本文介紹在Linux伺服器中，透過PBS（Portable Batch System）作業管理系統指令碼的方式，提交任務到伺服器佇列，並執行任務的方法。
最近，需要在學校公用的超算中執行程式碼任務；而和多數超算裝置一樣，其也是需要透過作業佇列的方式，來提交、管理、排序不同使用者的任務，從而使得不同使用者都可以較為公平地使用超算裝置的資源。由於學校的這個超算是基於PBS來提交任務的，所以這裡就介紹一下撰寫PBS指令碼，從而將自己的程式碼執行需求提交給伺服器（也就是提交任務）的方法。
其中，PBS（Portable Batch System）是一個用於管理、排程計算任務的開源軟體；其是一個常用的作業排程系統，用於在大規模計算叢集或超級計算機上管理並分配計算資源。在使用時，我們需要首先提交作業到計算叢集，PBS將會根據資源可用性、作業優先順序等因素進行作業排程和分配。其基本工作流程如下：
- 使用者編寫PBS指令碼，描述任務的資源需求、執行命令和其他相關資訊。
- 使用者使用PBS命令，將上述編寫好的指令碼提交到PBS系統。
- PBS系統根據指令碼中作業的資源需求和叢集的可用資源情況，將作業放入作業佇列中等待執行。
- 當有可用的計算資源時，PBS系統會選擇一個作業並將其分配給相應的計算節點。
- 作業在計算節點上執行，直到完成，或達到預設的執行時間限制，或任務執行時出錯等。
那麼接下來，就介紹一下撰寫PBS指令碼，並基於其提交自己的任務到伺服器中的方法。
首先明確一下本文的需求。已知當前在伺服器的某個路徑下，我們有一個可執行檔案（或者是有1個Python程式碼檔案）；我們希望後續在超算中，對這個可執行檔案（或者Python程式碼檔案）加以執行。
明確了需求，接下來就可以開始操作。首先，如果有需要，我們可以cd進入自己的工作目錄。我這裡就直接進入存放有可執行檔案的目錄中；具體程式碼如下。
cd Data_Reflectance_Rec
隨後，基於如下程式碼檢視一下當前路徑中的檔案。ls用於列出目錄中的檔案和子目錄。
ls
接下來，基於如下程式碼建立PBS指令碼，我在這裡將其命名為py_task.pbs；其中，.pbs就是PBS指令碼檔案的固定擴充名。後續我們向PBS系統提交任務時所用的指令碼，就是這個檔案。
touch py_task.pbs
其中，touch是一個常用的命令，用於建立空白檔案或更新已存在檔案的訪問和修改時間戳。建立完畢後，可以基於如下程式碼再次看一下當前路徑下的檔案。
ls
執行上述程式碼，如下圖所示。可以看到，py_task.pbs這個PBS指令碼檔案已經建立完畢了。
建立指令碼檔案完畢後，我們即可開始編輯這個檔案。在這裡，我選擇基於Vim來編輯，所以執行如下的程式碼即可。
vim py_task.pbs
其中，Vim是一個強大的文字編輯器，廣泛用於命令列環境下程式碼的編寫和文字的編輯。執行上述程式碼，如下圖所示。可以看到，py_task.pbs這個PBS指令碼檔案已經被Vim開啟了。
接下來，按下i鍵，進入文字編輯狀態；如下圖所示。
隨後，即可在Vim中編輯PBS指令碼檔案。在這裡，我們給出2個PBS指令碼檔案的模板；其中，第1個模板如下所示。
#!/bin/bash
#PBS -N py_task
#PBS -q rtlab1_4
#PBS -l nodes=1:ppn=4
#PBS -l walltime=00:30:00
#PBS -o /data1/home/LiliAircas/Data_Reflectance_Rec/task/py_task.out
#PBS -e /data1/home/LiliAircas/Data_Reflectance_Rec/task/py_task.err
hostname
date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S"
python /data1/home/LiliAircas/Data_Reflectance_Rec/code/Alignment.py
date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S"
最後注意記得留一個空行
其中，第1行是一個shebang（也稱為hashbang）行，指定了用於解釋該指令碼的直譯器。在這裡，/bin/bash表示該指令碼將由Bash直譯器執行。
接下來，從第2行開始的這些#開頭的語句，不是註釋，而是PBS作業排程系統的作業指令。這些指令以#PBS開頭，指定了不同的選項：-N py_task表示作業的名稱為py_task，-q rtlab1_4表示將作業提交到rtlab1_4佇列中；-l nodes=1:ppn=4表示指定使用1個節點（node）和4個處理器（processor）來執行作業；-l walltime=00:30:00表示作業的最長執行時間為30分鐘。隨後的2行程式碼，分別指定了作業的標準輸出、錯誤輸出所在的檔案。
緊接著，隨後的2行分別輸出當前執行指令碼的主機名和當前的日期時間；隨後，就開始呼叫Python直譯器執行Alignment.py這個Python程式碼檔案了。最後，再次輸出當前的日期時間，從而使得我們可以基於其大概瞭解到任務的執行時長。
最後的空行，有的教程說是為了符合指令碼檔案的規範，提供可讀性和結構上的清晰性；也有教程說，有些版本的伺服器上如果不加這個空行，會導致無法識別指令碼命令。所以為了確保萬一，我就加上了1行空行。
上述指令碼檔案編輯完畢後，如下圖所示。這裡需要注意：以下截圖中有些錯誤，例如hostname寫成了Hostname，且最後一行沒有空行。所以對於圖片，大家僅僅參考就好；主要還是按照前述文字版程式碼中的格式，來修改自己的PBS指令碼檔案。
此外，我們再給出1個PBS指令碼執行可執行檔案的模板，具體如下。
#!/bin/bash
#PBS -N py_task
#PBS -q rtlab1_4
#PBS -l nodes=1:ppn=1
#PBS -l walltime=12:00:00
#PBS -o /data1/home/LiliAircas/Data_Reflectance_Rec/code/py_task.out
#PBS -e /data1/home/LiliAircas/Data_Reflectance_Rec/code/py_task.err
hostname
date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S"
cd /data1/home/LiliAircas/Data_Reflectance_Rec/code
./Alignment_Server
date "+%Y/%m/%d %H:%M:%S"
其中，指令碼檔案的含義前面已經介紹過，這裡我們就不再逐一介紹了。
在Vim中編輯完畢自己的指令碼檔案後，即可儲存並退出Vim。首先，我們需要按下Esc鍵，退出編輯模式；隨後，依次輸入:wq這3個按鍵，即可儲存並退出VIm。
隨後，我們即可提交自己的PBS指令碼檔案到系統中；透過如下的程式碼即可實現這一功能。
qsub py_task.pbs
上述程式碼會將我們前述編輯好的PBS指令碼檔案py_task.pbs提交到PBS作業排程系統中，並開始等待系統分配資源，從而執行作業。執行上述程式碼，如下圖所示。
如果沒有問題的話，會出如上圖所示的一個編號；這個就是我們剛剛提交的任務的ID。
當然，有的時候執行上述程式碼，會出現如下圖所示的錯誤，即qsub: submit error (Unauthorized Request...)字樣的報錯。
這種多數是因為將作業提交到了沒有許可權的佇列中導致的；這種情況，需要和伺服器的管理人員聯絡，從而獲取許可權。
接下來，再介紹幾個PBS系統的常用命令。
首先，我們可以透過如下程式碼，獲取當前超算的所有節點的情況。
pbsnodes
執行上述程式碼，如下圖所示；可以看到，不同節點的資訊都列出來了。
還可以在上述命令的後面，加上具體節點的名稱，從而只獲取指定節點的資訊；如以下程式碼。
pbsnodes cu02
執行上述程式碼，如下圖所示；其中，和上圖一樣，每一個當前正在該節點上執行的任務的ID，都會被顯示出來，例如下圖中紫色框內就是某個任務的ID。
其次，我們可以透過如下程式碼，獲取當前佇列中所有任務的情況。
qstat
執行上述程式碼，如下圖所示；可以看到有一個任務，這個任務是我自己提交的。在我這裡，執行上述程式碼後只能看到自己提交的任務，而看不到佇列中同時存在的、其他人提交的任務——感覺這個可能是我們學校伺服器管理人員自行設定的，使得每一個使用者僅僅只能看到自己賬戶中提交的任務。
再次，還可以透過如下的程式碼，檢視佇列中任務的詳細資訊。
qstat -f
執行上述程式碼，如下圖所示。
此外，可以透過qdel命令加上任務的ID，刪除佇列中的指定任務；例如以下程式碼。
qdel 1250752
執行上述程式碼，並在執行前後透過qstat命令檢視佇列中的任務，可以看到指定的任務已經被刪除了——但是有延遲：執行完qdel後立刻執行qstat的話，可以看到1250752這個任務還是在的；稍後再執行qstat，才可以看到1250752任務消失。
任務執行完畢後，我們就可以依次執行下面的2句程式碼，開啟並檢視作業的標準輸出、錯誤輸出檔案。cat是一個常用的命令，用於連線指定的檔案，並列印它們的內容。
cat py_task.out
cat py_task.err
執行上述程式碼，如下圖所示。當然，我這裡因為待執行的任務存有一些許可權上的錯誤，所以在py_task.err檔案中，給出了任務執行過程中的報錯內容。
如果沒有錯誤的話，那麼大家就可以結合自己任務的實際情況，檢視任務執行的結果檔案了。
至此，大功告成。