Вернуться к обычному виду

Пакеты прикладных программ

Abinit

Abinit - свободно распространяемое программное обеспечение, предназначенное для расчётов полной энергии, электронной плотности и т. д. систем электронов и ядер в рамках теории функционала плотности (DFT) с использованием базиса плоских волн и псевдопотенциалов. Поддерживает распараллеливание с использованием стандарта MPI (для систем с распределенной памятью) и технологии CUDA (для графических процессоров).

ABySS

ABySS (Assembly By Short Sequences) - сборщик геномных последовательностей (из коротких секвенированных фрагментов генома). В качестве основной структуры данных использует граф де Брюина. Параллельная версия сборщика реализована на основе стандарта MPI. 

AutoDock Vina

AutoDock Vina - популярная многопоточная программа с открытым исходным кодом для молекулярного докинга. Параллельный (MPI) вариант программы - VinaLC.

BEAST & BEAGLE

BEAST - кросс-платформенная программа  для байесовского анализа молекулярных последовательностей с использованием марковских цепей Монте Карло (MCMC). Распространяется по лицензии GNU Lesser General Public License. См. также BEAGLE - используемая совместно с BEAST высокопроизводительная библиотека базовых функций для проведения филогенетического анализа с применением графических процессоров.

BigDFT

BigDFT - программный пакет, позволяющий рассчитывать полную энергию, плотность заряда и электронную структуру систем электронов и ядер (молекул и периодических / кристаллических твердых тел) на основе теории функционала плотности (DFT) с помощью псевдопотенциалов и вейвлет базиса. Имеет поддержку графических процессоров (GPU) путем использования CUDA и OpenCL. Распространяется бесплатно по лицензии GNU GPL.

BLAST

BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) - семейство компьютерных программ, служащих для поиска гомологов белков или нуклеиновых кислот, для которых известна первичная структура (последовательность) или её фрагмент. Известны реализации BLAST для различных параллельных архитектур, например, mpiBLAST и GPU-Blast. См. также Blast2GO.

CARMA

CARMA (Characterizing Short Read Metagenomes) - свободно распространяемое программное обеспечение для таксономической классификации коротких геномных фрагментов, специально разработанное для анализа метагеномных данных, полученных с помощью высокопроизводительных секвенаторов, реализующих технологию пиросеквиноривания 454 Life Science. Допускает распараллеливание на множество независимых процессов.

ESPResSo

ESPResSo - универсальный программный пакет молекулярной динамики с открытым исходным кодом для моделирования полимеров, жидких кристаллов, биологических систем (в частности, ДНК и липидных мембран) и других. Использует стандарт MPI для распараллеливания.

Firefly

Firefly (прежнее название - PC-GAMESS) -один из самых популярных и высокопроизводительных пакетов вычислительной химии. Основное направление - расчет больших и сверхбольших молекулярных систем. Включает реализации основных вычислительных квантово-химических алгоритмов для современных процессорных архитектур и параллельных сред. Поддерживает стандарт MPI. Для работы с пакетом необходимо разрешение автора

GROMACS

GROMACS (GROningen MAchine for Chemical Simulations) - пакет молекулярной динамики с открытым исходным кодом для моделирования физико-химических процессов, в том числе динамики крупных молекулярных систем. GROMACS ориентирован на использование на высокопроизводительных вычислительных кластерах, обладает высоким уровнем масштабируемости. Имеет две параллельные реализации: с использованием MPI и POSIX threads. Из дополнительных возможностей – поддержка выполнения части вычислений на GPU. 

HMMER

HMMER - свободно-распространяемый программный пакет для поиска последовательностей в базах данных для гомологов белковых последовательностей, а также для их выравнивания. В основе алгоритмов пакета лежит теория скрытых марковских моделей, имитирующих работу процесса, похожего на марковский процесс с неизвестными параметрами, и задачей ставится разгадывание неизвестных параметров на основе наблюдаемых. Пакет имеет параллельную реализацию для кластеров MPI-HMMER и графических процессоров GPU-HMMER.

HOOMD-blue

HOOMD-blue (Highly Optimized Object-oriented Many-particle Dynamics - Blue edition) - пакет программ для моделирования процессов молекулярной динамики с использованием графических процессоров (GPU).

LAMMPS

LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator) свободно распространяемый программный пакет для решения задач молекулярной динамики. Может применяться для крупных расчетов (до десятков миллионов атомов). Поддерживает распараллеливание с использованием интерфейса MPI. Для части расчетов позволяет использовать графические процессоры (GPU).

MAKER 

MAKER – переносимый легко-настраиваемый программный конвейер для аннотации геномов. Поддерживает стандарт MPI для запуска на вычислительном кластере. Допускает бесплатное использование в научно-исследовательских целях.

ManySAT

ManySAT - многопоточный SAT-решатель, использующий вариации стандартного алгоритма DPLL (Davis–Putnam–Logemann–Loveland).

MiraXT

MiraXT - многопоточный SAT-решатель, предназначенный для использования потенциала многопроцессорных систем с общей памятью путем применения стандарта POSIX threads.

MrBayes 

MrBayes – набор алгоритмов филогенетического анализа и реконструкции предковых последовательностей с помощью байесовского метода. Предназначен для анализа разнородных данных. В анализ могут быть включены качественные и молекулярные (количественные) данные, аминокислотные и нуклеотидные последовательности, митохондриальные и ядерные гены одновременно. Поиск оптимального решения осуществляется с помощью связанных марковских цепей Монте Карло (MCMC). Поддерживает распараллеливание с использованием интерфейса MPI. Также имеет реализацию для графических процессоров - GPU MrBayes.

MUMmer

MUMmer - программная система с открытым исходным кодом для высокоскоростного выравнивания больших геномных последовательностей. Также используется для сборки геномов из фрагментов. Имеет параллельную реализацию для графических процессоров - MUMmerGPU.

NAMD

NAMD (NAnoscale Molecular Dynamics) - бесплатная программа для молекулярной динамики, написанная с использованием модели параллельного программирования Charm++, обладающей высокой эффективностью распараллеливания и часто используемой для симуляции больших систем (миллионы атомов). Программа поддерживает распараллеливание с использованием стандарта MPI и технологии CUDA.

NWChem

NWChem (New Wave Chemistry) – пакет программ для смешанного квантово-механического и молекулярно-динамического моделирования. Позволяет проводить расчеты геометрии молекулярных структур, расстояний между атомами, сил взаимодействия, свободных энергий поверхностей и др. . Оптимизирован для параллельного использования сотен и тысяч процессоров на основе стандарта MPI. Свободно распространяется под собственной лицензией в виде бинарных кодов и исходных текстов. 

Octopus

Octopus - программный пакет для расчета электронной структуры в рамках теорий функционала плотности (DFT и TDDTF). Использует для распараллеливания стандарты MPI и OpenMP, имеет поддержку графических процессоров (GPU) через OpenCL, может масштабироваться на десятки тысяч процессоров. 

OpenFOAM

OpenFOAM (Open Source Field Operation And Manipulation CFD ToolBox) - открытая интегрируемая платформа для численного моделирования задач механики сплошных сред.  Позволяет решать задачи гидродинамики ньютоновских и неньютоновских вязких жидкостей; задачи теплопроводности в твёрдом теле; задачи, связанные с деформацией расчётной сетки; сопряжённые задачи и многие другие. Поддерживаем распараллеливание в рамках моделей распределенной и общей памяти.

OpenMX

OpenMX (Open source package for Material eXplorer) – квантово-механический программный пакет для моделирования наноструктур, основанный на использовании теории функционала плотности (DFT) и псевдопотенциалов для известных типов атомов. Реализует различные технологии распараллеливания: MPI (для систем с распределенной памятью), OpenMP (для систем с общей памятью), MPI+OpenMP (гибридное). Распространение пакета и его исходных кодов соответствует лицензии GPLv2.

ORCA

ORCA - бесплатный (для научно-исследовательских целей) программный пакет для расчётов методами квантовой химии: ab initio, DFT, semiempirical SCF-MO. Параллельная реализация ORCA базируется на протоколе MPI.

PHYLIP

PHYLIP (PHYLogeny Inference Package) - свободно распространяемый пакет для построения и визуализации филогенетических деревьев. Доступна реализация пакета для MPI-кластеров: www.nrbsc.org/downloads/MPI-PHYLIP/

PMSat

PMSat - параллельная (MPI) версия Sat-решателя MiniSAT, предназначенного для решения задач выполнимости булевых формул.

Quantum ESPRESSO

Quantum ESPRESSO - мощный инструмент с открытым исходным кодом для энергетических расчетов многоэлектронных систем. Основан на использовании теории функционала плотности (DFT), плоских волн и псевдопотенциалов. Использует для распараллеливания стандарты MPI и OpenMP. Имеет реализацию с поддержкой графических процессоров (GPU).

Ray

Ray - свободно распространяемый сборщик геномных последовательностей для параллельного секвенирования ДНК. Поддерживает стандарт MPI.

SIESTA

SIESTA (Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms) - программный пакет для выполнения расчетов электронной структуры молекул и твердых тел и решения задач молекулярной динамики. Поддерживает распараллеливание с использованием стандарта MPI. Распространяется по академической лицензии.

SOAP

SOAP – пакет программ для комплексного анализа данных секвенирования. Включает SOAP3/GPU - инструмент для выравнивания коротких последовательностей с использованием графических процессоров (GPU). 

VASP

VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package) - квантово-механический программный комплекс для моделирования процессов в объеме и на поверхности твердых тел в рамках неэмпирических подходов с применением метода псевдопотенциала и базиса плоских волн. Хорошо масштабируется на параллельных компьютерах за счет использования MPI. Подразумевает обязательное лицензирование

Velvet

Velvet - свободно распространяемый многопоточный код сборщика геномных последовательностей из очень коротких секвенированных фрагментов генома.