分子模拟与计算化学 Lec 07 软硬件.ppt

分子模拟与计算化学 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 7.28.09.0 企业版系列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: 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 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: 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/file 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 & 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算 执行方法: chmod +x run.sh ./run.sh 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 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 TCP/IP协议 四段地址: xxx.xxx.xxx.xxx 掩码: 自己的地址: 局域网地址: 192.168.xxx.xxx 实验室地址: 192.168.127.xxx 实验室网关地址: 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/hosts Node1 Node2 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(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(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