORE

テキストを1画面単位で表示

less

LESS

moreのようなページャー

diff

DIFFerence

2つのファイルの違いを探す

mv

MoVe

ファイルやディレクトリの移動または名前の変更

rm

ReMoveファイルやディレクトリを削除

ReMove DIRectory

空のディレクトリを削除

MANualオンラインマニュアルを表示

rmdirman

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ディレクトリの作成

pwd
カレントディレクトリの絶対パスを表示

ls

ディレクトリの内容(ファイルとディレクトリの一覧)を表示[user1@scls ~]$ pwd/home/user1[user1@scls ~]$ ls[options] [file...]directory...

ディレクトリを作成

カレントディレクトリのパスを表示

カレントディレクトリの内容を表示[user1@scls ~]$ mkdir dir1
[user1@scls ~]$ ls
dir1

mkdir

ディレクトリdir1を作成

カレントディレクトリの内容を表示[user1@scls ~]$ mkdir dir1/subdir1 dir1/subdir2[user1@scls ~]$ ls dir1
subdir1 subdir2

ディレクトリdir1の配下に、subdir1, subdir2を作成

ディレクトリdir1の内容を表示

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カレントディレクトリの変更

cd

[dir]

カレントディレクトリの変更[user1@scls ~]$ cd /home/user1/dir1/subdir1[user1@scls subdir1]$ pwd/home/user1/dir1/subdir1

カレントディレクトリのパスを表示[user1@scls subdir1]$ cd ../subdir2[user1@scls subdir2]$ pwd/home/user1/dir1/subdir2[user1@scls subdir2]$ cd ..
[user1@scls dir1]$ pwd/home/user1/dir1

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絶対パスで指定

同じ親ディレクトリ配下のsubdir2を相対パスで指定

カレントディレクトリのパスを表示

親ディレクトリを指定

カレントディレクトリのパスを表示

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ファイル/ディレクトリのコピー

cp[options] file... path
ディレクトリlec_sclsをカレントディレクトリにコピーファイルやディレクトリのコピーを作成[user1@scls dir1]$ cp –r ~namiuchi/lec/lec_scls .
カレントディレクトリの内容を表示[user1@scls dir1]$ ls
lec_scls subdir1 subdir2[user1@scls dir1]$ cp lec_scls/job_seq/seqjob.c subdir1
ファイルseqjob.cを他のディレクトリにコピー[user1@scls dir1]$ ls subdir1
seqjob.cディレクトリsubdir1の内容を表示[user1@scls dir1]$ cd subdir1

カレントディレクトリをsubdir1に変更[user1@scls subdir1]$ cp seqjob.c seqjob1.c[user1@scls subdir1]$ ls
seqjob1.c seqjob.c
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ファイルseqjob.cを名前を変更してコピーカレントディレクトリの内容を表示

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テキストファイルの作成/変更

vi[options] [file...]
テキストエディタ[user1@scls subdir1]$ vi seqjob1.c
コマンドモード
各種編集や保存/終了などのコマンドを実行するモード
入力開始コマンドで入力モードに移行

入力モード
文字を入力するモード(画面左下に、「-- INSERT --」と表示される)
ESCキーでコマンドモードに移行

コマンドモードの主なコマンドh

1文字左へカーソルを移動

yy

カーソルの行をバッファにコピー

j

1行下へカーソルを移動

p

バッファ内のテキストを下の行に挿入

k

1行上へカーソルを移動

u

直前の操作のUndol1文字右へカーソルを移動

U

行全体の操作のUndoa

カーソルの右から入力開始.

直前の操作の繰り返し

i

カーソルの左から入力開始:w

現在のファイルに保存o

カーソルの下に1行追加し入力開始:wq

現在のファイルに保存して終了xカーソル上の1文字を削除

:q

終了

dd

カーソルの行を削除 (バッファにコピー)

:q!

強制終了

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テキストファイルの内容の表示

cat[options] [file...]

指定したテキストファイルの内容を表示

more[options] [file...]less

テキストを1画面単位で表示[user1@scls subdir1]$ cat seqjob1.c[options] [file...]moreのようなページャー

seqjob1.cの内容を表示[user1@scls subdir1]$ more seqjob1.c
seqjob1.cの内容を表示
・カーソルキー上下、改行キーで行送り/行戻り・スペースキーまたは「f」キーで画面送り
・「b」キーで画面戻り
・「q」キーで終了[user1@scls subdir1]$ less seqjob1.c
seqjob1.cの内容を表示
・カーソルキー上下、改行キーで行送り/行戻り・スペースキーまたは「f」キーで画面送り
・「b」キーで画面戻り
・「q」キーで終了

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テキストファイルの比較

diff[options] fromfile tofile

2つのファイルの違いを探す[user1@scls subdir1]$ diff seqjob.c seqjob1.c6c6,7<fprintf(stderr, "Hello SCLS World. (STDERR)¥n");-->fprintf(stderr, "Hello SCLS Computer. (STDERR)¥n");>/* Comment */a追加

d削除

c置き換え

6c6,7

<fromfileの内容>

tofileの内容

fromfileの tofileの行番号
行番号

独立行政法人理化学研究所 HPCI計算生命科学推進プログラム22

ファイル/ディレクトリの移動

mv[options] source... target

ファイルやディレクトリの移動
または名前の変更[user1@scls subdir1]$ mv seqjob.c seqjob_org.c[user1@scls subdir1]$ ls
カレントディレクトリの内容を表示
seqjob1.c seqjob_org.c[user1@scls subdir1]$ mv seqjob1.c ../subdir2[user1@scls subdir1]$ ls
seqjob_org.c

targetに存在しないファイルパスを指定すると、ファイルの名前を変更して移動

targetに既存のディレクトリパスを指定すると、ファイルの移動

カレントディレクトリの内容を表示[user1@scls subdir1]$ mv ../subdir2 .
[user1@scls subdir1]$ ls -F
seqjob_org.c subdir2/

targetに既存のディレクトリパスを指定すると、ディレクトリの移動カレントディレクトリの内容を表示[user1@scls subdir1]$ mv subdir2 subdir20[user1@scls subdir1]$ ls -F
seqjob_org.c subdir20/

targetに存在しないディレクトリパスを指定すると、ディレクトリの名前を変更して移動

カレントディレクトリの内容を表示

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ファイル/ディレクトリの削除

rm[options] file...

ファイルやディレクトリを削除

rmdir[options] directory...

空のディレクトリを削除

ディレクトリsubdir20の内容を表示[user1@scls subdir1]$ ls subdir20
seqjob1.c
ファイルseqjob1.cを削除[user1@scls subdir1]$ rm subdir20/seqjob1.c
ディレクトリsubdir20の内容を表示[user1@scls subdir1]$ ls subdir20
rmdirコマンドで空のディレクトリを削除[user1@scls subdir1]$ rmdir subdir20[user1@scls subdir1]$ ls
カレントディレクトリの内容を表示
seqjob_org.c
カレントディレクトリを親ディレクトリに変更[user1@scls subdir1]$ cd ..

[user1@scls dir1]$ rm -r subdir1[user1@scls dir1]$ ls -F
lec_scls/

rmコマンドで空でないディレクトリを削除
カレントディレクトリの内容を表示

rmdirコマンドでは空でないディレクトリは削除できない[user1@scls dir1]$ rmdir lec_scls
rmdir: failed to remove ‘lec_scls’: Directory not empty
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24オンラインマニュアルの表示

man[options] nameオンラインマニュアルを表示[user1@scls ~]$ man <コマンド名>[user1@scls ~]$ man ls
lsコマンドのオンラインマニュアルを表示
・カーソルキー上下、改行キーで行送り/行戻り・スペースキーまたは「f」キーで画面送り
・「b」キーで画面戻り
・「q」キーで終了

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2.c ファイルとディレクトリのアクセス権

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アクセス権の変更

chmod[options] mode file

(CHange MODe)
ファイルやディレクトリのアクセス権を変更[user1@scls job_seq]$ ls -ltotal 88
-rw-rw-r-- 1 user1 group1
150 Jul 24 15:45 job.sh-rwxrwxr-x 1 user1 group1 1063723 Jul 24 15:45 seqjob-rw-rw-r-- 1 user1 group1
134 Jul 24 15:45 seqjob.c
アクセス権所有者/グループ

サイズ-rwxrwxr-x.
所有者

グループ

その他

タイムスタンプr

読み取り許可w

書き込み許可x

実行許可

ファイルjob.shのアクセス権を変更[user1@scls job_seq]$ chmod 600 job.sh[user1@scls job_seq]$ ls -l job.sh-rw------- 1 user1 group1
150 Jul 24 15:45 job.sh

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ACL(Access Control Lists)によるアクセス権の設定

getfacl[options] file...

setfacl[options] [acl_spec] file...

(GET File Access Control Lists)(SET Access Control Lists)

ACLの確認ACLを設定[user1@scls job_seq]$ getfacl seqjob.c# file: seqjob.c# owner: user1# group: group1
user::rwgroup::rwother::r--

ファイルseqjob.cのアクセス権を確認[user1@scls job_seq]$ setfacl –m u:user2:rw seqjob.c

ファイルseqjob.cに対し、ユーザuser2に読み取り権と書き込み権を与えるように設定[user1@scls job_seq]$ getfacl seqjob.c# file: seqjob.c# owner: user1# group: group1
user::rwユーザuser2に読み取り権と書き込み権が付与されている
user:user2:rwgroup::rwmask::rwother::r--

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2.d シェルの機能(実習)

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シェルとはオペレーティングシステム(OS)とユーザとの間のインタフェース

シェル

オペレーティングシステム(Linux)ユーザ

シェルの機能••••••プログラム名を指定して起動
入力コマンドラインのワイルドカード等の展開
リダイレクト、パイプ
入力補完機能、ヒストリ機能
シェルスクリプト(複数の処理が記述されたスクリプト)の実行
etc.

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UNIX/Linuxの標準入出力

標準入力

標準出力

標準エラー出力プログラムへの入力(キーボード)プログラムからの出力(ディスプレイ)

プログラムからのエラー出力(ディスプレイ)

ディスプレイ
プログラム

キーボード

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リダイレクト/パイプ

リダイレクト

パイプ

コマンドの標準入力元や標準出力先を切り替える

コマンドの標準出力を他のコマンドの標準入力に連結[user1@scls dir1]$ ls –l > files.txt[user1@scls dir1]$ ls –l >> files.txt[user1@scls dir1]$ cat < files.txt[user1@scls dir1]$ cat > in.txt <<EOF> test message 1.
> test message 2.
> EOF[user1@scls dir1]$ ls -l | less

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lsコマンドの標準出力先をfiles.txtへ切り替え(上書き)lsコマンドの標準出力先をfiles.txtへ切り替え(アペンド)
catコマンドの標準入力元をfiles.txtに切り替え

ヒアドキュメント (here document)「EOF」で囲まれた範囲を、catコマンドの標準入力元とする

lsコマンドが標準出力が、lessコマンドの標準入力と連結される

32入力補完機能/ヒストリ機能

入力補完機能ヒストリ機能ファイル名やディレクトリ名、コマンド名を補完

過去に入力したコマンドの呼び出し[user1@scls dir1]$ cd l(ここでTABキーを押す)
ディレクトリ名「lec_scls」が補完される[user1@scls dir1]$ cd lec_scls/[user1@scls dir1]$ cd lec_scls/ (ここでTABキーを押す)
候補が複数存在する場合は、一意な部分まで補完[user1@scls dir1]$ cd lec_scls/job_
候補が複数存在する場合は、TABキーを2回推すと一覧が表示される[user1@scls dir1]$ cd lec_scls/job_
job_hybrid/ job_seq/[user1@scls dir1]$ ls[user1@scls dir1]$ !!

直前のコマンドを再実行「l」で始まる最も最後に実行したコマンドを再実行[user1@scls dir1]$ !l
カーソルキーの上下で、コマンド入力履歴を辿ることができる

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3. ジョブの実行(実習)

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ジョブの実行
SCLS計算機システムの計算ノードを使用したプログラムの実行

ジョブの実行を依頼(ジョブの投入)

ジョブの実行を制御
ジョブ管理システム

計算ノード

利用者
ジョブスクリプト

ジョブ

実行形態によるジョブの種類

バッチジョブバッチ形式で処理を実行
ジョブスクリプトに処理内容を記述

会話型ジョブ

利用者端末から会話形式で実行
主にデバッグ用

独立行政法人理化学研究所 HPCI計算生命科学推進プログラム35

ジョブで実行するプログラムの種類

ジョブの種類

実行するプログラム

逐次ジョブ

逐次プログラム・単一スレッドかつ単一プロセスで実行

スレッド並列プログラム

・1個のプロセスで複数のスレッドを生成・プロセスのメモリ空間を共有・単一ノードで実行(自動並列化プログラム, OpenMPプログラム)

プロセス並列プログラム

・複数のプロセスを生成・プロセス間通信
・複数のノードを使用して実行可能(MPIプログラム)

並列ジョブ

ハイブリッド並列プログラム

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説明・スレッド並列 + プロセス並列

36

ジョブスクリプト
実行したい処理の内容を記述したファイル
ジョブスクリプトに記述する内容••

ジョブ投入オプション(リソースグループ、使用ノード数、最大経過時間、etc.)
実行するコマンド列

逐次ジョブのジョブスクリプトの例[lec_scls/job_seq/job.sh]#!/bin/sh#------ pjsub option --------#
リソースグループ「small」を使用#PJM –L “rscgrp=small”使用ノード数は「1」#PJM –L “node=1”#PJM –L “elapse=10:00”
最大経過時間は「10分」#------ Program execution -------#
逐次プログラムを実行./seqjob
独立行政法人理化学研究所 HPCI計算生命科学推進プログラム37

ジョブスクリプト
並列ジョブ(ハイブリッドMPI並列)のジョブスクリプトの例[lec_scls/job_hybrid/job.sh]#!/bin/sh#------ pjsub option ------#
リソースグループ「small」を使用#PJM -L "rscgrp=small"
使用ノード数は「1」#PJM -L "node=1"
MPIプロセス数は「2」#PJM --mpi "proc=2"
最大経過時間は「10分」#PJM -L "elapse=10:00"
標準エラー出力を標準出力に向ける#PJM -j#------ Program Execution ------#
OpenMPのスレッド数は「4」(1MPIプロセスあたり)
export OMP_NUM_THREADS=4
ハイブリッドMPI並列プログラムの実行
mpiexec ./hybridjob

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38

ジョブ操作コマンド

コマンド名

機能

pjsub

ジョブ投入

pjstatジョブの状態を参照

pjdel

ジョブ削除

pjhold

ジョブ保留

pjrls

ジョブ保留解除

pjcat

ジョブスクリプト表示

独立行政法人理化学研究所 HPCI計算生命科学推進プログラム39

ジョブ投入の実習
実習で使用するプログラム[user1@scls dir1]$ ls -lR lec_scls/
lec_scls/:
total 0drwxrwxr-x 2 user1 group1 53 Aug 2 18:45 job_hybrid/
drwxrwxr-x 2 user1 group1 47 Jul 24 15:25 job_seq/
lec_scls/job_hybrid:
total 36-rwxrwxr-x 1 user1 group1 1064931 Aug 2 18:45 hybridjob*-rw-rw-r-- 1 user1 group1
420 Aug 2 18:45 hybridjob.c-rw-rw-r-- 1 user1 group1
210 Jul 24 15:39 job.sh
lec_scls/job_seq:
total 88-rw-rw-r-- 1 user1 group1
150 Jul 24 15:23 job.sh-rwxrwxr-x 1 user1 group1 1063723 Jul 24 15:21 seqjob*-rw-rw-r-- 1 user1 group1
134 Jul 24 15:18 seqjob.c[user1@scls dir1]$

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並列ジョブ(ハイブリッド並列)
逐次ジョブ

実行可能ファイル
ソースファイル
ジョブスクリプトジョブスクリプト
実行可能ファイル
ソースファイル40

バッチジョブの投入
ジョブの投入[user1@scls job_seq]$ pjsub job.sh[INFO] PJM 0000 pjsub Job 7874 submitted.

ジョブの状態の確認[user1@scls job_seq]$ pjstat
ACCEPT QUEUED STGIN READY RUNING RUNOUT STGOUT
0000
100s0000100
JOB_ID
6293

JOB_NAMEjob.sh

MD ST USERNM RUN user1

HOLD

START_DATE
07/26 17:37:18

ERROR
0000TOTAL11

ELAPSE_LIM NODE_REQUIRE
0000:10:00 1

バッチジョブの実行結果
バッチジョブの実行が終了すると、標準出力ファイルと標準エラー出力ファイルが出力される。

標準出力ファイル

ジョブ名.oXXXXX (XXXXXはジョブID)(例 job.sh.o12345)

標準エラー出力ファイル

ジョブ名.eXXXXX (XXXXXはジョブID)(例 job.sh.e12345)

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会話型ジョブの投入

ジョブの投入[user1@scls job_seq]$ pjsub --interact [option...]

会話型ジョブの実行例[user1@scls job_seq]$ pjsub --interact
会話型ジョブの投入[INFO] PJM 0000 pjsub Job 1234 submitted.
[INFO] PJM 0081 .connected.
[INFO] PJM 0082 pjsub Interactive job 1234 started.
会話型ジョブ開始[user1@a01-001 job_seq]$ ./seqjob
プログラム実行
Hello SCLS World.
Hello SCLS World. (STDERR)[user1@a01-001 job_seq]$ exit
会話型ジョブ終了
exit[INFO] PJM 0083 pjsub Interactive job 1234 completed.
[user1@scls job_seq]$
ログインノード復帰

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SCLS計算機システムについてドキュメント• SCLS計算機システム利用手引書• ジョブ運用ソフトウェア エンドユーザ向けガイド

https://hpci-scls.riken.jp/

お問い合せ

scls-adm@riken.jp

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2013年8月6日 (第2版)
独立行政法人理化学研究所
HPCI計算生命科学推進プログラム