ابررایانه ی دانشگاه صنعتی شاهرود توسط گروه نانومحاسباتی NRTC راه اندازی شد. مرکز محاسباتی NRTC با سابقه ی آموزشی و پژوهشی فراوان خود در حوزه ی علوم محاسباتی و شبیه سازی به کمک تیم رایانه ای خود طی قراردادی اقدام به راه اندازی ابررایانه ی دانشگاه صنعتی شاهرود نموده است.نام این ابررایانه به افتخار حبیب‌اللّه صالحی ردیف‌دان و موسیقی‌دان شاهرودی انتخاب شد.

این گروه با توجه به شناخت دقیق از نرم افزارهای محاسباتی و شبیه سازی و آشنایی کامل با مسائل فنی کار با ابررایانه ها و با آگاهی کامل از نیاز کاربران، اقدام به نصب و پیکر بندی کلاستر دانشگاه شاهرود نموده و از اول مهرماه سال 1395 سرویس دهی این ابررایانه به دانشجویان دانشگاه صنعتی شاهرود آغاز شده است. ابررایانه ی دانشگاه صنعتی شاهرود با 15 گره محاسباتی در مجموع 240 هسته در حال حاضر پاسخگوی نیاز پردازشی دانشجویان این دانشگاه می باشد. با نصب برنامه های مدیریت منابع، ابررایانه ی مذکور تمام وقت و با تمام توان درحال پردازش اطلاعات بوده و برخلاف روش های قدیمی که به کاربرها یک گره محاسباتی مجزا اختصاص داده می شد، در روش جدید پروژه ی هر کاربر بصورت مجزا به کلاستر ارسال و توزیع آن بر روی کلاستر به وسیله ی نرم افزار مدیریت منابع انجام شده و در کوتاه ترین زمان ممکن خروجی برای کاربر ارسال می گردد. با این روند سرعت انجام پروژه ها چندین برابر افزایش یافته و بهره وری از ابررایانه به چندین برابر رسیده است.
برنامه های بسیاری در راستای افزایش هرچه بیشتر راندمان این ابررایانه و بهبود کیفیت خدمات دهی به دانشجویان و اساتید در دست اقدام است که اطلاعات آن به زودی در اختیار عموم قرار خواهد گرفت. اطلاعات بیشتر درباره ی این ابررایانه را می توانید در وبسایت دانشگاه صنعتی شاهرود و زیردامنه ی مربوط به جزئیات مربوط به نحوه ی استفاده از این ابررایانه مطالعه فرمایید.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit, sed diam nonummy nibh euismod tincidunt ut laoreet dolore magna aliquam erat volutpat. Ut wisi enim ad minim veniam, quis nostrud exerci tation ullamcorper suscipit lobortis nisl ut aliquip ex ea commodo consequat. Duis autem vel eum iriure dolor in hendrerit in vulputate velit esse molestie consequat, vel illum dolore eu feugiat nulla facilisis at vero eros et accumsan et iusto odio dignissim qui blandit praesent luptatum zzril delenit augue duis dolore te feugait nulla facilisi.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit, sed diam nonummy nibh euismod tincidunt ut laoreet dolore magna aliquam erat volutpat. Ut wisi enim ad minim veniam, quis nostrud exerci tation ullamcorper suscipit lobortis nisl ut aliquip ex ea commodo consequat. Duis autem vel eum iriure dolor in hendrerit in vulputate velit esse molestie consequat, vel illum dolore eu feugiat nulla facilisis at vero eros et accumsan et iusto odio dignissim qui blandit praesent luptatum zzril delenit augue duis dolore te feugait nulla facilisi.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit, sed diam nonummy nibh euismod tincidunt ut laoreet dolore magna aliquam erat volutpat. Ut wisi enim ad minim veniam, quis nostrud exerci tation ullamcorper suscipit lobortis nisl ut aliquip ex ea commodo consequat. Duis autem vel eum iriure dolor in hendrerit in vulputate velit esse molestie consequat, vel illum dolore eu feugiat nulla facilisis at vero eros et accumsan et iusto odio dignissim qui blandit praesent luptatum zzril delenit augue duis dolore te feugait nulla facilisi.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit, sed diam nonummy nibh euismod tincidunt ut laoreet dolore magna aliquam erat volutpat. Ut wisi enim ad minim veniam, quis nostrud exerci tation ullamcorper suscipit lobortis nisl ut aliquip ex ea commodo consequat. Duis autem vel eum iriure dolor in hendrerit in vulputate velit esse molestie consequat, vel illum dolore eu feugiat nulla facilisis at vero eros et accumsan et iusto odio dignissim qui blandit praesent luptatum zzril delenit augue duis dolore te feugait nulla facilisi.

Gaussian :

گوسین به وسیله جان پاپل(John Pople) در دانشگاه کارنگی ملون(Carnegie-Mellon) در دهه ی1970 نوشته شد. جان پاپل در سال 1998 برای گسترش شیوه های محاسباتی در شیمی کوانتومی جایزه نوبل دریافت کرد. بسیاری از نسخه های این برنامه و نیز تصحیحات آن به نرم افزاری تجاری تبدیل، و جزو دارایی شرکت گوسین شد. گوسین 09 (Gaussian09) در سال 2009 عرضه شد و جدیدترین نسخه در بین سری این برنامه ها می باشد، این نسخه در همان سال در کارگاه آموزشی گوسین در شهر اولم (Ulm) آلمان رونمایی شد.

با استفاده از قوانین پایه کلاسیک یا مکانیک کوانتوم، برنامه Gaussian، انرژی، ساختارهای مولکولی و فرکانس های ارتعاشی سیستم های اتمی یا مولکولی را پیش بینی می کند. و همچنین، ویژگی های مولکولی به دست آمده از انواع محاسبه های پایه را نیز در اختیار قرار می دهد. این ویژگی ها برای شیمیدان ها، مهندسان شیمی، فیزیکدان ها و دیگر دانشمندانی که در زمینه های درحال رشد و به روز پژوهش در بخش های موردعلاقه در شیمی کار می کنند، کاربرد دارد. این نرم افزار امکان انجام پژوهش های شیمی مجازی (Virtual chemistry) با هزینه ای منطقی و صرفه جویی در زمان آزمایش در آزمایشگاه را فراهم می کند.

گوسین قابلیت پیشگویی انواع ویژگی های مولکول و واكنش ها كه شامل موارد زیر می باشد را داراست:

   ۱-ارزیابی ویژگی های گوناگون تک الکترونی مانند تحلیل تجمع مالیکن، ممان های چندقطبی، تحلیل تجمع طبیعی، پتانسیل های الکترواستاتیک و بارهای به دست آمده از پتانسیل الکترواستاتیک با استفاده از روش های SCF، DFT، MP2، CI، CCD و QCISD.

   ۲-قطبش پذیری ها و فراقطبش پذیری ها با استفاده از روش های هارتری-فاک و DFT.

   ۳-تانسورهای پوشش NMR و مغناطیس پذیری مولکولی با استفاده از SCF، DFT، MP2.

   ۴-الکترون خواهی و پتانسیل های یونش

نرم افزار گوس ویو:

نرم افزار گوس ویو یک رابط (Interface) گرافیگی کمکی برای آماده سازی فایل های ورودی Gaussian است و برای بررسی گرافیکی فایل های خروجی که گوسین می سازد استفاده می گردد.
گوس ویو با مِدول های محاسباتی گوسین همبسته نمی شود اما یک پردازنده ی پیش از محاسبه و پس از محاسبه است که در استفاده از گوسین به ما کمک می کند. گوس ویو سه سودمندی اساسی را برای کاربران گوسین به همراه دارد:

   ۱-گوس ویو به وسیله امکانات تصویری پیشرفته این امکان را به کاربر می دهد که به سرعت حتی ساختار مولکول های بسیار بزرگ را رسم کند، سپس آنها را با عملکردهای ساده موس بچرخاند و حرکت بدهد یا آنها را درشت نمایی کند. همچنین با این نرم افزار می تواند فایل های استاندارد مولکولی مانند pdb را باز کند.

   ۲-آماده سازی و تنظیم بسیاری از انواع محاسبه های گوسین را آسان می سازد. این نرم افزار آماده سازی فایل های ورودی پیچیده را هم برای شیوه های معمول و هم برای محاسبه های پیشرفته ای مانند بهینه سازی های ONIOM، QST2/QST3، محاسبه های CASSCF، شرایط تناوبی مرزی یا PBC و بسیاری محاسبه های دیگر آسان می کند. همچنین اگر گوسین بر روی همان سیستمی که گوس ویو نصب شده است موجود باشد کاربر می تواند محاسبه-های گوسین را با آن آغاز کند.

   ۳-گوس ویو این امکان را به کاربر می دهد که نتایج محاسبه های گوناگون Gaussian را با استفاده از فن آوری های گرافیکی گوناگون بررسی کند. نتایجی که از فایل خروجی گوسین می توان به صورت گرافیکی دید به شرح زیر است:

      ۱-ساختار مولکول های بهینه شده
      ۲-اوربیتال مولکولی
      ۳-رویه های چگالی الکترونی به دست آمده از هر چگالی محاسبه شده
      ۴-رویه های خصوصیات مغناطیسی
      ۵-بارهای اتمی
      ۶-پویانمایی شیوه های نرمال فرکانس های ارتعاشی
      ۷-طیف های IR، Raman، VCD و طیف های دیگر
      ۸-پویانمایی بهینه سازی ساختارها، پیگیری مسیر واکنش IRC، اسکن رویه های انرژی پتانسیل و مسیر ADMP و BOMD
      ۹-رسم داده های انرژی کل و دیگر داده های از محاسباتی که شرح آنها در بالا گفته شد.

سرفصل کارگاه:

   ۱.معرفی لینوکس و نحوه کار کردن نرم افزار در محیط لینوکس
   ۲.معرفی نرم افزار گوسین و گوس ویو
   ۳.معرفی ورودی های نرم افزار
   ۴.تفسیر خروجی نرم افزار
   ۵.مجموعه بایه ها
   ۶.بیان مفهوم بهینه سازی(optimization)
   ۷.معرفی روش های محاسباتی
   ۸.معرفی خطاهای نرم افزار
   ۹.تفسیر خطا برهم نهی مجموعه بایه ها (BSSE)
   ۱۰.روش محاسباتی ONIOM
   ۱۱.بدست آوردن حالت گذار
   ۱۲.بدست آوردن اطلاعات ترموشیمی
   ۱۳.بدست آوردن انواع طیف ها

AMBER : بسته ی نرم افزاری AMBER، برای انجام شبیه سازی دینامیک مولکولی سیستم های بس ذره ای بر اساس معادلات حرکت نیوتن گسترش یافته است. از این نرم افزار بصورت گسترده در بررسی و شبیه سازی سیستم های زیستی استفاده می شود. کلمه AMBER مخفف کلمات زیر می باشد:
Assisted Model Building with Energy Refinement

این نرم افزار تحت سیستم عامل لینوکس قابل اجرا است. AMBER شامل دو بخش است: AmberTools (که به صورت رایگان در دسترس است) و Amber ( که دارای Licence می باشد). AmberTools را می توان بدون Amber استفاده کرد، اما حالت عکس آن امکان پذیر نیست. برای انجام تمام مراحل یک شبیه سازی دینامیک مولکولی، هر دوی Amber و AmberTools مورد نیاز هستند. AmberTools از چندین بسته نرم افزاری مستقل مانند NAB, Antechamber, LEaP, pbsa, ptraj تشکیل شده است. تفاوت عمده میان Amber و AmberTools در آن است که AmberTools برنامه Sander را شامل نمی شود. Sander مهم ترین برنامه برای انجام شبیه سازی دینامیک مولکولی در Amber است. یکی از مزایای مهم AMBER نسبت به سایر نرم افزارهای شبیه سازی دینامیک مولکولی، وجود برنامه Antechamber در آن است. اگر سیستم مورد مطالعه دارای building block هایی باشد که در میدان نیروهای پیش فرض در Amber موجود نباشند، می توان فایل های مورد نیاز میدان نیرو را با استفاده از برنامه Antechamber تولید کرد.
پس از ایجاد ساختار اولیه سیستم مورد نظر و انتخاب شرایط شبیه سازی و میدان نیرو، که قلب هر شبیه سازی دینامیک مولکولی می باشد، سیستم به سطح حداقلی از انرژی رسانده می شود و بعد از مرحله تعادل رسانی، از سیستم مورد نظر نمونه-برداری می شود. در نهایت فایل مسیر (trajectory) حاصل می شود. عمده پارامترها از تجزیه و تحلیل فایل مسیر به دست می آیند.
قابلیت های AMBER

فایل مسیر در هر شبیه سازی شامل موقعیت، سرعت و شتاب تک تک اتم های سازنده سیستم است. از تجزیه و تحلیل فایل مسیر حاصل از شبیه سازی می توان موارد زیر را محاسبه کرد:

   1)انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل و انرژی کل سیستم
2)دما، فشار، دانسیته
3)Root Mean Square Deviation
4)Root Mean Square Fluctuation
5)Radial Distribution Function
6)Radius of Gyration
7)محاسبه ساختار متوسط در کل مسیر شبیه سازی
8)ساختار دوم پروتئین (dssp)
9)آنالیز پیوندهای هیدروژنی
10)انرژی آزاد به روش Thermodynamic Integration و MM_PBSA
11)محاسبه ضریب نفوذ از طریق میانگین مربع جابجایی ها
12)تحول زمانی فاصله میان مرکز جرم دو گروه در سیستم
13)محاسبه زوایا و دای هدرال ها
14)افت و خیز موقعیت اتم ها
15)محاسبه تعداد contact ها در فاصله قطع معین
16)تعیین لایه های اول و دوم حلالپوشی با شمارش تعداد مولکول های آب در فاصله معینی از دیگر اتم ها

*** در برخی از موارد می توان فایل مسیر حاصل از نرم افزار امبر را به عنوان ورودی برای برنامه های دیگر (3DNA و Curves) استفاده کرده و پارامترهای دیگری مانند پارامترهای پیچشی در DNA را بدست آورد.
دوره ی آموزشی AMBER

مباحث آموزش داده شده در این دوره به شرح زیر می باشد:

  1.معرفی سیستم عامل لینوکس
2.اجرای دستورات پر کاربرد لینوکس
3.اهمیت و جایگاه شیمی محاسباتی : دینامیک مولکولی
4.آشنایی با مبانی نظری دینامیک مولکولی ( میدان نیرو، شرایط مرزی متناوب، گام زمانی و شعاع قطع)
5.نصب نرم افزار AMBER
6.انواع میدان نیرو، نحوه انتخاب میدان نیرو و آشنایی با فایل های سازنده یک میدان نیروی نوعی
7.آماده‏ سازی فایل‏های ورودی‏ (فایل های ساختاری pdb) برای استفاده در AMBER
8.بررسی شرایط انجام شبیه سازی (دما، فشار، زمان، …) و انجام تنظیمات اولیه (فایل های in)
9.آشنایی با محیط نرم افزار AMBER و بخش های مختلف آن (LEaP, Antechamber, Sander)
10.انجام شبیه سازی دینامیک مولکولی یک سیستم ساده زیستی:
الف. ایجاد جعبه شبیه سازی برای ساختار مورد نظر و حلال پوشی آن
ب. حداقل رسانی انرژی، تعادل رسانی ساختار مورد مطالعه، بررسی خواص کنترلی و نمونه برداری
11.تجزیه و تحلیل نتایج حاصل از شبیه سازی دینامیک مولکولی
12.آشنایی با نرم افزار کمکی VMD جهت بررسی شماتیک فایل مسیر (trajectory) و فایل های ساختاری (inpcrd و pdb) مرتبط با ساختار مورد مطالعه
13.استفاده از Antechamber برای تهیه فایل های میدان نیروی یک لیگاند یا دارو

{tab توضیحات}

ورود اطلاعات

{tab مشخصات}

ورود اطلاعات