[发明专利]在高性能集群系统中安装材料物理类应用程序的方法

说明书

技术领域

本发明基本上涉及材料研究，更具体地来说，涉及一种在高性能集群系统中安装材料物理类应用程序的方法。

背景技术

材料物理学是材料科学与计算机科学的结合，是关于材料组成、结构、性能等利用计算机进行模拟与设计的学科。它涉及材料、物理、计算机、数学、化学等多门学科。在现代材料学领域中，计算机模拟已成为与实验室的实验具有同样重要地位的研究手段。

材料物理学涉及材料的各个方面，如不同层次的结构、各种性能等等，因此，有很多相应的计算方法。目前从理论计算方法上进行分类，可大致分成第一性原理方法（First-principles or ab initio）和半经验方法（Empirical or phenomenological）两类。一般来讲，半经验方法用于较复杂的，对称性低，多原子的物理系统。对这些系统以目前计算机的计算能力还不能用第一性原理的方法来研究。第一性原理计算方法所根据的是电子密度泛函数理论（Density Functional Theory,DFT）。在实际的计算中，常常使用局部电子密度近似法（Local Density Approximation,LDA），LDA带来的误差可以通过电子密度梯度（Gradient）及电子自我能量（Self-energy）等修正计算来补偿。第一性原理计算从计算方法上分又可分成几类，比如赝势（Pseudopotential）方法。这类方法又因基函数的选用不同分成波向量空间（G space）及实际空间（Real space）方法，前者的基函数是平面波（Plane waves）而后者的是球面波。使用平面波的方法中常用的有线性缀加平面波（Linear Augmented Plane Wave,LAPW）。另外，除了赝势方法，还有线性原子球轨道（Linear Muffin-Tin Orbited,LMTO）、Pseudofunetion（PSF）等方法。

目前常用的免费的计算材料程序包括abinit、aces3、bigdft、dft＋＋、elk、cp2k、cpmd、exciting、lmtart、madness、openmx、qbox、pwscf、siesta、yambo等。

通常材料物理类应用程序的安装部署都是手动执行，这种安装方式存在一些不足。

第一，程序编译、安装过程较为复杂，需人为设置的参数较多，手动安装操作繁琐，费时费力，如果对编译操作流程不熟悉，很容易出现错误。

第二，安装过程中需要针对不同的硬件平台和网络环境进行不同的参数配置，对操作系统、编译器、数学库、硬件系统和网络环境的不熟悉都会造成程序执行效率低下甚至是运行结果错误。

第三，程序安装成功后需要配置相应的环境变量，以方便用户使用，手动配置容易出错，应用程序种类多时，容易造成环境变量设置混乱、冲突。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种在高性能集群系统中安装材料物理类应用程序的方法，解决了如何提高安装高性能集群系统中安装材料物理类应用程序的效率的技术问题。

本发明提出了一种高性能计算集群材料物理类应用程序的一种自动安装方法。该应用程序实现多种材料物理类应用程序的自动化无人值守安装，包括abinit、aces3、bigdft、dft＋＋、elk、cp2k、cpmd、exciting、lmtart、madness、openmx、qbox、pwscf、siesta、yambo等。该程序在安装配置材料物理类应用程序前先自动检查依赖的其它程序环境；自动安装配置的过程中，根据高性能计算集群的网络环境进行配置参数调整和优化；安装完成后自动配置环境变量，并提供在集群系统中提交任务所需的脚本示例；整个安装过程中，动态提示安装进度，如果出现错误给出相应报错提示。

根据本发明的一个方面，提供了一种在高性能集群系统中安装材料物理类应用程序的方法，其特征在于，包括：步骤S1：载入所述材料物理类应用程序的环境变量；步骤S2：根据当前安装平台的系统类型和网络配置选择对应的安装方式和数学库；步骤S3：利用所述环境变量和所述数学库，通过所述安装方式安装所述材料物理类应用程序。

在所述方法中，在所述步骤S2之前，所述方法还包括：检查所述材料物理类应用程序的源程序是否存在和安装目标文件夹是否能够正常创建，如果是，则执行步骤S2。

在所述方法中，在所述步骤S2之前，所述方法还包括：获取当前安装平台的所述系统类型和所述网络配置。

在所述方法中，所述系统类型包括当前安装平台的操作系统版本和处理器类型。