´Cwiczenie # 0. Wst˛ep: Zaj˛ecia organizacyjne – praca w systemie

Ćwiczenie # 0.
Wst˛ep: Zaj˛ecia organizacyjne – praca w systemie Linux –
budowanie modeli czasteczek
˛
w programie MOLDEN
Pierwsze zaj˛ecia maja˛ charakter organizacyjny i techniczny. Przećwiczymy niektóre polecenia
systemu Unix / Linux, które moga˛ być przydatne przy wykonywaniu obliczeń i analizie wyników.
Nauczymy si˛e również wizualizować i budować struktury przestrzenne czasteczek.
˛
1. Zapoznaj si˛e z regulaminami oraz zasadami bezpiecznej pracy, dost˛epnymi na stronie WWW.
Jeśli jeszcze tego nie zrobiłeś, zmień hasło i zaloguj si˛e ponownie (należy zastosować mocne
hasło i zapami˛etać je lub przechowywać bezpiecznie!).
2. W dowolnym edytorze (np. nedit, gedit, emacs, vi) otwórz do edycji plik .bashrc (na
poczatku
˛ nazwy jest kropka), znajdujacy
˛ si˛e w twoim katalogu domowym. Np.:
nedit .bashrc &
Na końcu pliku .bashrc dopisz lini˛e o treści:
source /opt/chkm/vars
Zapisz plik i zamknij edytor. Nast˛epnie wykonaj komend˛e:
source .bashrc
Dzi˛eki temu uzyskasz dost˛ep do dodatkowych programów i skryptów, które b˛eda˛ nam potrzebne w trakcie tych i kolejnych ćwiczeń.
3. Wykonaj komend˛e
cp /opt/chkm/files/cw0.tar .
w celu skopiowania archiwum z plikami do swojego katalogu domowego.
Rozpakuj pobrane archiwum: tar -xf cw0.tar. Pojawi si˛e katalog cw0; wejdź do niego
(cd cw0) i wyświetl zawartość (ls). Znajdziesz tam dwa pliki, jeden zawiera struktur˛e pewnej czasteczki
˛
(.xyz), drugi to przykładowy plik wejściowy do programu Gaussian (.inp).
Zajmiemy si˛e nimi za chwil˛e.
4. W dowolnym edytorze tekstu utwórz plik tekstowy o treści „Ala ma kota...” (lub podobnej)
i zapisz go pod nazwa˛ przyklad.txt w katalogu cw0.
Wyświetl zawartość katalogu komenda˛ ls; powinieneś/powinnaś teraz zobaczyć 3 pliki.
Zmień nazw˛e pliku przyklad.txt na example.txt (komenda: mv przyklad.txt
example.txt). Wykonaj ponownie polecenie ls.
1
5. Wizualizacja struktur molekularnych. Obejrzyj zawartość pliku struct.xyz poleceniem
less struct.xyz. Czy rozumiesz, co jest zapisane w tym pliku? Nast˛epnie otwórz ten plik
w programie MOLDEN, wydajac
˛ polecenie
gmolden struct.xyz &
i obejrzyj model naszej czasteczki.
˛
Zmień reprezentacje atomów na kulki i pr˛ety (w menu
Draw mode: Solid→Ball and sticks). Włacz
˛ też numerowanie atomów (w menu Draw
mode: Label→Atom+number). Warto też poeksperymentować z przyciskami w okienku
Molden Control: Shade, Perspect. z grupy Draw Mode oraz In i Out z grupy Zoom.
Aby zakończyć program MOLDEN, kliknij na przycisk z ikona˛ „trupiej czaszki” (nie da si˛e
zamknać
˛ okna programu Molden w standardowy sposób!).
Nast˛epnie otwórz plik z ta˛ sama˛ struktura˛ w programie XYZViewer:
xyzviewer struct.xyz &
Zapisz obrazek prezentujacy
˛ nasza˛ struktur˛e (dost˛epne sa˛ m.in. formaty SVG, EPS – grafika
wektorowa oraz format PNG – mapa bitowa) i zamknij program XYZViewer
6. Uruchamianie obliczeń w programie Gaussian. Odszukaj plik test.inp i obejrzyj jego
zawartość; jest to przykładowy plik wejściowy do programu Gaussian. O znaczeniu poszczególnych sekcji w pliku wejściowym, budowaniu takich plików i interpretacji wyników obliczeń
dowiemy si˛e na kolejnych zaj˛eciach. W tej chwili chcemy wyłacznie
˛
przećwiczyć uruchamianie
obliczeń programem Gaussian.
Uruchom obliczenia programem Gaussian wydajac
˛ komend˛e:
rung09 test.inp &
Zwróć uwag˛e, że dzi˛eki znakowi „&” na końcu program uruchomił si˛e w tle i pracuje nie blokujac
˛ terminala (możemy wydawać kolejne komendy). Używaliśmy tego również w przypadku
programów graficznych gmolden i xyzviewer.
Wpisz komend˛e jobs, aby si˛e przekonać, że obliczenia programem Gaussian działaja˛ w tle.
Wykorzystaj też komend˛e top -U $USER, aby zobaczyć, że uruchomiony proces obliczeniowy rzeczywiście obcia˛ża procesor (aby wyjść z programu top wpisujemy: q[Enter]).
7. Załóżmy teraz, że rozmyśliliśmy si˛e i chcemy przerwać uruchomione przed chwila˛ obliczenia.
W tym celu możemy zabić proces poleceniem kill z argumentem b˛edacym
˛
nr naszego zadania. Number ten jest widoczny po wykonaniu polecenia jobs; np. jeśli wyniki tego polecenia
wyglada
˛ on tak
[1]+
Running
rung09 test.inp &
to numer naszego zadania wynosi 1. W celu zabicia zadania o (przykładowym) numerze 1
należy wykonać komend˛e:
kill %1
Sprawdź poleceniem ls, czy w wyniku obliczeń pojawiły si˛e nowe pliki w bieżacym
˛
katalogu. Powinien pojawić si˛e plik wynikowy programu Gaussian (rozszerzenie .log). Ponieważ
w tym przypadku plik ten jest bezwartościowy (obliczenia nie zostały ukończone), możesz go
spokojnie usunać
˛ wydajac
˛ komend˛e: rm test.log
2
8. Budowanie modeli czasteczek
˛
w programie MOLDEN.
Uruchom jeszcze raz program MOLDEN bez argumentów (gmolden &) i kliknij na przycisk
ZMAT Editor. Funkcja ta umożliwia zdefiniowanie geometrii czasteczki
˛
we współrz˛ednych
wewn˛etrznych (tzw. macierz Z, Z-matrix). Poj˛ecie odległości mi˛edzy atomami (A-B) i kata
˛
(A-B-C) mi˛edzy wiazaniami
˛
powinny być intuicyjnie jasne. Poj˛ecie kata
˛ dwuściennego (torsyjnego) ilustruje rysunek 1. Zbuduj w ZMAT Editor model czasteczki
˛
wody. Zapisz uzyskana˛
struktur˛e w formacie Z-matrix Gaussian (h2o.zmt) oraz w formacie XYZ (h2o.xyz). Poleceniem less obejrzyj zawartość uzyskanych plików tekstowych.
W podobny sposób zbuduj modele czasteczek:
˛
metanu, benzenu, metylobenzenu oraz 4-bromo1,2-dichloro-1-butenu; zapisujac
˛ każda˛ ze struktur w odpowiednim pliku XYZ.
9. Aby nieco uporzadkować
˛
zawartość naszego folderu, załóż podfolder o nazwie xyz i przenieś
do niego wszystkie pliki z rozszerzeniem .xyz (wśród nich zbudowane przed chwila˛ struktury
czasteczek):
˛
mv *.xyz xyz/
10. Na koniec utwórz skompresowane archiwum z zawartościa˛ naszego folderu cw0:
cd ..
tar -czf cw0.tgz cw0
i wyślij otrzymany plik (cw0.tgz) na adres mailowy: [email protected].
11. Sprawdź poleceniem quota pozostała,˛ dost˛epna˛ dla Ciebie ilość miejsca na dysku. Na dzień
dzisiejszy na pewno pozostaje dużo wolnego miejsca, ale w przyszłości może zajść konieczność
posprzatania
˛
(można dokonać kompresji lub przenieść gdzie indziej niektóre starsze pliki).
Rysunek 1: Definicja kata
˛ dwuściennego (torsyjnego) A–B–C–D. Jest to skierowany kat
˛ mi˛edzy
płaszczyznami A–B–C i B–C–D, mierzony jak na rysunku (patrzymy wzdłuż kierunku CB; C
z przodu). Zakres zmienności kata
˛ dwuściennego to (−180◦ , 180◦ ], ewentualnie [0◦ , 360◦ ). Uwaga:
przedstawione na rysunku odcinki łacz
˛ ace
˛ atomy moga,˛ ale niekoniecznie musza˛ pokrywać si˛e z wia˛
zaniami chemicznymi.
3
Quiz – komendy systemowe
Uzupełnij poniższa˛ tabel˛e, wpisujac
˛ odpowiednia˛ komend˛e systemowa˛ lub wyjaśniajac
˛ znaczenie
podanej komendy:
Komenda
Znaczenie
wyświetla zawartość bieżacego
˛
katalogu
cd chkm/
cd ..
przejście do folderu domowego
utworzenie folderu o nazwie cw7
cd cw8
uruchomienie obliczeń programem Gaussian
dla danych w pliku inputowym h2o.inp
less h2o.log
gmolden h2o.xyz &
cp opt.inp cw13/
przeniesienie pliku example.out do folderu eureka/
zmiana nazwy folderu eureka/ na pomylka/
rmdir pusty/
rm -r smieci/
usuni˛ecie pliku old.txt
top
wyświetli list˛e uruchomionych zadań wraz z numerami
wymuś zakończenie zadania o numerze %5
przerzuć zadanie %3 w tło
fg %3
utworzenie archiwum z zawartościa˛ folderu cw12/
quota
4