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[交流]
【交流】gaussian03 UNIX运行
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gaussian03 运行 这一章讲述用于在UNIX计算机系统上运行Gaussian所需要的操作系统命令。对于其它操作系统的等效信息，见随程序一起的说明书。G03W运行简单，这里不再叙述。这一章假定程序已经像在第6章所讲的那样安装完毕。本章最后一部分列出了构成Gaussian 03程序的链接。 运行Gaussian包含以下步骤： l 创建描述Gaussian计算的输入文件。 l 指定各scratch文件的位置。 l 指定资源需求 l 以交互或批处理模式开始执行程序。 在这一章，我们假定已经创建了基本的Gaussian输入文件，我们的讨论将分析列表中的剩余三项。 指定scratch文件的操作和位置 Gaussian在计算过程中使用数个scratch文件。它们包括： l Checkpoint文件：name.chk l 读写文件：name.rwf l 双电子积分文件：name.int l 双电子积分的导数文件：name.d2e 默认情况下，这些文件由Gaussian处理进程的ID命名，并存储于由(UNIX)环境变量GAUSS_SCRDIR定义的scratch目录中。还可以在这个目录中察看name.inp形式的文件。这些是程序使用的内部输入文件。如果没有设置环境变量，则路径默认为Gaussian计算的当前工作目录。 这些文件在计算成功结束后默认删除。但是，你可能会希望保存checkpoint文件，用于以后其它的Gaussian计算任务，用于可视化程序，或者重新开始一个失败的计算，等等。这可以通过在Gaussian输入文件中使用%Chk命令，对checkpoint文件直接命名和/或为其提供路径来实现。例如： %Chk=water 这一位于输入文件开始的命令（位于计算执行路径之前，详见第3章），给出checkpoint文件的名称water.chk，覆盖通常产生的名称，使这个文件在任务结束后被保存。这样，这个文件就保留在当前目录中。但是，下面的命令将指定其它的目录位置和文件名： %Chk=/chem/scratch2/water 如果scratch文件目录的磁盘空间有限，但是系统有其它的磁盘空间可用，可以把scratch文件分割后存储到几个磁盘位置中。下面的命令可以定义其它scratch文件的名称和位置： %RWF=path 读写文件 %Int=path 积分文件 %D2E=path 积分导数文件 一般情况下，读写文件是最大的，所以经常为它指定其它位置。 跨磁盘分割scratch文件 对于在两个或更多磁盘（或文件系统中）上分割读写文件，积分文件，和/或积分导数文件，提供了可选的语法。下面是%RWF命令的语法： %RWF=loc1,size1,loc2,size2,… 其中的每个loc是目录位置或文件路径名，每一个size是该目录中文件片段的最大尺寸。Gaussian将对任何定义目录的loc自动产生唯一的文件名。在UNIX系统中，目录说明（不包含文件名）必须在末尾包含斜线“/”。 默认的尺寸以字节为单位；数值后可以接KB，MB或GB（中间不插入空格）分别表示KB，MB或GB，或接KW，MW或GW，分别表示千位，兆位或吉位。注意1 MB=10242位=1,048,576位（而不是1,000,000位）。 值-1接任何尺寸参数表示使用所有可用的空间，0值表示使用当前磁盘分区的空间。-1仅对最后指定的文件是有用的，在这种情况下是默认的。 例如，下面的指令把读写文件分割到三个磁盘中： %RWF=/Dalton/s0/,60MW,/scratch/,800MB,/temp/s0/my_job,-1 文件片段的最大尺寸分别是480 MB，800 MB，和无限制。Gaussian将对前两个片段产生文件名，第三个的名称给定为my_job。注意目录说明的末尾包含斜线。 由于目前UNIX设备的限制，使用-1需要当心，因为它可能把一个文件片段延伸，超过系统所有剩余的磁盘空间；它的另一个作用是防止使用保存在列表中的任何附加的文件片段。 保存和删除scratch文件 未命名的scratch文件在Gaussian计算结束后默认被删除，命名的则被保存。%NoSave命令可以用来改变这一默认约定。当在输入文件中包含这一指令时，指令出现在输入文件%NoSave以前的已命名scratch文件（以及所有未命名的scratch文件）将在计算后被删除。但是如果命名文件的%指令出现在%NoSave指令之后，文件将被保存。例如，下面的命令定义checkpoint文件名，以及读写文件的替代名称和目录位置，导致在Gaussian任务结束后只保存checkpoint文件： %RWF=/chem/scratch2/water 到这里为止的文件都被删除 %NoSave %Chk=water 到这里为止的文件都被保存 初始化文件 Gaussian系统包含初始化文件，设置用于运行程序的用户环境。这些文件是： $g03root/g03/bsd/g03.login C shell $g03root/g03/bsd/g03.profile Bourne shell 注意g03root环境变量必须由用户设置。因此对于Gaussian用户，习惯在.login或.profile文件中包含下面的命令： .login文件： setenv g03root 路径 source $g03root/g03/bsd/g03.login .profile文件： G03root=路径 export g03root . $g03root/g03/bsd/g03.profile 正确设置后，使用g03命令运行Gaussian 03（见下）。 控制内存使用 %Mem命令控制Gaussian使用的动态内存总量。默认使用6 MW。这可以通过n个双精度位改变，定义： %Mem=n 例如，下面的命令设置使用64 MB内存： %Mem=8000000 %Mem的值也可接KB，KW，MB，MW，GB或GW（中间不要插入空格）表示其它单位。例如，下面的命令同样设置使用64 MB动态内存： %Mem=64MB 对于非常大的直接SCF计算，需要分配的内存更大——至少3N3位，其中的N是基函数数量。如果可能的话，频率和包含f函数的后-SCF计算需要6 MW内存。对于大多数系统，中等尺寸（即，小于500个基函数的直接SCF）的计算使用6 MW以上的内存并不能改善运行。 警告：如果使用多于实际物理内存的内存总量，会使运行效率极差。 如果Gaussian用在很少物理内存的计算机上，使得默认的48 MB内存不可用，那么在安装时应当对默认算法和默认的内存分配进行设置。关于提高Gaussian效率的更多细节参见第4章。 在UNIX系统中运行Gaussian 一旦准备好所有的输入和设备说明，就可以准备运行程序了。Gaussian 03可以使用两种命令形式之一进行交互运行： G03 job-name 或 g98 在第一种形式中，程序从job-name.com读取输入，并把输出写到job-name.log中。当没有指定job-name时，程序从标准的键盘输入读取，并写到标准输出中，这可以使用通常的UNIX形式重新定位或用管道传递。和任何shell命令方式相同，使用&可以强制两种形式命令中的任何一种在后台运行。 脚本与Gaussian 运行Gaussian 03的脚本可以用几种方法创建（这些例子中我们使用C shell）。首先，像上面的g03命令可以包含在shell脚本中。第二，用<<结构，把Gaussian实际的输入包含在脚本中： #!/bin/csh G03 < %Chk=water #RHF/6-31G(d) water energy 0 1 O H 1 1.0 H 1 1.0 2 120.0 END echo “Job done.” 在接<<符号的字符串前，所有的行都看作是g03的输入命令。 最后，可以建立循环，依次运行几个Gaussian任务。例如，下面的脚本运行所有命令行参数指定的Gaussian输入文件，并把活动的日志文件保存到Status文件中： #!/bin/csh echo “Current Job Status:” > Status echo “Starting file $file at ‘date’ ” >> Status g98 < $file > $file:r.log echo “$file Done with status $status” >> Status end echo “All Done.” >> Status 下面更复杂的脚本可以从作为脚本命令行参数文件的部分输入中，创建即时的Gaussian输入文件。使用的文件缺少完整的计算执行路径；它们的计算执行路径简单地由#符号，或由包含用于分子体系的特殊关键字，但没有方法、基组或计算类型的#行构成。 脚本对每一个部分输入文件，创建一个两步的任务——Hartree-Fock优化之后是MP2单点能计算——都由脚本中的文字命令和脚本执行时指定的每个文件的内容构成。它通过使用Gaussian 03的@包含文件机制，来包含后者： #!/bin/csh echo “Current Job Status:” > Status foreach file ($argv) echo “Starting file $file at ‘date’ ” >> Status g03 << END> $file:r.log %Chk=$file:r # HF/6-31G(d) FOpt @$file/N --Link1— %Chk=$file:r %NoSave # MP2/6-31G(d,p) SP Guess=Read Geom=AllCheck END echo “$file Done with status $status” >> Status end # end of foreach echo “All Done.” >> Status 用NQS批处理 Gaussian可以使用UNIX系统支持的NQS批处理工具。初始化文件中定义的subg03命令可以把输入任务提交到批处理序列中。它的语法是： Subg03 序列名 任务名 [-scrdir dir1] [-exedir dir2] [-p n] 两个必需的参数是序列名和文件名。输入来自job-name.com，输出为job-namelog，与交互运行一样。NQS日志文件发送到job-name.batch-log。可选的参数-scrdir和-exedir分别用于代替默认的scratch和执行目录。其它参数来自NQS选项。特别是-p n可用于设置序列中优先为n。它在启动时优先计算（1是最低的），并不影响运行时间的优先权。 从交互方式提交NQS任务，需要创建类似于下面的文件（文件名为name.job）： # QSUB –r name –o name.out –eo # QSUB –lt 2000 –lT 2100 # QSUB –lm 7mw –lM 7mw g98 其中的name应当用实际计算使用的名称代替。第一行命名运行的任务，输出文件名，以及在输出文件中包含出错信息。不同的时间参数允许加入用于清除的任务控制（例如，如果事件超过运行时间限制，就保存checkpoint文件）。内存参数用于最初执行任务的时间安排，以及由程序确定动态内存的使用。 这个任务接下来使用以下的命令提交： $ qsub name.job 输出的文件将放在当前的工作目录。 Gaussian 03的链接 下面的表列出了Gaussian 03的构成程序——也就是所说的链接（link）——及其主要功能： 链接 功能 L0 初始化程序，控制占位 L1 处理计算执行路径，创建执行链接的列表，并初始化scratch文件 L101 读取标题和分子说明部分 L102 FP优化 L103 Berny优化到最小值和TS，STQN过渡态寻找 L105 MS优化 L106 力常数或偶极矩的数值微分，用以获得极化率或超极化率 L107 线性同步过渡(LST)的过渡态寻找 L108 势能曲面扫描 L109 Newton-Raphson优化 L110 能量的二阶数值微分产生频率 L111 能量的二阶数值微分，用以计算极化率和超极化率 L113 使用解析梯度进行EF优化 L114 EF数值优化(仅使用能量) L115 使用内反应坐标(IRC)追踪反应路径 L116 数值的自恰反应场(SCRF) L117 后-SCF SCRF L118 轨迹计算 L120 控制ONIOM计算 L121 ADMP计算 L122 平衡计算 L202 重新定位坐标，计算对称性，检查变量 L301 产生基组信息 L302 计算重叠积分，动能和势能积分 L303 计算多极积分 L308 计算偶极速率和Rx▽积分 L310 用简单方式计算spdf双电子积分 L311 计算sp双电子积分 L314 计算spdf双电子积分 L316 打印双电子积分 L319 对近似的自旋-轨道耦合计算单电子积分 L401 形成初始MO猜测 L402 进行半经验和分子力学计算 L405 初始化MCSCF计算 L502 迭代求解SCF方程(用于通常的UHF和ROHF，所有的直接方法，以及SCRF) L503 使用直接最小化迭代求解SCF方程 L506 进行ROHF或GVB-PP计算 L508 二次收敛SCF程序 L510 MC-SCF L601 布居数和相关的分析(包括多极矩) L602 单电子特性(势，场，和场梯度) L604 求解MO，或一个网格点的密度 L607 进行NBO分析 L608 非迭代DFT能量 L609 分子中的原子特性 L701 单电子积分一阶或二阶导数 L702 双电子积分一阶或二阶导数(sp) L703 双电子积分一阶或二阶导数(spdf) L716 处理优化和频率的信息 L801 双电子积分变换的初始化 L802 进行积分变换(对in-core方法是N3) L804 积分变换 L811 变换积分导数，并计算其对MP2二阶导数的贡献 L901 反对称化双电子积分 L902 确定Hartree-Fock波函的稳定性 L903 旧的in-core MP2 L905 复合的MP2 L906 半直接的MP2 L908 OVGF (闭壳层) L909 OVGF (开壳层) L913 计算后-SCF能量和梯度项 L914 CIS，RPA和Zindo激发能；SCF稳定性 L915 计算五阶的量(用于MP5，QCISD(TQ)和BD(TQ)) L916 旧的MP4和CCSD L918 重新优化波函 L1002 迭代求解CPHF方程；计算各种特性（包括NMR） L1003 迭代求解CP-MCSCF方程 L1014 计算解析的CIS二阶导数 L1101 计算单电子积分导数 L1102 计算偶极导数积分 L1110 双电子积分导数对Fock矩阵的贡献 L1111 2 PDM和后-SCF导数 L1112 MP2二阶导数 L9999 完成计算和输出 [ Last edited by cadick on 2009-12-12 at 00:14 ] |
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