#import "@preview/minimal-presentation:0.6.0": *

// 中文使用思源宋体，英文使用 Times New Roman
#set text(font: ("Times New Roman", "Source Han Serif SC"))
#show raw: set text(font: "Fira Code")

#show: project.with(
  title: "在科学计算中使用Nix",
  sub-title: "实战经验与挑战",
  author: "陈浩南",
  date: "2025-08-09",
  index-title: "目录",
  logo: image("./nix-snowflake-colours.svg"),
  logo-light: image("./nix-snowflake-white.svg"),
  cover: image("./DSC_0210.JPG"),
  main-color: rgb("#3e5c98"),
  lang: "zh",
)

// 默认的字体太小
#show raw: set text(font: "Fira Code", size: 18pt)

= 自我介绍与背景介绍

== 使用过的发行版

- 桌面：用于日常工作，2018年起主力使用Linux，Deepin #sym.arrow Arch #sym.arrow Gentoo #sym.arrow NixOS (2023-05-28)
- 服务器（VPS）：用于运行个人网站/服务，差不多时间，OpenWRT #sym.arrow Ubuntu #sym.arrow Arch #sym.arrow Gentoo #sym.arrow NixOS
  - xmurp-ua: OpenWRT上用来绕过学校多设备检测的内核模块。
- 科学计算（HPC）：2020年硕士入组开始接触，Gentoo + Ubuntu #sym.arrow NixOS (2023-09)

== 科研方向与HPC特点

- 组内主要研究宽禁带半导体，我个人主要做*第一性原理计算*。
  - 仅利用最基础的物理原理（量子力学）计算材料物理性质，原则上不引入经验值。
  - 核心步骤是求解一些很大的矩阵的特征值（矩阵行列大约几万），*计算量大*。
- 相比于个人电脑或个人服务器，要使用的HPC（高性能计算）集群环境有以下特点：
  - 多节点*共享文件系统*（我们使用NFS）。
  - 用户不直接运行科学计算程序，而是提交任务到*队列系统*（我们使用SLURM），队列系统视情况，在合适的时机分配计算资源（CPU/GPU/内存等）并执行计算。
  - 用户不懂Linux，由一个人准备好环境，之后的操作尽量做到*有手就行*。
  - 需要针对特定CPU优化（`march=xxx`），自己编译不可避免。

== 科学计算现状（仅身边统计学）

#columns-content(colwidths: (1fr, 1.8fr))[
  #figure(
    image("meme.jpg", width: 100%)
  )
][
- *复古*的包管理：手动收集依赖，手动修改Makefile指定编译器/参数/库路径。
- *随意*的编程习惯：无视标准、能用就行，C/C++不分，Fortran只有特定编译器能编译。
- *闭源*的编译器：Intel OneAPI / NVIDIA HPC SDK。
- *混乱*的用户权限：多人共用一个账户。
]

== 科学计算需要Nix来拯救！

// #columns-content(
//   figure(image("nix-snowflake-colours.svg", width: 10%)),
//   figure(image("nix-snowflake-colours.svg", width: 10%)),
//   figure(image("nix-snowflake-colours.svg", width: 10%))
// )

#figure(image("更多的.png", width: 120%))

= Nix / NixOS解决的问题

== 编译软件更方便

- 远超其它发行版的软件包数量。
  - Nix: 100k+, Arch: 70k+, Ubuntu: 39k+, CentOS: 2k+
  - 数据来自 repology.org
- 即使没有，只要上游代码标准，也可以方便地打包。
- 需要打补丁？一句代码就行了。
  ```
  some-package = prev.some-package.overrideAttrs (prev: patches = prev.patches or [] ++ [ ./my.patch ])
  ```
- 多机器、多版本，不需要手动重复构建。

== 配置环境和服务更简单（仅NixOS）

- SLURM、NFS 等都有模块。
- 配置文件可跨服务/软件、跨用户、跨机器联动，不需要担心配置修改不同步。e.g.:
  - 多台机器的 SLURM 配置文件均由一个 Nix 文件生成；SLURM 和其它相关程序的配置由一个模块生成。
  - 多用户共用 home-manager 配置文件。
  - 多台机器之间 wireguard VPN 的配置文件由一个 Nix 文件生成。

= 困难与挑战

== 闭源编译器和 stdenv



== 无root权限安装nix

== impermanence / home-manager 与共享文件系统

== FHSStdenv（构建时FHS环境）