1、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Linux简介 常用系列:Redhat 7.28.0
2、9.0 企业版系列2.13.84.45.0 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
3、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
4、: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 rwxrwxrwx drwxr-xr-x drwx-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编程用户登录 login:用户名 password:密码 登录进去 exit (退出)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文件名的通配符*:任意个字符,*.log 所有的log文件?:单个
5、字符,CH?.log:CH1.log CH2.log,Cha.log,Linux的简单命令 cat:在屏幕上显示文件的内容 cat 文件1 文件2 cat 文件1 文件2 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 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 ls ls
6、 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 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 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
7、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/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:gunzi
8、p g03.tar.gztar xvf g03.tarcd 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
9、&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)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
10、算 执行方法:chmod+x run.sh./run.shshell编程实例#!/bin/shfor i in ls*.gjffor i in C1.gjf C2.gjf C3.gjf.docat Head.txt$i Tail.txt tmp.gjfg03 tmp.gjfmv tmp.log$i.logmv?.chk$i.chkdone网络知识 硬件:网卡,网线,交换机 软件:操作系统(Windows,Linux)协议:TCP/IP,服务:telnet,ssh,ftp,httpTCP/IP协议 四段地址:xxx.xxx.xxx.xxx 掩码:255.255.255.0 自己的地址:127.0
11、.0.1 局域网地址:192.168.xxx.xxx 分子所地址:192.168.127.xxx 分子所网关地址:192.168.127.1 负责自动指定IP地址计算机集群技术 多处理器并行 多节点并行 Gaussian03Linda InsightIIMPI 并行准备 Linux系统 固定IP地址,在同一网段 可执行软件 可信任的用户,最好用户相同Gaussian03网络并行实现(一)安装Linux操作系统,设置防火墙:ssh,ftp,telnet等允许使用 设置固定IP地址(自动指定的IP无法并行)设置欲使用的节点名称:/etc/hostsNode1 192.168.1.1Node2 19
12、2.168.1.2.安装Gaussian03软件 设置各个用户的环境,使每个用户都可执行g03Gaussian03网络并行实现(二)设置各个用户在不同节点之间的互信 rsh(MPI协议使用,保密性不好)/etc/hosts.equivNode1Node2 设置各个用户下的.rhosts文件 与/etc/hosts.equiv相同Gaussian03网络并行实现(三)ssh ssh-keygen t rsa 生成公钥id_rsa.pub和私钥id_rsa把本节点的公钥放在对方节点的.ssh/authorized_keys文件中,并chmod 600.ssh/authorized_keys 即可无密码直接ssh到此节点上Gaussian03网络并行实现(四)用户的环境设置echo“Tsnet.Node.lindarsharg:ssh”/.tsnet.configexport GAUSS_LFLAGS=-nodelist“Node1 Node2export GAUSS_EXEDIR=/home/gau/g03/linda-exe:$GAUSS_EXEDIR 输入文件:%nprocl=2%nprocs=1 命令:g03l CH4.gjf
