材料模拟计算软件VASP
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程序的主要功能如下： 以平面波为基础的自洽赝势积分； 超软赝势； 实现全电子投影增强波（ＰＡＷ）方法，覆盖 了周期表中的所有元素； 局 域 密 度 近 似 （ Ｌ Ｄ Ａ ） 和 广 义 梯 度 近 似 （ＧＧＡ）； 自旋限制和自旋极化； 半相对论性和完全自旋轨道相对论性； 非共线磁力； 关联体系的ＬＤＡ （ＧＧＡ）＋Ｕ计算； 块状体系、表面、界面和分子（超单元结 构）； 总能量，力场和完全的压力张量； 格参数和原子位置的同时松弛； 从头计算性的分子动力学； 产生Ｍｏｎｋｈｏｒｓｔ－Ｐａｃｋ特殊Ｋ点； 在Ｋ空间中和拖尾效应（ｓｍｅａｒｉｎｇ）或四面 体方法（具有Ｂｌöｃｈｌ校正）结合；
１． 背景介绍
ＶＡＳＰ（Ｖｉｅｎｎａ Ａｂ－ｉｎｉｔｉｏ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｐａｃｋａｇｅ ）是使用 赝势和平面波基组，进行从头量子力学分子动力学 计算的软件包。直接购买的费用大约４万人民币。
ＶＡＳＰ的原型是Ｍｉｋｅ Ｐａｙｎｅ在ＭＩＴ开发的程序包。 这个程序包产生了两个分支，一个是ＶＡＳＰ，一个 是ＣＡＳＴＥＰ。当ＶＡＳＰ开始发展的时候，ＣＡＳＴＥＰ这个 名字还没有产生。１９８９年，Ｊｕｅｒｇｅｎ Ｈａｆｎｅｒ把ＶＡＳＰ的 原型代码从剑桥带回了维也纳，但ＶＡＳＰ的真正开 发是在１９９１年开始的。这个时候，ＣＡＳＴＥＰ实际上 已经进一步发展了很多，但是ＶＡＳＰ是基于１９８９年版 的ＣＡＳＴＥＰ开发的，这个版本的ＣＡＳＴＥＰ只支持局域 赝势和Ｃａｒ－Ｐａｒｒｉｎｅｌｌｏ型的急速下降算法。１９９５年， ＶＡＳＰ的名字被确定下来，并且成为一个稳定而通用 的从头计算工具。１９９６年，ＶＡＳＰ的ＦＯＲＴＲＡＮ ９０语 言版本出现，并且开始进行ＭＰＩ并行化。但是，开 始进行并行化工作的人，Ｊ．Ｍ． Ｈｏｌｅｎｄｅｒ，“抄袭”了 ＣＡＳＴＥＰ的通讯内核，从而引起了ＣＡＳＴＥＰ和ＶＡＳＰ的 纠纷。１９９７年１月，ＶＡＳＰ的并行化在英国完成。 １９９８年，ＶＡＳＰ的通讯内核被完全重写，以去除 ＣＡＳＴＥＰ的部分，这导致了ＶＡＳＰ对Ｔ３Ｄ／Ｔ３Ｅ通讯不再 特别有效率。１９９９年，投影增强波（ＰＡＷ）方法被 采用。目前，维也纳大学（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｖｉｅｎｎａ）Ｐｒｏｆ． Ｄｒ． Ｊｕｅｒｇｅｎ Ｈａｆｎｅｒ 和 Ｐｒｏｆ． Ｄｉｐｌ．Ｉｎｇ． Ｄｒ． Ｇｅｏｒｇ Ｋｒｅｓｓｅ 研 究组以及德国的Ｆｒｉｅｄｒｉｃｈ－Ｓｃｈｉｌｌｅｒ－Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ的Ｊüｒｇｅｎ Ｆｕｒｔｈｍüｌｌｅｒ研究组共同开发并发展ＶＡＳＰ。它是用赝 势平面波方法进行分子动力学模拟的软件包。与同 类的软件相比，它比较早的实现了超软赝势，计算 量相对于一般的模守恒赝势方法大为减少。ＶＡＳＰ加 入了对ＰＡＷ方法的支持，这使得ＶＡＳＰ的应用更为广 泛。
ｂ． ＰＯＴＣＡＲ 用于包含ＶＡＳＰ计算中使用的赝势。 ｃ． ＫＰＯＩＮＴＳ 用于包含 ｋ 点坐标和权重或者用 于创建ｋ点网格的网格尺寸。一般来说，ｋ点越密越 多，计算精度也越高，当然计算成本也越高。对于 ｋ点的需求，金属＞半导体＞绝缘体，不过，很多时候 主要还是受硬件限制。 ｄ． ＰＯＳＣＡＲ 用于包含晶格几何坐标和离子的位 置。 具体各个参数的说明可以查看ＶＡＳＰ使用手册。
５． 总结
ＶＡＳＰ广泛使用于材料模拟研究领域，它的代码 使用ＦＯＲＴＲＡＮ编写，具有良好的可读性，同时很方 便地进行代码的修改以及与其他代码相结合使用。 它的主要特点在于基组小适于第一行元素和过渡金 属，对于大体系（＜４０００ 价电子）计算快，支持断点 续算功能，但不能计算体系的动力学过程。
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参考文献： ［１］ ｈｔｔｐ：／／ｃｍｓ．ｍｐｉ．ｕｎｉｖｉｅ．ａｃ．ａｔ／ｖａｓｐ／ ［２］ 《上海超级计算中心科学计算软件集成应用环境》 上海超级计算中心 （２００６．７）
４．２ 建立作业提交脚本
科学计算应用软件系列介绍
上海超级计算中心的曙光４０００Ａ使用的是 ＰＬＡＴＦＯＲＭ公司的ＬＳＦ作业调度系统，因此需要建立 一个ＬＳＦ脚本文件来递交作业。递交的作业脚本例如 下：
ＡＰＰ＿ＮＡＭＥ＝”ｄｅｂｕｇ” ＮＰ＝４ ＮＰ＿ＰＥＲ＿ＮＯＤＥ＝４ ＲＵＮ＝”．／ｖａｓｐ” 输出文件主要在ＯＵＴＣＡＲ中。假定此脚本文件名 为ｖａｓｐ．ｌｓｆ， 用户可以自行取名。 第一行表示要运行的作业的队列为ｄｅｂｕｇ队列； 第二行表示需要的ＣＰＵ数目；第三行表示每个节点运 行４个ＣＰＵ；第四行是ＶＡＳＰ的可执行程序运行命令。 建立好作业提交脚本后（此处为ｖａｓｐ．ｌｓｆ），使用 ｂｓｕｂ ｖａｓｐ．ｌｓｆ命令进行提交．
插入＃ ａ． 用 ＃ 注 释 第 ５ ９ 和 第 ６ １ 行 的 Ｆ Ｃ ＝ ｐ ｇ ｆ ９ ０和
ＦＣＬ＝$（ＦＣ），因为这两个变量在下面还会被定义；
ｂ． 用＃注释第９１行的ＣＰＰ的定义，这个变量下 面还会被定义；
ｃ． 修 改 第 １ ０ ２ 行 的 Ｆ Ｆ Ｌ Ａ Ｇ Ｓ 的 定 义 ， 原 来为 ＦＦＬＡＧＳ ＝ －Ｍｆｒｅｅ －Ｍｘ，１１９，０ｘ２０００００，改成ＦＦＬＡＧＳ ＝ －Ｍｆｒｅｅ
科学计算应用软件系列介绍
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材料模拟计算软件ＶＡＳＰ
张 挺 上海超级计算中心 上海 ２０１２０３ ｔｚｈａｎｇ＠ｓｓｃ．ｎｅｔ．ｃｎ
摘要： ＶＡＳＰ的全称是“维也纳从头计算模拟包”。本文对ＶＡＳＰ的发展背景和程序使用方法做了
初步介绍，描述ＶＡＳＰ在上海超级计算中心曙光４０００Ａ上的移植过程，以及在曙光４０００Ａ上的使 用方法。
３．３ 软件的安装编译 ３．３．１ 拷 贝 ｖ ａ ｓ ｐ ． ｚ ｉ ｐ 到 自 己 的 安 装 目 录 ， 解 压 文
件： ｕｎｚｉｐ ｖａｓｐ．ｚｉｐ ３．３．２ 进入源文件目录： ｃｄ ｖａｓｐ／ｖａｓｐ４６／ｓｏｕｒｃｅ ３．３．３ 选择相应的Ｍａｋｅｆｉｌｅ，因为我们用的是ＰＧＩ
编译器和ＬＩＮＵＸ，所以选择ｍａｋｅｆｉｌｅ．ｌｉｎｕｘ＿ｐｇ： ｃｐ ｍａｋｅｆｉｌｅ．ｌｉｎｕｘ＿ｐｇ Ｍａｋｅｆｉｌｅ ３．３．４ 编辑Ｍａｋｅｆｉｌｅ： ｖｉ Ｍａｋｅｆｉｌｅ ３．３．５ 修改Ｍａｋｅｆｉｌｅ： 下文中所谓的用＃注释该行是指在该行的行首
ｄ． 修 改 第 １ １ １ 行 的 Ｏ Ｆ Ｌ Ａ Ｇ 的 定 义 ， 原 来为 ＯＦＬＡＧ ＝ －Ｏ２ －ｔｐ ｐ６，改成ＯＦＬＡＧ ＝ －Ｏ２ －ｔｐ ｋ８－ ６４，其中ｋ８－６４是针对Ｏｐｔｅｒｏｎ的编译优化选项；
ｅ． 修改第１２９和１３０行的关于ＡＴＬＡＳＨＯＭＥ和 ＢＬＡＳ的定义：
３．２ 上海超级计算中心曙光４０００Ａ软硬件环境 硬件环境：曙光４０００Ａ集群系统，每节点四路
Ｏｐｔｅｒｏｎ ８５０ ＣＰＵ、８Ｇ内存，Ｍｙｒｉｎｅｔ２０００互联计算网 络
操作系统：Ｔｕｒｂｏ Ｌｉｎｕｘ ８．０ 编译器： ＰＧＩ ６．０．８ 数学库： ＡＣＭＬ ３．０．０， ＳｃａＬＡＰＡＣＫ １．７， ＢＬＡＣＳ １．１ 通讯库： ＭＰＩＣＨ １．２．６＋ＧＭ２．１．２
２． 软件功能
ＶＡＳＰ中的方法基于有限温度下的局域密度近 似（用自由能作为变量）以及对每一分子动力学步 骤用有效矩阵对角方案和有效Ｐｕｌａｙ混合求解瞬时电 子基态。这些技术可以避免原始的Ｃａｒ－Ｐａｒｒｉｎｅｌｌｏ方 法存在的一切问题，而后者是基于电子、离子运动 方程同时积分的方法。离子和电子的相互作用超缓 （Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ）赝势（ＵＳ－ＰＰ）和投影扩充波（ＰＡＷ）方法两种 技术都可以相当程度地减少过渡金属或第一行元素 的每个原子所必需的平面波数量。力与张量可以用 ＶＡＳＰ很容易地计算，用于把原子衰减到其瞬时基态 中。
可直接注释掉，将ＢＬＡＳ改成自己需要的数学 库，例如
ＢＬＡＳ＝ ￣／ｌｉｂ／ｌｉｂａｃｍｌ３－０－０＿ｐｇｉ６４．ａ ｆ． 修改第１４２行关于ＬＡＰＡＣＫ的定义，如果使 用了ａｃｍｌ库，这行可注释掉，否则，用类似ＢＬＡＳ定 义的办法给出ＬＡＰＡＣＫ的定义 ｇ． 注释掉第１５０行关于ＬＩＢ的定义；注释掉第 １６７行关于ＦＦＴ３Ｄ；这些下面还会再定义 ｈ． 去 掉 第 ２ ０ ７ 行 和 第 ２ ０ ８ 行 的 注 释 ，将 ＦＣ＝ｍｐｉｆ７７改成ＦＣ＝ｍｐｉｆ９０ ｉ． 去 掉 第 ２ １ ７ 行 和 第 ２ １ ８ 行 的 注 释 ， 将－ ＤＣＡＣＨＥ＿ＳＩＺＥ＝２０００改成－ＤＣＡＣＨＥ＿ＳＩＺＥ＝１００００ ｊ． 修改第２２５行的ＢＬＡＣＳ的定义，比如改成 ＢＬＡＣＳ＝￣／ｌｉｂ／ｂｌａｃｓＦ７７ｉｎｉｔ＿ＭＰＩ－ＬＩＮＵＸ－０．ａ ￣／ｌｉｂ／ｂｌａｃｓ＿ ＭＰＩ－ＬＩＮＵＸ－０．ａ ￣／ｌｉｂ／ｂｌａｃｓＦ７７ｉｎｉｔ＿ＭＰＩ－ＬＩＮＵＸ－０．ａ ｋ． 注释掉第２２６行和第２２８行ＳＣＡ＿和ＳＣＡ的定 义，在第２３１行ＳＣＡ＝处给出ｓｃａｌａｐａｃｋ的定义，比 如：ＳＣＡ＝￣／ｌｉｂ／ｌｉｂｓｃａｌａｐａｃｋ．ａ ｌ． 去掉第２３７、２３８、２３９行的注释，将ＬＩＢ的定 义改成ＬＩＢ ＝ －Ｌ．．／ｖａｓｐ．４．ｌｉｂ －ｌｄｍｙ ．．／ｖａｓｐ．４．ｌｉｂ／ｌｉｎｐａｃｋ＿ ｄｏｕｂｌｅ．ｏ $（ＳＣＡ） $（ＢＬＡＣＳ） $（ＢＬＡＳ） ｍ． 去掉第２４３行ＦＦＴ３Ｄ定义处的注释 ３．３．６ 编译库文件： ｃｄ ．．／ ｖａｓｐ．４．ｌｉｂ ｒｍ －ｆ ＊．ｏ ｍａｋｅ －ｆ ｍａｋｅｆｉｌｅ．ｌｉｎｕｘ＿ｐｇ ３．３．７ 编译ＶＡＳＰ ｃｄ ．．／ｓｏｕｒｃｅ ｍａｋｅ 生成的可执行文件ｖａｓｐ位于ｓｏｕｒｃｅ目录下。
３．１ 安装的软硬件要求 硬件要求：支持超标量计算机、矢量计算机、
并 行 计 算 机 ； Ｐ Ｉ Ｉ 、 Ｐ Ｉ Ｉ Ｉ 、 Ｐ Ｉ Ｖ 和 Ａ ｔ ｈ ｌ ｏ ｎ 芯 片 的 Ｐ Ｃ ＬＩＮＵＸ也被支持
操作系统：ＬＩＮＵＸ 通讯库：ＭＰＩ 编译器：ＰＧＩ或ＩＮＴＥＬ的ＦＯＲＴＲＡＮ ９０编译器 数学库：ｂｌａｓ，ａｔｌａｓ，ＳｃａＬＡＰＡＣＫ，ＢＬＡＣＳ
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58
《高性能计算发展与应用》 ２００８年第一期 总第二十二期
带结构（自旋限制和自旋极化） 位点、自旋和态的部分波投影密度； 费米水平的部分态密度； 电荷密度和自旋密度； 轨道和轨道密度。
３． 移植和安装
ＶＡＳＰ 的源代码可以联系 Ｐｒｏｆ． Ｊüｒｇｅｎ Ｈａｆｎｅｒ （Ｊｕｅｒｇｅｎ．Ｈａｆｎｅｒ＠ｕｎｉｖｉｅ．ａｃ．ａｔ）获得最新的ＶＡＳＰ。下 文给出ＶＡＳＰ４．６．２６版的源代码在上海超级计算中心曙 光４０００Ａ集群上的安装过程。
４． 使用方法
使用ＶＡＳＰ进行计算，用户需要准备输入文件才 可以进行计算。
４．１ 建立输入文件 ＶＡＳＰ的输入文件主要有四个，分别为ＫＰＯＩＮＴＳ、
ＰＯＳＣＡＲ、ＰＯＴＣＡＲ和ＩＮＣＡＲ。还有一个控制在程序 运行过程中是否停止的输入文件ＳＴＯＰＣＡＲ，这个文 件不是必要的。
ａ． ＩＮＣＡＲ ＶＡＳＰ的主要输入文件，用于告诉 ＶＡＳＰ做什么和怎么做。ＩＮＣＡＲ里命令的输入没有 先后顺序，包含了大量参数，当然很多参数有默认 值，有些关键字之间是相关的，如ＰＲＥＣ和ＥＮＣＵＴ、 ＥＮＭＩＮ等，设置不小心的话关键字的数值之间可能 产生冲突，运行的时候会产生一些很奇怪的报错信 息。此外，如果在ｗｉｎ下写文件，然后导入 ｌｉｎｕｘ下有 时也会产生一些奇怪的错误。所以建议大家尽量在 ｌｉｎｕｘ下书写输入文件。
１． 背景介绍
ＶＡＳＰ（Ｖｉｅｎｎａ Ａｂ－ｉｎｉｔｉｏ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｐａｃｋａｇｅ ）是使用 赝势和平面波基组，进行从头量子力学分子动力学 计算的软件包。直接购买的费用大约４万人民币。
ＶＡＳＰ的原型是Ｍｉｋｅ Ｐａｙｎｅ在ＭＩＴ开发的程序包。 这个程序包产生了两个分支，一个是ＶＡＳＰ，一个 是ＣＡＳＴＥＰ。当ＶＡＳＰ开始发展的时候，ＣＡＳＴＥＰ这个 名字还没有产生。１９８９年，Ｊｕｅｒｇｅｎ Ｈａｆｎｅｒ把ＶＡＳＰ的 原型代码从剑桥带回了维也纳，但ＶＡＳＰ的真正开 发是在１９９１年开始的。这个时候，ＣＡＳＴＥＰ实际上 已经进一步发展了很多，但是ＶＡＳＰ是基于１９８９年版 的ＣＡＳＴＥＰ开发的，这个版本的ＣＡＳＴＥＰ只支持局域 赝势和Ｃａｒ－Ｐａｒｒｉｎｅｌｌｏ型的急速下降算法。１９９５年， ＶＡＳＰ的名字被确定下来，并且成为一个稳定而通用 的从头计算工具。１９９６年，ＶＡＳＰ的ＦＯＲＴＲＡＮ ９０语 言版本出现，并且开始进行ＭＰＩ并行化。但是，开 始进行并行化工作的人，Ｊ．Ｍ． Ｈｏｌｅｎｄｅｒ，“抄袭”了 ＣＡＳＴＥＰ的通讯内核，从而引起了ＣＡＳＴＥＰ和ＶＡＳＰ的 纠纷。１９９７年１月，ＶＡＳＰ的并行化在英国完成。 １９９８年，ＶＡＳＰ的通讯内核被完全重写，以去除 ＣＡＳＴＥＰ的部分，这导致了ＶＡＳＰ对Ｔ３Ｄ／Ｔ３Ｅ通讯不再 特别有效率。１９９９年，投影增强波（ＰＡＷ）方法被 采用。目前，维也纳大学（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｖｉｅｎｎａ）Ｐｒｏｆ． Ｄｒ． Ｊｕｅｒｇｅｎ Ｈａｆｎｅｒ 和 Ｐｒｏｆ． Ｄｉｐｌ．Ｉｎｇ． Ｄｒ． Ｇｅｏｒｇ Ｋｒｅｓｓｅ 研 究组以及德国的Ｆｒｉｅｄｒｉｃｈ－Ｓｃｈｉｌｌｅｒ－Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ的Ｊüｒｇｅｎ Ｆｕｒｔｈｍüｌｌｅｒ研究组共同开发并发展ＶＡＳＰ。它是用赝 势平面波方法进行分子动力学模拟的软件包。与同 类的软件相比，它比较早的实现了超软赝势，计算 量相对于一般的模守恒赝势方法大为减少。ＶＡＳＰ加 入了对ＰＡＷ方法的支持，这使得ＶＡＳＰ的应用更为广 泛。
ｂ． ＰＯＴＣＡＲ 用于包含ＶＡＳＰ计算中使用的赝势。 ｃ． ＫＰＯＩＮＴＳ 用于包含 ｋ 点坐标和权重或者用 于创建ｋ点网格的网格尺寸。一般来说，ｋ点越密越 多，计算精度也越高，当然计算成本也越高。对于 ｋ点的需求，金属＞半导体＞绝缘体，不过，很多时候 主要还是受硬件限制。 ｄ． ＰＯＳＣＡＲ 用于包含晶格几何坐标和离子的位 置。 具体各个参数的说明可以查看ＶＡＳＰ使用手册。
５． 总结
ＶＡＳＰ广泛使用于材料模拟研究领域，它的代码 使用ＦＯＲＴＲＡＮ编写，具有良好的可读性，同时很方 便地进行代码的修改以及与其他代码相结合使用。 它的主要特点在于基组小适于第一行元素和过渡金 属，对于大体系（＜４０００ 价电子）计算快，支持断点 续算功能，但不能计算体系的动力学过程。
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参考文献： ［１］ ｈｔｔｐ：／／ｃｍｓ．ｍｐｉ．ｕｎｉｖｉｅ．ａｃ．ａｔ／ｖａｓｐ／ ［２］ 《上海超级计算中心科学计算软件集成应用环境》 上海超级计算中心 （２００６．７）
４．２ 建立作业提交脚本
科学计算应用软件系列介绍
上海超级计算中心的曙光４０００Ａ使用的是 ＰＬＡＴＦＯＲＭ公司的ＬＳＦ作业调度系统，因此需要建立 一个ＬＳＦ脚本文件来递交作业。递交的作业脚本例如 下：
ＡＰＰ＿ＮＡＭＥ＝”ｄｅｂｕｇ” ＮＰ＝４ ＮＰ＿ＰＥＲ＿ＮＯＤＥ＝４ ＲＵＮ＝”．／ｖａｓｐ” 输出文件主要在ＯＵＴＣＡＲ中。假定此脚本文件名 为ｖａｓｐ．ｌｓｆ， 用户可以自行取名。 第一行表示要运行的作业的队列为ｄｅｂｕｇ队列； 第二行表示需要的ＣＰＵ数目；第三行表示每个节点运 行４个ＣＰＵ；第四行是ＶＡＳＰ的可执行程序运行命令。 建立好作业提交脚本后（此处为ｖａｓｐ．ｌｓｆ），使用 ｂｓｕｂ ｖａｓｐ．ｌｓｆ命令进行提交．
插入＃ ａ． 用 ＃ 注 释 第 ５ ９ 和 第 ６ １ 行 的 Ｆ Ｃ ＝ ｐ ｇ ｆ ９ ０和
ＦＣＬ＝$（ＦＣ），因为这两个变量在下面还会被定义；
ｂ． 用＃注释第９１行的ＣＰＰ的定义，这个变量下 面还会被定义；
ｃ． 修 改 第 １ ０ ２ 行 的 Ｆ Ｆ Ｌ Ａ Ｇ Ｓ 的 定 义 ， 原 来为 ＦＦＬＡＧＳ ＝ －Ｍｆｒｅｅ －Ｍｘ，１１９，０ｘ２０００００，改成ＦＦＬＡＧＳ ＝ －Ｍｆｒｅｅ
科学计算应用软件系列介绍
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材料模拟计算软件ＶＡＳＰ
张 挺 上海超级计算中心 上海 ２０１２０３ ｔｚｈａｎｇ＠ｓｓｃ．ｎｅｔ．ｃｎ
摘要： ＶＡＳＰ的全称是“维也纳从头计算模拟包”。本文对ＶＡＳＰ的发展背景和程序使用方法做了
初步介绍，描述ＶＡＳＰ在上海超级计算中心曙光４０００Ａ上的移植过程，以及在曙光４０００Ａ上的使 用方法。
３．３ 软件的安装编译 ３．３．１ 拷 贝 ｖ ａ ｓ ｐ ． ｚ ｉ ｐ 到 自 己 的 安 装 目 录 ， 解 压 文
件： ｕｎｚｉｐ ｖａｓｐ．ｚｉｐ ３．３．２ 进入源文件目录： ｃｄ ｖａｓｐ／ｖａｓｐ４６／ｓｏｕｒｃｅ ３．３．３ 选择相应的Ｍａｋｅｆｉｌｅ，因为我们用的是ＰＧＩ
编译器和ＬＩＮＵＸ，所以选择ｍａｋｅｆｉｌｅ．ｌｉｎｕｘ＿ｐｇ： ｃｐ ｍａｋｅｆｉｌｅ．ｌｉｎｕｘ＿ｐｇ Ｍａｋｅｆｉｌｅ ３．３．４ 编辑Ｍａｋｅｆｉｌｅ： ｖｉ Ｍａｋｅｆｉｌｅ ３．３．５ 修改Ｍａｋｅｆｉｌｅ： 下文中所谓的用＃注释该行是指在该行的行首
ｄ． 修 改 第 １ １ １ 行 的 Ｏ Ｆ Ｌ Ａ Ｇ 的 定 义 ， 原 来为 ＯＦＬＡＧ ＝ －Ｏ２ －ｔｐ ｐ６，改成ＯＦＬＡＧ ＝ －Ｏ２ －ｔｐ ｋ８－ ６４，其中ｋ８－６４是针对Ｏｐｔｅｒｏｎ的编译优化选项；
ｅ． 修改第１２９和１３０行的关于ＡＴＬＡＳＨＯＭＥ和 ＢＬＡＳ的定义：
３．２ 上海超级计算中心曙光４０００Ａ软硬件环境 硬件环境：曙光４０００Ａ集群系统，每节点四路
Ｏｐｔｅｒｏｎ ８５０ ＣＰＵ、８Ｇ内存，Ｍｙｒｉｎｅｔ２０００互联计算网 络
操作系统：Ｔｕｒｂｏ Ｌｉｎｕｘ ８．０ 编译器： ＰＧＩ ６．０．８ 数学库： ＡＣＭＬ ３．０．０， ＳｃａＬＡＰＡＣＫ １．７， ＢＬＡＣＳ １．１ 通讯库： ＭＰＩＣＨ １．２．６＋ＧＭ２．１．２
２． 软件功能
ＶＡＳＰ中的方法基于有限温度下的局域密度近 似（用自由能作为变量）以及对每一分子动力学步 骤用有效矩阵对角方案和有效Ｐｕｌａｙ混合求解瞬时电 子基态。这些技术可以避免原始的Ｃａｒ－Ｐａｒｒｉｎｅｌｌｏ方 法存在的一切问题，而后者是基于电子、离子运动 方程同时积分的方法。离子和电子的相互作用超缓 （Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ）赝势（ＵＳ－ＰＰ）和投影扩充波（ＰＡＷ）方法两种 技术都可以相当程度地减少过渡金属或第一行元素 的每个原子所必需的平面波数量。力与张量可以用 ＶＡＳＰ很容易地计算，用于把原子衰减到其瞬时基态 中。
可直接注释掉，将ＢＬＡＳ改成自己需要的数学 库，例如
ＢＬＡＳ＝ ￣／ｌｉｂ／ｌｉｂａｃｍｌ３－０－０＿ｐｇｉ６４．ａ ｆ． 修改第１４２行关于ＬＡＰＡＣＫ的定义，如果使 用了ａｃｍｌ库，这行可注释掉，否则，用类似ＢＬＡＳ定 义的办法给出ＬＡＰＡＣＫ的定义 ｇ． 注释掉第１５０行关于ＬＩＢ的定义；注释掉第 １６７行关于ＦＦＴ３Ｄ；这些下面还会再定义 ｈ． 去 掉 第 ２ ０ ７ 行 和 第 ２ ０ ８ 行 的 注 释 ，将 ＦＣ＝ｍｐｉｆ７７改成ＦＣ＝ｍｐｉｆ９０ ｉ． 去 掉 第 ２ １ ７ 行 和 第 ２ １ ８ 行 的 注 释 ， 将－ ＤＣＡＣＨＥ＿ＳＩＺＥ＝２０００改成－ＤＣＡＣＨＥ＿ＳＩＺＥ＝１００００ ｊ． 修改第２２５行的ＢＬＡＣＳ的定义，比如改成 ＢＬＡＣＳ＝￣／ｌｉｂ／ｂｌａｃｓＦ７７ｉｎｉｔ＿ＭＰＩ－ＬＩＮＵＸ－０．ａ ￣／ｌｉｂ／ｂｌａｃｓ＿ ＭＰＩ－ＬＩＮＵＸ－０．ａ ￣／ｌｉｂ／ｂｌａｃｓＦ７７ｉｎｉｔ＿ＭＰＩ－ＬＩＮＵＸ－０．ａ ｋ． 注释掉第２２６行和第２２８行ＳＣＡ＿和ＳＣＡ的定 义，在第２３１行ＳＣＡ＝处给出ｓｃａｌａｐａｃｋ的定义，比 如：ＳＣＡ＝￣／ｌｉｂ／ｌｉｂｓｃａｌａｐａｃｋ．ａ ｌ． 去掉第２３７、２３８、２３９行的注释，将ＬＩＢ的定 义改成ＬＩＢ ＝ －Ｌ．．／ｖａｓｐ．４．ｌｉｂ －ｌｄｍｙ ．．／ｖａｓｐ．４．ｌｉｂ／ｌｉｎｐａｃｋ＿ ｄｏｕｂｌｅ．ｏ $（ＳＣＡ） $（ＢＬＡＣＳ） $（ＢＬＡＳ） ｍ． 去掉第２４３行ＦＦＴ３Ｄ定义处的注释 ３．３．６ 编译库文件： ｃｄ ．．／ ｖａｓｐ．４．ｌｉｂ ｒｍ －ｆ ＊．ｏ ｍａｋｅ －ｆ ｍａｋｅｆｉｌｅ．ｌｉｎｕｘ＿ｐｇ ３．３．７ 编译ＶＡＳＰ ｃｄ ．．／ｓｏｕｒｃｅ ｍａｋｅ 生成的可执行文件ｖａｓｐ位于ｓｏｕｒｃｅ目录下。
３．１ 安装的软硬件要求 硬件要求：支持超标量计算机、矢量计算机、
并 行 计 算 机 ； Ｐ Ｉ Ｉ 、 Ｐ Ｉ Ｉ Ｉ 、 Ｐ Ｉ Ｖ 和 Ａ ｔ ｈ ｌ ｏ ｎ 芯 片 的 Ｐ Ｃ ＬＩＮＵＸ也被支持
操作系统：ＬＩＮＵＸ 通讯库：ＭＰＩ 编译器：ＰＧＩ或ＩＮＴＥＬ的ＦＯＲＴＲＡＮ ９０编译器 数学库：ｂｌａｓ，ａｔｌａｓ，ＳｃａＬＡＰＡＣＫ，ＢＬＡＣＳ
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58
《高性能计算发展与应用》 ２００８年第一期 总第二十二期
带结构（自旋限制和自旋极化） 位点、自旋和态的部分波投影密度； 费米水平的部分态密度； 电荷密度和自旋密度； 轨道和轨道密度。
３． 移植和安装
ＶＡＳＰ 的源代码可以联系 Ｐｒｏｆ． Ｊüｒｇｅｎ Ｈａｆｎｅｒ （Ｊｕｅｒｇｅｎ．Ｈａｆｎｅｒ＠ｕｎｉｖｉｅ．ａｃ．ａｔ）获得最新的ＶＡＳＰ。下 文给出ＶＡＳＰ４．６．２６版的源代码在上海超级计算中心曙 光４０００Ａ集群上的安装过程。
４． 使用方法
使用ＶＡＳＰ进行计算，用户需要准备输入文件才 可以进行计算。
４．１ 建立输入文件 ＶＡＳＰ的输入文件主要有四个，分别为ＫＰＯＩＮＴＳ、
ＰＯＳＣＡＲ、ＰＯＴＣＡＲ和ＩＮＣＡＲ。还有一个控制在程序 运行过程中是否停止的输入文件ＳＴＯＰＣＡＲ，这个文 件不是必要的。
ａ． ＩＮＣＡＲ ＶＡＳＰ的主要输入文件，用于告诉 ＶＡＳＰ做什么和怎么做。ＩＮＣＡＲ里命令的输入没有 先后顺序，包含了大量参数，当然很多参数有默认 值，有些关键字之间是相关的，如ＰＲＥＣ和ＥＮＣＵＴ、 ＥＮＭＩＮ等，设置不小心的话关键字的数值之间可能 产生冲突，运行的时候会产生一些很奇怪的报错信 息。此外，如果在ｗｉｎ下写文件，然后导入 ｌｉｎｕｘ下有 时也会产生一些奇怪的错误。所以建议大家尽量在 ｌｉｎｕｘ下书写输入文件。