ACES II и ACES III: Пакеты для Квантово-Химических Расчетов
ACES (computational chemistry)
ACES II: пакет для высокоточных квантово-химических расчетов ab initio. Методы многих тел, корреляция электронов, теория сцепленных кластеров. Разработка с 1990 г.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Aces II (Advanced Concepts in Electronic Structure Theory) – это программный пакет для квантово-химических расчетов, предназначенный для выполнения высокоточных ab initio вычислений. Его основное преимущество – точный расчет атомных и молекулярных энергий и свойств с использованием методов, основанных на теории многих тел, таких как теория возмущений многих тел (MBPT) и, в частности, методы сопряженных кластеров для учета электронной корреляции. Разработка ACES II началась в начале 1990 года в группе профессора Родни Дж. Бартлетта в Quantum Theory Project (QTP) Университета Флориды в Гейнсвилле. Там была осознана потребность в более эффективных кодах, и возникла идея создания совершенно нового программного пакета. В 1990 и 1991 годах Джон Ф. Стентон, Юрген Гаусс и Джон Д. Уоттс, в то время постдокторанты в группе Бартлетта, при поддержке нескольких студентов, написали основу того, что сейчас известно как программный пакет ACES II. Единственными компонентами, не требувшими нового кодирования, были пакеты для вычисления интегралов (пакет MOLECULE от J. Almlöf, пакет VPROP от P. R. Taylor и пакет производных интегралов ABACUS от T. Helgaker, P. Jorgensen, J. Olsen и H. J. Aa. Jensen). Последний был значительно модифицирован для адаптации к Aces II, в то время как остальные остались практически в исходном виде. В итоге, было разработано две различные версии программы. Первая поддерживалась группой Бартлетта в Университете Флориды, а вторая (известная как ACESII MAB) – группами в Техасском университете, Университете Майнца в Германии и ELTE в Будапеште, Венгрия. Последняя версия теперь называется CFOUR. Aces III – это параллельная реализация, выпущенная осенью 2008 года. Эта работа привела к определению новой архитектуры для масштабируемого параллельного программного обеспечения, названной архитектурой сверхинструкций. Проектирование и создание программного обеспечения разделено на две части:
Aces II (Advanced Concepts in Electronic Structure Theory) is an ab initio computational chemistry package for performing high level quantum chemical ab initio calculations. Its major strength is the accurate calculation of atomic and molecular energies as well as properties using many body techniques such as many body perturbation theory (MBPT) and, in particular coupled cluster techniques to treat electron correlation. The development of ACES II began in early 1990 in the group of Professor Rodney J. Bartlett at the Quantum Theory Project (QTP) of the University of Florida in Gainesville. There, the need for more efficient codes had been realized and the idea of writing an entirely new program package emerged. During 1990 and 1991 John F. Stanton, Jürgen Gauß, and John D. Watts, all of them at that time postdoctoral researchers in the Bartlett group, supported by a few students, wrote the backbone of what is now known as the ACES II program package. The only parts which were not new coding efforts were the integral packages (the MOLECULE package of J. Almlöf, the VPROP package of P. R. Taylor, and the integral derivative package ABACUS of T. Helgaker, P. Jorgensen J. Olsen, and H. J. Aa. Jensen). The latter was modified extensively for adaptation with Aces II, while the others remained very much in their original forms. Ultimately, two different versions of the program evolved. The first was maintained by the Bartlett group at the University of Florida, and the other (known as ACESII MAB) was maintained by groups at the University of Texas, Universitaet Mainz in Germany, and ELTE in Budapest, Hungary. The latter is now called CFOUR. Aces III is a parallel implementation that was released in the fall of 2008. The effort led to definition of a new architecture for scalable parallel software called the super instruction architecture. The design and creation of software is divided into two parts:
Алгоритмы кодируются на специализированном языке программирования, называемом языком ассемблера сверхинструкций или SIAL (произносится как "сейл" для удобства общения). Программы SIAL выполняются параллельной виртуальной машиной MPMD, называемой процессором сверхинструкций или SIP. Программа ACES III состоит из 580 000 строк кода SIAL, из которых 200 000 строк – комментарии, и 230 000 строк кода на C/C++ и Fortran, из которых 62 000 строк – комментарии. Последняя версия программы была выпущена 1 августа 2014 года.
The algorithms are coded in a domain specific language called super instruction assembly language or SIAL, pronounced "sail" for easy communication. The SIAL programs are executed by a MPMD parallel virtual machine called the super instruction processor or SIP. The ACES III program consists of 580,000 lines of SIAL code of which 200,000 lines are comments, and 230,000 lines of C/C++ and Fortran of which 62,000 lines are comments. The latest version of the program was released on August 1, 2014.