Квантово-химические расчеты в GAMESS

[cdforce]

Товарищи! Считаю в GAMESS! Программу под Windows взял с американского официального сайта. Все установил, проверил, работает нормально. Компьютер с двухъядерным Core2Duo Е8400 под Windows XP SP3. Только считает на одном ядре - так говорит Диспетчер задач. Как сделать, чтобы при расчете использовались оба ядра?

[КВГ]

Конечно, на вкус и цвет товарищей нет, но - почему в GAMESS, когда есть родная, гораздо шустрее - Firefly (бывшая, PC GAMESS) и тоже бесплатная?
По Firefly я смог бы поделиться скромным опытом (а может, кто-то из спецов не поленится...)

[cdforce]

Как-то так исторически сложилось. А в чем принципиальная разница? Опять же, возможности такие же или отличаются? Где его брать, как устанавливать, какой ввод, есть ли какие-либо особенности при вводе данных? В GAMESS - просто формируешь карту-задание, а как в Firefly? Есть ли нормальный мануал? Неужели никто с подобной проблемой не сталкивался? Я, конечно, понимаю, можно и под Linux, и программу сменить и все такое... Но, может быть, все-таки есть простое решение?

[КВГ]

Я опишу вначале, как я ставил PC Gamess (правда, на другой ОС, но это не так уж важно), а вы посмотрите, есть тут что-то полезное для вас. Шаги, которые мне кажутся специфичными для Firefly, я опустил. Поскольку Firefly произрос из Gamess, то в установке много сходного, наверное?
Итак,
1) Запустить wmpi1_3.exe, установить.
2) Сам сервис wmpi1 не запускается, его надо запустить, чтобы он появился в списке служб и там, в этом списке установить режим запуска Авто.
Для этого зайти в папку WMPI1.3 (или что-то подобное) в корне диске C (системного диска) - там войти в папку System или похожую, там запустить ехе-файл типа install_service.bat (но не сам wmpi1_3.exe), а потом запустить файл типа Start_serviсe или что-то похожее. После этого служба появится в списке служб. Войти в список служб через Администрирование - … - Службы - найти сервис WMPI NT Service и включить режим запуска Авто . Теперь будет всегда запускаться сам вместе с РС и не надо в батнике прописывать запуск этого сервиса. Запуск службы естественно надо делать с административными правами! Иначе не запустится (но скорее всего не сообщит об этом).

3) Скопировать файл mpibind.nt-mpich-smp.dll в рабочую папку, где лежит ехе-файл Гамесса, переименовать в mpibind.dll (старый удалить).

4) Переименовать pcgp2psm.dll (лежит в рабочей папке) в pcgp2p.dll.

5) Создать на диске (напр., на D) две папки с копиями содержимого рабочей папки Гамесс (т.е. со всеми рабочими файлами Гамесс) для счета на двух ядрах. Напр., папки D:\gamess\:work1 и D:\gamess\work2.

6) В батнике прописать что-то вроде (для работы на 2х ядрах):
pcgamess.exe -i inputname.inp -o outname.out D:\gamess\:work1 D:\gamess\work2 -inp2
Можно прописать папки на разных дисках, видимо.
Вместо батника можно то же самое вводить в командной строке. Последний фрагмент (-inp2) - это и есть запуск на 2х ядрах, а в инпуте дополнительно ничего не надо прописывать.
Надеюсь, ничего не перепутал… Насчет p2p не уверен (пункт 4), что этот формат обмена используется в Gamess (USA), но на вс. сл. оставил в перечне шагов. Синтаксис командной строки Gamess (USA) мне неизвестен, я привел для PC Gamess!!!
Про Firefly немного скажу в отдельном посте.

[cdforce]

Спасибо большое! Все процедуры, я так понимаю, для Firefly? А для американского Gamess есть что-либо подобное? Очень не хочется "менять коня на переправе"!

[КВГ]

А что, на сайте Gamess нет никаких описаний? Я не имел дела с Gamess, увы. Должно быть что-то похожее.
Ниже - информация по Firefly.

1) Домашняя страница Firefly - http://classic.chem.msu.su/gran/gamess/index.html Разрабатывается в МГУ под руководством А. Грановского.
2) Формат инпута не имеет отличий от формата Gamess (USA). Кроме тех опций, которые не являются общими для этих программ.
3) Firefly почти полностью переписан (не более 10% старого кода осталось). Некоторые возможности "папаши" Гамесса еще не внедрены, вероятно. Не знаю как в Гамесс, а в Firefly из числа рутинных методов отсутствует пока что, например, возможность оптимизации в UMP2 (т.е. МР2 с UHF) - есть только точечный расчет энергии. Но с RHF можно и оптимизировать.
4) Основой мануала служит мануал Гамесс. Имеется обновляемый собственный мануал на сайте Firefly, но процесс обновления еще не завершен. Как обычно много документации и советов выложено на сайте.
5) Firefly считает существенно быстрее, чем Гамесс, – можно, например, посмотреть на сайте Firefly раздел тестов; там, если не изменяет память, имеется соответствующее сравнение.
6) Firefly бесплатная программа, но единожды надо зарегистрироваться у Грановского. Есть под разные ОС, разные MPI, разные процы… Обновляется регулярно. Есть свой форум (на English).
7) С Firefly совместима Chem Craft - хорошая программа-визуализатор структур, МО, колебат. спектров…, она же – хороший конструктор структур, она же позволяет создавать стандартные инпуты (z-матрица, декартовы), а также инпуты для перезапуска с $Vec группой и пр. и пр. Chem Craft в полнофункциональном варианте не бесплатная (но не дорогая для СНГ), однако есть бесплатный вариант с довольно приличным объемом возможностей (по крайней мере, был до недавнего времени – но сам я им не пользовался).
8. К Firefly создан ряд оболочек для тех, кто не любит возиться с батниками и cmd (ссылки есть на сайте). Одна из них – D&D-PC Gamess (автор Christos Garoufalis), позволяет загружать в очередь до 30 инпутов с указанием числа ядер, используемых для расчета данного запуска.
9) C Firefly совместим и еще ряд других программ-визуализаторов, подобных Chem Craft, но я их не юзал и ничего про них не могу сказать.
10) Есть и другое, пристыкованное к Firefly для разных нужд.
Вот вкратце…

[cdforce]

Спасибо за информацию, если не получится с Gamess (USA), буду пробовать с Firefly.

[Reizen]

Ещё важно, что FireFly (насколько я помню) выпускается в разных версиях - оптимизированных под исполнение на разных процессорных конфигурациях. Ищите версию в точности для того процессора, что стоит у вас!

По теме - смешно читать вопросы "не слишком ли сильно отличается FireFly от GAMESS (US)". До недавнего времени FireFly вообще назывался PC GAMESS, понимаете? У них одинаковые правила оформления *.inp -файлов!

[cdforce]

Товарищи! Как организовать в Firefly расчеты в базисах cc-pvdz, cc-pvtz и т.д.?

[Kobychevv]

Товарищи! Как организовать в Firefly расчеты в базисах cc-pvdz, cc-pvtz и т.д.?

В оригинальной версии GAMESS это делается элементарно:
$BASIS GBASIS=ACCT $END
- и получаешь auc-cc-pVTZ.
Firefly при этом, однако, выдал ошибку: не знаю, говорит, такого базиса. Залез в Input.doc от Грановского и убедился, что там базисы этого семейства (как и некоторых других) напрочь отсутствуют. Не предусмотрена, видимо, и существующая в GAMESS возможность создания пользовательского файла с описанием базисов (во всяком случае, в описании ввода такая опция отсутствует).

смешно читать вопросы "не слишком ли сильно отличается FireFly от GAMESS (US)". До недавнего времени FireFly вообще назывался PC GAMESS, понимаете? У них одинаковые правила оформления *.inp -файлов!

Так что, не очень и смешно.
Остается только задавать базисы в явном виде. На самом деле, не такая уж неподъемная процедура.

[EvgeniX]

Не предусмотрена, видимо, и существующая в GAMESS возможность создания пользовательского файла с описанием базисов (во всяком случае, в описании ввода такая опция отсутствует).

http://www.qchem.ru/f/kvantovo-khimiche ... 95/#msg695

[VTur]

http://www.chemport.ru/guest2/viewtopic ... is#p218205

[daria82]

Господа, а можно чайнику по-простому ответить, стоит ли качать подобные программы?

Исходные данные:
1. кроме ACD и Chem Draw мало в чем работала, убедилась, что встроенные там методы молекулярного моделирования - ерунда
2. привыкла, чтобы нарисовать формулу, а прога тебе всё: молек. массу, ямр сдвиги и константы и т.д.
Поэтому вопрос такой:
что это вообще за программа, чего она дает (дает ли структуру электронных оболочек, форму орбиталей и т.д.)? И как туды вводются данные (копируются готовые структурные формулы, или необходим уровень программиста?

Будете смеяться, но написано по программе куча трактатов, а ответов на элементарные вопросы - нигде. Цели у меня простые: чтобы прога сказала по сложной молекуле что-то об ее облаках (как они там взаимно расположены, куда и как плотность притянута и т.д.). Может мне вообще не по адресу?

[КВГ]

Я пару лет пользуюсь Firefly в паре с программой-визуализатором ChemCraft. В Craft делаю структуры (это очень просто - можно вставлять атомы, фрагменты, задавать численные параметры структуры), потом копирую из нее координаты и вставляю в Fyrefly, который делает, что укажут: оптимизирует геометрич. структуру,вычисляет энергии МО, заселенности, колебат. спектры и пр. и пр. (см. документацию). затем выходной файл открываю в Craft, где можно полюбоваться своей структурой, посмотреть заряды, заселенности, вывести форму заданных МО, посмотреть их энергии, спектры (если были рассчитаны) и т.п. Craft-недорогая программа плюс у нее есть вполне жизнеспособная бесплатная версия, есть квантовики, которые только ею и пользуются. Вопрос лишь в том, чтобы иметь комп, соответствующий вашим объектам! Чтоб не рассчитывать по месяцу-два свои структуры (впрочем, кого-то и это устраивает за неимением лучшего - в т.ч. и меня). Никаких программистских навыков для создания входного файла не нужно. Координаты атомов можно вводить в форме zmt-матрицы, но если лень или структура большая или еще чего, то хватит и декартовых. Я ленивый и ввожу исключительно декартовы (беру из Craft, где делаю исходную структуру), это быстрее - но считает малость медленнее на этапе оптимизации. Начинать проще всего с запуска примеров, имеющихся в FF или попросить на форуме что-то подходящее дать для вашей конкретной задачи...

[amge]

... ввожу исключительно декартовы ..., это быстрее - но считает малость медленнее на этапе оптимизации.

А dlc в Firefly разве нет?
Если есть, то

Код: Выделить всё

 $contrl nzvar=xx $end
 $zmat   dlc=.true. auto=.true. $end

Оптимизация будет существенно (иногда в разы) быстрее, чем в декартовых.
Но потрудиться немного придется, а именно 3N-6 вычислить и на место xx подставить

[daria82]

Да, все это сложно и требует мощной машины. Ну хорошо. Допустим, программа может оптимизировать геометрию молекулы. А воспроизводится ли эта геометрия? Она действительно делает геометрию исходя из свойств атомов?

Вот пример: рисуешь в ChemBio (Ultra 3d) молекулу, запускаешь молекулярную динамику. Она ее покрутила-покрутила, и выдала: углы, длины связей. Вроде все супер.

Заново запускаешь динамику той же самой молекулы в этой программе - и она выдает совершенно новые углы и длины связей. То есть нет воспроизводимости. А как доверять данным, которые не воспроизводятся в одной и той же программе? Никак. А как насчет Firefly? Действительно ли она дает именно ту конформацию, которую, скажем, можно получить из ямр-спектра? Кто-нибудь проверял соответствие этих данных экспериментальным или справочным?

[daria82]

Chemcraft попробовала. Рисовать действительно очень просто, и делает красиво. А вот Firefly придется видимо ждать, когда ответит автор. Во всяком случае, интересно это попробовать.

[amge]

Вот пример: рисуешь в ChemBio (Ultra 3d) молекулу, запускаешь молекулярную динамику. Она ее покрутила-покрутила, и выдала: углы, длины связей. Вроде все супер.

Заново запускаешь динамику той же самой молекулы в этой программе - и она выдает совершенно новые углы и длины связей. То есть нет воспроизводимости. А как доверять данным, которые не воспроизводятся в одной и той же программе? Никак.

Молекулярная динамика служит для поиска устойчивых конформаций (конформеров). Поэтому естественно, что она выдает различные конформеры, иначе была бы не очень нужна. Найденные молекулярной динамикой структуры нужно оптимизировать далее, хотя бы молекулярной механикой, смотреть, где ниже энергия, и брать наиболее стабильный, если не стоит задача провести конформационный анализ. Молекулярная механика оптимизирует очень быстро, но более-менее правильная энергия (относительная по группе конформеров/изомеров) у нее получается, пожалуй только для углеводородов (да еще для аминокислот, наверное). Квантовая химия, особенно неэмпирическая, дает гораздо более точный результат, но и затраты времени несравненно больше.

[Marxist]

Молекулярная динамика служит для поиска устойчивых конформаций (конформеров).

Ну всё-таки не для этого она служит. Её можно для этого использовать по протоколу, описанному Вами. Но служит она скорее для сэмплинга конформационного пространства определённым способом.

[o-oxhem]

Товарищи! Как организовать в Firefly расчеты в базисах cc-pvdz, cc-pvtz и т.д.?

В оригинальной версии GAMESS это делается элементарно:
$BASIS GBASIS=ACCT $END
- и получаешь auc-cc-pVTZ.
Не предусмотрена, видимо, и существующая в GAMESS возможность создания пользовательского файла с описанием базисов (во всяком случае, в описании ввода такая опция отсутствует).
Остается только задавать базисы в явном виде. На самом деле, не такая уж неподъемная процедура.

Для FF существует программа FiCo http://classic.chem.msu.su/gran/gamess/FiCo.zip,
далее скачиваем библиотеки баз. наборов
http://classic.chem.msu.su/gran/gamess/pvxz.zip
Далее в .inp file, например, добавляем $BASIS EXTFIL=.T. GBASIS=cc-pvtz $END
Всё теперь есть сс-pVxZ баз. наб.