普林斯頓為研究生和博士后推出計(jì)算訓(xùn)練營(yíng)

普林斯頓大學(xué)于10月29日至11月1日為研究生和博士后舉辦了第一次計(jì)算訓(xùn)練營(yíng)，為期四天的簡(jiǎn)短介紹性講座和實(shí)踐練習(xí)涉及現(xiàn)代計(jì)算研究職業(yè)所需的各種主題、工具和技術(shù)。來自21個(gè)系的約80名研究生和博士后報(bào)名參加了這次新培訓(xùn)。

該計(jì)劃由普林斯頓計(jì)算科學(xué)與工程研究所(PICSciE)和OITResearchComputing組織和贊助，由工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院、普林斯頓神經(jīng)科學(xué)研究所、應(yīng)用與計(jì)算數(shù)學(xué)項(xiàng)目和統(tǒng)計(jì)中心共同贊助和機(jī)器學(xué)習(xí)。

訓(xùn)練營(yíng)組織者、HPC軟件工程和性能調(diào)優(yōu)經(jīng)理IanCosden說：但是學(xué)生們最終還是會(huì)在他們的知識(shí)上出現(xiàn)嚴(yán)重的漏洞，因?yàn)槿藗儾⒉豢偸侵浪麄儾恢朗裁?。在我們制作這個(gè)范圍廣泛的概覽課程時(shí)，我們征求了整個(gè)校園的十幾位教職員工的意見。他們的貢獻(xiàn)非常有幫助，他們的反應(yīng)非常積極。那是我知道我們正在做某事的時(shí)候。”

兩個(gè)人互相說話

訓(xùn)練營(yíng)參與者BeatrizGonzalezdelRio(左)是院長(zhǎng)EmilyCarter小組的博士后研究員，在招待會(huì)上與可視化科學(xué)家兼訓(xùn)練營(yíng)講師EliotFeibush交談。

拍攝者M(jìn)elissaMoss，通訊辦公室

訓(xùn)練營(yíng)參與者BeatrizGonzalezdelRio是院長(zhǎng)EmilyCarter小組的機(jī)械和航空航天工程博士后研究員，正在研究液態(tài)金屬合金的不同特性，以發(fā)現(xiàn)能夠承受聚變反應(yīng)堆內(nèi)部熱量的合適材料。

“我所有的研究都基于高性能計(jì)算模擬，”GonzalezdelRio說。“有些是使用商業(yè)軟件進(jìn)行的，有些是使用我的研究小組開發(fā)的軟件進(jìn)行的。為了取得成功，我需要了解如何應(yīng)用各種計(jì)算技術(shù)來為我的研究定制代碼并使其盡可能高效。”

在設(shè)計(jì)訓(xùn)練營(yíng)課程時(shí)，Cosden說他和他的同事希望解決研究生在每周一次的幫助會(huì)議(由PICSciE、OIT和其他學(xué)術(shù)部門舉辦)中提出的一些最常見的問題，例如版本控制、命令行工具等主題以及如何使用HPC集群。

“無論背景或研究領(lǐng)域如何，我們還嘗試盡可能多地觸及教師認(rèn)為學(xué)生需要的主題：可視化技術(shù)、調(diào)試、再現(xiàn)性和基本軟件工程原理，”Cosden補(bǔ)充道。“最后，我們想闡明一些在某些情況下對(duì)新研究人員來說完全陌生的主題，例如并行編程、數(shù)據(jù)傳輸和性能調(diào)優(yōu)。

“我們有13位講師主持18場(chǎng)不同的課程，時(shí)長(zhǎng)從30分鐘到2小時(shí)不等，每個(gè)課程的目標(biāo)都是適度的接觸而不是專業(yè)知識(shí)。用一個(gè)不完美的比喻來說，它就像是豐盛的自助餐中的第一盤，足以讓你嘗一口，然后決定你還想再吃什么。”

三人對(duì)話

左起：GabePerez-Giz，普林斯頓“科學(xué)計(jì)算軟件工程”課程講師;SanataSy-Sahande，政治學(xué)研究生;和電氣工程專業(yè)的研究生MingLyu在訓(xùn)練營(yíng)的休息時(shí)間見面。

這種抽樣方法“一直是訓(xùn)練營(yíng)最有價(jià)值的方面，”GonzalezdelRio說。“雖然沒有足夠的時(shí)間詳細(xì)學(xué)習(xí)所有這些技術(shù)，但現(xiàn)在當(dāng)我在研究過程中遇到問題時(shí)，我會(huì)確切地知道我可以尋找什么工具來解決它。”

訓(xùn)練營(yíng)參加者PeterWang是一名研究生，從事橋梁和建筑物鋼板梁研究，是土木與環(huán)境工程系MariaGarlock教授的創(chuàng)意和彈性城市工程小組的成員。

“我受到提高細(xì)長(zhǎng)鋼結(jié)構(gòu)的耐用性和生命周期性能的挑戰(zhàn)的驅(qū)使，”他解釋道。“我報(bào)名參加訓(xùn)練營(yíng)是因?yàn)槲倚枰恍┵Y源和技術(shù)——研究生課程中沒有明確教授的東西——以便運(yùn)行計(jì)算模擬來測(cè)試細(xì)長(zhǎng)金屬梁在應(yīng)力載荷下的行為。我發(fā)現(xiàn)有關(guān)版本控制、數(shù)據(jù)傳輸和科學(xué)可視化的會(huì)議最有價(jià)值。這些將使我節(jié)省大量時(shí)間、備份數(shù)據(jù)、可視化集群上的數(shù)據(jù)并創(chuàng)建可重現(xiàn)性更高的結(jié)果。”

ZahraBajalan是IanBourg助理教授界面水小組的一年級(jí)土木與環(huán)境工程博士生，她說培訓(xùn)教會(huì)了她“制作經(jīng)過適當(dāng)記錄、并行、調(diào)試和可視化的軟件的步驟”。

Bajalan正在研究土壤中的污染物向含水層中流動(dòng)的淡水的遷移。“所有被調(diào)查的身體狀況都需要用編程語言來實(shí)現(xiàn)，”她說。計(jì)算技術(shù)越好，我們對(duì)物理過程的了解就越多。”

普林斯頓對(duì)此類培訓(xùn)的需求甚至比預(yù)期的還要大，伊恩·科斯登(IanCosden)反映了這一點(diǎn)，他是高能物理綜合研究軟件培訓(xùn)框架(FIRSTHEP)基金的共同負(fù)責(zé)人，該基金于7月授予美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)2018年：“首次開放注冊(cè)時(shí)，我們對(duì)反響感到不知所措。我們不得不兩次移動(dòng)房間以容納更多的人。鑒于參與者不得不放棄大部分秋季假期來參加，我們只期待少數(shù)人。但兩次我們都搬到了更大的空間，登記在兩天內(nèi)就滿了。顯然需求是存在的。”

“感謝其背后的團(tuán)隊(duì)，首屆研究計(jì)算訓(xùn)練營(yíng)取得了巨大成功，”PICSciE主任、布萊爾地質(zhì)學(xué)教授、地球科學(xué)與應(yīng)用和計(jì)算數(shù)學(xué)教授JeroenTromp說。“我預(yù)計(jì)我們將每年提供一次，而且在未來幾年，我預(yù)計(jì)它的范圍和規(guī)模都會(huì)擴(kuò)大。”

在回答明年的訓(xùn)練營(yíng)可能會(huì)發(fā)生什么變化時(shí)，Cosden指出：“社會(huì)科學(xué)家所需的計(jì)算技術(shù)可能不同于自然科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)，而自然科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)又不同于工程學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)。我們已經(jīng)在聯(lián)系參與者和教師以征求反饋，這樣我們才能弄清楚如何將最有用和針對(duì)特定學(xué)科的培訓(xùn)提供給那些需要的人。”