计算化学的软硬件课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,计算化学及其应用,计算化学的软硬件,Hardware and Software for Computation,计算化学及其应用计算化学的软硬件,1,计算化学的工具,计算化学的基本工具是计算机,计算机包括两方面:硬件和软件,计算化学的工具计算化学的基本工具是计算机,2,计算机硬件的特点,CPU个数:,快,多,内存:,大,快,主板:,稳定,显示器,显卡:通用,常见,其它:一般,主频高(2.0-3.0GHz),双CPU,多核CPU(双核,四核),1G,2G,4G,8G,网络:千兆网局域网,华硕等大品牌,常见,网卡,Nvidia显卡,InsightII,计算机硬件的特点CPU个数:快,多,内存:大,快主板,3,计算软件的特点,稳定,支持并行,支持大内存,首选Unix/Linux系统,Windows:个人使用,Linux:计算使用,计算软件的特点稳定首选Unix/Linux系统Windows,4,Linux简介,常用系列:Redhat,7.2,8.0,9.0,企业版系列2.1,3.8,4.4,5.0,支持的硬件越来越多,但跟不上硬件的发展,其它系列:SuSE系列,Fedora Core系列,Debian系列,Ubuntu系列,BSD系列,版权:GNU(通用公共授权),Linux简介常用系列:Redhat,5,Linux的架构,多用户,系统:,root,为管理员,最高权限,管理系统和用户,文件系统以”,/,”为最高的根目录,所有文件,目录,硬件设备(硬盘,光驱)都是一个文件或目录,其文件格式是ext3,不是FAT32或NTFS,但是它可以读写FAT32文件,无法读写NTFS文件,Linux的架构多用户系统:root为管理员,最高权限,6,Linux的启动选项,Linux可启动为字符界面和视窗界面,文件/etc/inittab,id:3:initdefault:字符界面,id:5:initdefault:视窗界面,字符转视窗界面:startx,字符界面可以少使用内存100-400MB,Gaussian计算采用字符界面,InsightII计算使用视窗界面搭建模型,字符界面计算,Linux的启动选项Linux可启动为字符界面和视窗界面,7,Linux文件系统,/bin:可执行的命令,/dev:设备目录,/etc:大多数设置文件,Linux启动,网络等,/home:所有用户都在此,/lib:库文件,/usr:更多的命令,库文件,图形界面,/root:管理员的主目录,/sbin:系统命令,一般设置和查看系统信息,Linux文件系统/bin:可执行的命令,8,Linux文件的属性,Linux用户分为不同的组,对于每个文件有三类用户:,文件所有者,与文件所有者同组的,其它组的用户,文件的属性:可读(r),可写(w),可执行性(x),文件的目录属性(d),文件属性表示,rwx,rwx,rwx,d,rwx,r-x,r-x,d,rwx,-,-,Linux文件的属性Linux用户分为不同的组,9,Linux基本命令:Shell,Linux下人与机器的交流是通过shell进行的,Shell是一系列Linux命令以及类似c语言的控制结构组成,可以用一个命令完成一件事情,也可以把命令用控制结构组合起来完成复杂的重复劳动的事情,shell编程,Linux基本命令:ShellLinux下人与机器的交流是,10,用户登录,login:用户名,password:密码,登录进去,exit (退出),用户登录login:用户名,11,Linux下的输入与输出,输入:命令,文件,附加:命令,文件,管道:命令,|,命令,Linux下的输入与输出输入:命令 文件a,把文件串起来放在另一个文件中,head n 显示文件的前n行,tail n 显示文件的最后n行,tail f 文件名 :监测文件的输出情况,Linux的简单命令cat:在屏幕上显示文件的内容,14,Linux的简单命令,grep,grep 字符串 文件名,grep“SCF Done”CH3COOH.log,grep i“SCF Done”CH3COOH.log,cp,cp filea fileb 文件拷贝,cp r dirA dirB 目录拷贝,Linux的简单命令grep,15,Linux的简单命令,ls,ls 显示当前目录下文件和目录,ls l 显示详细信息,ls a 把隐藏目录和文件(以.开头的文件)也显示,.bashrc和.cshrc,登录时自动执行的命令文件,设置环境变量等,mkdir 目录名:创建目录,rm 文件名:删除文件;,rm r 目录名:删除目录,Linux的简单命令ls,16,Linux的简单命令,ps 进程,ps e 查看所有进程,top 动态查看系统运行情况,q 退出top状态,kill-9 进程号:结束此进程,Linux的简单命令ps 进程,17,Linux的简单命令,dos2unix,文件名:,把DOS/windows格式的文件转换为Unix/Linux文件格式,df,:查看磁盘剩余空间,cd,:改变目录,:用户主目录,.,:上一级目录,chmod,:改变文件属性,chmod 755 文件名:rwxr-xr-x,chmod+x 文件名:此文件变得可以直接执行,Linux的简单命令dos2unix 文件名:,18,Linux的简单命令,/sbin/ifconfig,:查看本机的IP地址,多机并行计算必须使用静态IP地址,env,:查看现在的环境变量,gzip,gunzip,:压缩的解压缩后缀为.gz的文件,tar,:打包文件,tar cvf aa.tar 目录A:把目录A打包成文件,tar rvf aa.tar 目录B:把目录B添加到文件中,tar xvf aa.tar:把文件报解开在本目录下,Linux的简单命令/sbin/ifconfig:查看本,19,Gaussian在Linux下的安装,安装系统,建立用户gau,以gau登录,下载软件包,在/home/gau目录下解压缩包:,gunzip g03.tar.gz,tar xvf g03.tar,cd g03,下,执行,bsd/install,在/home/gau/.bashrc文件中加入两行:,g03root=/home/gau,./home/gau/g03/bsd/g03.profile,现在可以运行g03了,用法:,g03 文件.gjf&,Gaussian在Linux下的安装安装系统,20,Gaussian在Linux下的使用,首先在Windows下的GaussView上建立模型,保存g03的输入文件:CH4.gjf,用ftp软件把输入文件都传到gau的某个目录下面:work,用SecureCRT软件登录Linux系统,cd work,dos2unix CH4.gjf,g03 CH4.gjf&,Gaussian在Linux下的使用首先在Windows下的,21,Gaussian在Linux下的使用,计算完毕或需要检查结构时,下传输出文件:CH4.log,绘图则下传check文件或fromcheck文件,内存设置:系统内存,-,200MB,处理器个数:,nproc=2(双核),nproc=4(四核或双核双CPU),Gaussian在Linux下的使用计算完毕或需要检查结构时,22,shell编程(一),Head.txt:包含欲计算的性质,甚至电荷和多重度,Tail.txt:包含分子说明部分后的内容,CH4.xyz:分子几何结构,cat Head.txt CH4.xyz Tail.txt tmp.gjf,g03 tmp.gjf,mv tmp.log CH4.log,mv?.chk CH4.chk,优点:可以保证使用同样的条件进行计算,执行方法:chmod+x run.sh,./run.sh,shell编程(一)Head.txt:包含欲计算的性质,23,shell编程实例,#!/bin/sh,for,i,in,ls,*.gjf,for,i,in,C1.gjf C2.gjf C3.gjf.,do,cat,Head.txt$i Tail.txt,tmp.gjf,g03,tmp.gjf,mv,tmp.log$i.log,mv,?.chk$i.chk,done,shell编程实例#!/bin/sh,24,网络知识,硬件:网卡,网线,交换机,软件:操作系统(Windows,Linux),协议:TCP/IP,服务:telnet,ssh,ftp,http,网络知识硬件:网卡,网线,交换机,25,TCP/IP协议,四段地址:xxx.xxx.xxx.xxx,掩码:255.255.255.0,自己的地址:127.0.0.1,局域网地址:192.168.xxx.xxx,分子所地址:192.168.127.xxx,分子所网关地址:192.168.127.1,负责自动指定IP地址,TCP/IP协议四段地址:xxx.xxx.xxx.xxx,26,计算机集群技术,多处理器并行,多节点并行,Gaussian03Linda,InsightIIMPI,并行准备,Linux系统,固定IP地址,在同一网段,可执行软件,可信任的用户,最好用户相同,计算机集群技术多处理器并行,27,Gaussian03网络并行实现(一),安装Linux操作系统,设置防火墙:ssh,ftp,telnet等允许使用,设置固定IP地址(自动指定的IP无法并行),设置欲使用的节点名称:,/etc/hosts,Node1 192.168.1.1,Node2 192.168.1.2,.,安装Gaussian03软件,设置各个用户的环境,使每个用户都可执行g03,Gaussian03网络并行实现(一)安装Linux操作系统,28,Gaussian03网络并行实现(二),设置各个用户在不同节点之间的互信,rsh(MPI协议使用,保密性不好),/etc/hosts.equiv,Node1,Node2,设置各个用户下的.rhosts文件,与/etc/hosts.equiv相同,Gaussian03网络并行实现(二)设置各个用户在不同节点,29,Gaussian03网络并行实现(三),ssh,ssh-keygen t rsa,生成公钥id_rsa.pub和私钥id_rsa,把本节点的公钥放在对方节点的.ssh/authorized_keys文件中,并,chmod 600.ssh/authorized_keys,即可无密码直接ssh到此节点上,Gaussian03网络并行实现(三)ssh,30,Gaussian03网络并行实现(四),用户的环境设置,echo“Tsnet.Node.lindarsharg:ssh”/.tsnet.config,export GAUSS_LFLAGS=-nodelist“Node1 Node2,export GAUSS_EXEDIR=/home/gau/g03/linda-exe:$GAUSS_EXEDIR,输入文件:,%nprocl=2,%nprocs=1,命令:g03l CH4.gjf,Gaussian03网络并行实现(四)用户的环境设置,31,