Linux服务器如何实现并行运算？(linux服务器并行)

在计算机领域中，Parallel Computing（并行计算）已经成为了一个非常重要的技术。随着数据量、计算任务越来越复杂，目前的计算机处理速度已经很难满足需求。在这样的背景下，并行计算逐渐受到更多的关注。

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Linux作为当前最为流行的操作系统之一，自然也提供了各种支持并行计算的工具和方案。在本文中，我们将会探讨如何在Linux服务器上实现并行运算。

1.进程(Process)管理

Linux操作系统提供了“进程”这个概念，可以允许多个程序同时运行。同时，每个进程都有自己的独立内存空间，并且在一个进程内又可以分为多个线程。也就是说，Linux可以支持多进程、多线程的并行计算。在这种情况下，每个进程或线程针对不同的计算任务进行计算，计算结果最终合并到一起。

2.多核心(CPU)处理

Linux操作系统可以应对多核心处理器。当一台服务器上有多个中央处理器(CPU)或一个CPU拥有多个内核时，Linux系统可以让多个进程或线程同时运行在不同的核心上，充分利用CPU资源，提高计算效率。

3.分布式计算(Distributed Computing)

在Linux环境下，可以利用多个服务器进行分布式计算。一台服务器只负责部分计算任务，将计算结果发送给控制节点，由控制节点进行计算结果的合并。这种分布式计算技术被称为Cluster。Cluster技术在科学、工程计算领域得到了广泛应用，可以大幅度提高计算效率。

4.并行计算库

除了上述方法，Linux系统还提供了众多的并行计算库。比如OpenMP，它是一套高性能的并行计算API，可用于C，C++和Fortran程序。它可以通过并行化计算任务，大幅度减少了计算时间。另外，MPI(Message Passing Interface)也是Linux中广泛使用的高效并行计算库之一。MPI主要用于分布式内存计算中，通过交换消息来协调不同进程之间的计算任务。

在Linux操作系统中，数十年来的不断更新迭代，为我们提供了许多强大的计算工具和方法，使得实现并行计算变得十分容易。如果您需要更高效的计算环境，并行计算是一个值得尝试的方向。

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服务器为什么用linux

多数服务器使用linux系统原因：

简单的说，Linux具有以下主要特性：

1.开放性

开放性是指系统遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。凡遵循国际标准所开发的硬件和软件，都能彼此兼容，可方便地实现互连。

2.多用户

多用户是指系统资源可以被不同用户各自拥有使用，即每个用户对自己的资源（例如：文件、设备）有特定的权限，互不影响。Linux和Unix都具有多用户的特性。

3.多任务

多任务是现代计算机的最主要的一个特点。它是指计算机同时执行多个程序，而且各个程序的运行互相独立。Linux系统调度每一个进程，平等地访问微处理器。由于CPU的处理速度非常快，其结果是，启动的应用程序看起来好像在并行运行。事实上，从处理器执行一个应用程序中的一组指令到Linux调度微处理器再次运行这个程序之间只有很短的时间延迟，用户是感觉不出来的。

4.良好的用户界面

Linux向用户提供了两种界面：用户界面和系统调用。Linux的传统用户界面是基于文本的命令行界面，即shell，它既可以联机使用，又可存在文件上脱机使用。shell有很强的程序设计能力，用户可方便地用它编制程序，从而为用户扩充系统功能提供了更高级的手段。可编程Shell是指将多肢行条命令组合在一起，形成一个 Shell程序，这个程序可以单独运行，也可以与其他程序同时运行。

系统调用给用户提供编程时使用的界面。用户可以在编程时直接使用系统提供的系统调用命令。系统通过这个界面为用户程序提供低级、高效率的服务。Linux还为用户提供了图形用户界面。它利用鼠标、菜单、窗口、滚动条等设施，给用户呈现一个直观、易操作、交互性强的友好的图形化界面。

5.设备独立性

设备独立性是指操作历镇哗系统把所有外部设备统一当作成文件来看待，只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以象使用文件一样，操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具体存在形式。

具有设备独立性的操作系统，通过把每一个外围设备看作一个独立文件来简化增加新设备的工作。当需要增加新设备时、系统管理员就在内核中增加必要的连接。这种连接（也称作设备驱动程序）保证每次调用设备提供服务时，内核以相同的方式来处理它们。当新的及更好的外设被开发并交付给用户时，操作允许在这些设备连接到内核后，就能不受限制地立即访问它们。设备独立性的关键在于内核的适应能力。其他操作系统只允许一定数量或一定种类的外部设备连接。而设备独立性的操作系统能够容纳任意种类及任意数量的设备，因为每一个设备都是通过其与内核的专用连接独立进行访问。

Linux是具有设备独立性的操作系统，它的内核具有高度适应能力，随着更多的程序员加入Linux编程，会有更多硬件设备加入到各种Linux内核和发行版本中。另外，由于用户可以免费得到Linux的内核源代码，因此，用户可以修改内核源代码，以便适应新增加的外部设备。

6.提供了丰富的网络功能

完善的内置网络是Linux的一大特点。Linux在通信和网络功能方面优于其他操作系统。其他操作系统不包含如此紧密地和内核结合在一起的连接网络的能力，也没有内置这些联性的灵活性。而Linux为用户提供了完善的、强大的网络功能。

支持Internet是其网络功能之一。Linux免费提供了大量支持Internet的软件，Internet是在Unix领域中建立并繁荣起来的，在这方面使用Linux是相当方便的，用户能用Linux与世界上的其他人通过Internet网络进行通信。

文件传输是其网络功能之二。用户能通过一些Linux命令完成内部信息或文件的传输。

远程访问是其网络功能之三。Linux不仅允许进行文件和程序的传输，它还为系统管理员和技术人员提供了访问其他系统的窗口。通过这种远程访问的功能，一位技术人员能够有效地为多个系统服务，即使那些系统位于相距很远的地方。

7.可靠的系统安全

Linux采取了许多安全技术措施，包括对读、写进行权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等，这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。

8.良好的可移植性

可移植性是指将操作系统从一个平台转移到另一个平台使它仍然能按其自身的方式运行的能力。

Linux是一种可移植的操作系统，能够在从微型计算机到大型计算机的任何环境中和任何平台上运行。可移植性为运行Linux的不同计算机平台与其他任何机器进行准确而有效的通信提供了手旅喊段，不需要另外增加特殊的和昂贵的通信接口。

我们为什么要用Linux?

Linux是”免费”的,上面又有那么多”免费”的软件,为什么不用?可参考《Linux就该这么学》这本书上有详细的介绍linuxprobe。com。Windows实在太不稳定了,受不了,换个平台吧。

想学习UNIX，可是钱包里的钞票不多,先从Linux开始吧。

想学习操作系统,哪里有开放源代码的OS?而且还要很活跃,有前途的。

基于Linux的并行计算，不但费用低廉，而且功能强大，有潜力,重要的是有源代码。

想成为一名Hacker(当然是网侠一类),Linux当然是更好的工具之一。

Linux潜在的商业价值不可,性能相当地好,稳定性也很好,用其替换商业操作系统真是明智的选择。

Oracle,Infomix,Syase,IBM都支持Linux了,用其作数据库平台挺不错。烦了一次又一次去买许可证(奸商经常设这样的陷阱),Linux遵循公共版权许可证(GPL)正合我意。

Linux太适合Internet/Intranet,本身就是通过网络来协同开发的,网络时代为什么不用Linux?

采用Linux可以极大的降低拥有者总成本(TCO)。等待商业操作系统补丁的耐心是有限度的,更受不了总被商家牵着鼻子走,开放源代码的Linux至少可以使用户有一定的控制权。开放源代码使用户可以按照自己的需要添加或删除某些功能,用户可定制性,真是太好了!

利用开放源代码的Linux还可以开发路由器,嵌入式系统,网络计算机,个人数字助理等等,GNU真是巨大的知识宝库,何乐而不用

全球大量数据中心的服务器已经开始向基于Linux Server平台转移。相较windows Server而言，Linux Server提供了更多优势。包括Google、Twitter、Facebook和Amazon在内的诸多国际互联网巨头，都在基于Linux Server的服务器上运转他们的服务。

Linux服务器相较windows server的优势很多，具体如下：

1、开源

Linux Server相较windows Server领先的首要原因是完全免费且可用作开源用途。通过开源方式，你可以轻松查看用于创建Linux内核的代码，也可以对代码进行修改和再创作。通过许老腊码多编程接口，您甚至可以开发自己的程序并将其添加到Linux操作系统中。还可以对Linux Server操作系统进行自定义，以满足使用要求，这是windows无法实现的。

2、稳定性

Linux系统一直以其稳定性而闻名，它们可以连续运行多年局仿而不发生任何重大问题。事实上，很多Linux用户都从未在自己的环境中遇到过系统崩溃的情况。相对windows而言，挂起和崩溃完全是一种常态。

尽管windows也可以很好地执行多任务处理，但Linux可以在处理各种任务的同时，仍能提供坚如磐石的性能。

3、安全

Linux由最初的多用户操作系统开发的Unix操作系统发展而来，在安全方面显然比windows更强。与windows作为病毒和恶意软件攻击的首要目标不同，Linux Server只有管理员或特定用户才有权访问Linux内核，而且Linux服务器不会经常受到攻击，并且被发现的任何漏洞都会在之一时间由大批Linux开发人员修复。

4、硬件

当将Linux Server与windows Server在硬件方面进行比较时，windows需要经常对硬件进行升级以满足各方面性能需求。而Linux对硬件的需求则很低，也不需要频繁对硬件进行升级更新，并且无论系统架构或处理器如何，都能表现得非常出色。

5、灵活性

Linux是世界上最灵活的操作系统，没有之一，您可以根据需要自定义系统。使用linux，你可以随心所欲地安装GUI界面或仅使用终端管理服务器;使用Linux，您可以选择各种工作和实用程序来管理所有与服务器相关的活动，如：添加用户、管理服务和网络，安装新应用程序以及监控性能等。

6、自由

对Linux而言，您不会被商业侍哪供应商强加产品和服务，用户可以自由选择适合需求的产品。正是这种自由使得像Amazon和Google这样的大公司选择了基于Linux的服务器来提供服务。

7、访问开源应用程序

Linux为开源应用程序开辟了一个新的世界，有数以千计的开源应用程序正在等待用户探索，您甚至可以使用特殊界面在Linux服务器上运行windows应用程序。

8、易于变更

与windows Server不同，您可以轻松对Linux Server进行变更，并且无需重启服务器。对于windows Server而言，要使用微软发布的新功能就得购买下一个版本。

9、社区支持

Linux社区在全球都十分活跃和使用广泛，总有数千名志愿者在线活动以解决其他Linux用户的问题，所以几乎在任何linux论坛上发布的任何问题都会得到即时响应。

1、稳定性高

业界公认：Linux服务器比Windows服务器稳定性高;多年使用经验，Linux稳定性虽然比不上在IBM小型机上运行AIX，但是比Windows服务器确实高很多。

2、初期投入成本低

硬件投入成本低：由于Linux操作系统相比于Windows先天优亮穗越性，相同硬件条件下，Linux服务器能承受负荷普遍比Windows高20%以上。

软件投入成本，更低：Windows服务器端产品价格普遍比较高，加上客户端用户授权费用，是一笔不小开支。Linux由于开源操作系统，甚至可以不花费一分钱。

3、低维护成本

对于入门级系统管理人员，由于Windows入门容易，Windows维护成本比Linux高;对于专业系统管理人员而言，Linux维护成敬帆卜本反而比Windows维护成本低很多。

4、病毒造成破坏低

由于Windows先天不足以及Windows在客户端高市场占用率，目前病毒绝大部分是针对Windows操作系统;Linux是开放源代码操作系统，即使出现有针对性病毒，开源社团也会从底层进行修正，从根本上杜绝类似病毒后续造成的危害。

5、无需频繁升级

微软为保持企业持续获利，会持续发布新产品;企业为保持服务器稳定，只能不停的跟着微软升级，耗时耗力耗财。而Linux在这方面情况则好很多。

6、保密性

Windows由于是商业产品，源代码封闭，我们无法知道微软在轿信里面做了什么手脚。而Linux由于是源代码开放操作系统，不存在这个问题。

Linux操作系统本身提供良好数据备份工具;Windows在这方面需要借助昂贵第三方软件方可实现。

Linux操作系统可以提供规定时间内增量备份，每隔一段时间完全备份;这个策略，可胜任绝大部分企业数据备份。

linux 并行 线程选多少合适

具体问题具体分析，如果你主要是做纯计算（比如数学运算，物理计算等），那么线程数应该等于cpu核心数。如果主要凯租是io操作（即需要访问硬件外设），一般来说线程数的提升局孙芦并不能提高运行速度。 如果是 计算 + IO， 一般来桐带说线程数应该大于cpu核心数。

总的来说，除了之一种，后两种情况都应该实际测试看效果。

linux 物理cpucpu核数逻辑cpu

在linux系统中，提供了 proc系统隐散庆 显示系统的软硬件信息，可以使用灶握命令 cat /proc/cpuinfo 来查看

1. 查看物理CPU（机器的主板上实际插入插槽的 CPU ）个数

cat /proc/cpuinfo| grep “physical id”| sort| uniq| wc -l

2. 查看每个物理CPU中core的个数(即核数掘枯（单块 CPU 上面能处理数据的芯片组的数量，如双核、四核等 (cpu cores 核心)）)

cat /proc/cpuinfo| grep “cpu cores”| uniq

3. 查看逻辑CPU（决定了服务器并行(同时)处理任务的能力）的个数

cat /proc/cpuinfo| grep “processor”| wc -l

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