|
|
Пакеты прикладных программ, рекомендуемые к использованию
Химия и науки о материалах
| Наименование | Версия | Описание | Поддержка технологий параллельного программирования | Лицензия | Презентации |
| ABINIT | 8.10.2 | Программный пакет для расчетов оптических, механических, вибрационных и других наблюдаемых свойств материалов, основанный на использовании теории функционала плотности (DFT), базиса плоских волн и псевдопотенциалов. | MPI,
OpenMP,
CUDA | GNU GPL | PDF |
| BigDFT | 1.8.3 | Программный пакет, позволяющий рассчитывать полную энергию, плотность заряда и электронную структуру систем электронов и ядер (молекул и периодических / кристаллических твердых тел). Основан на применении теории функционала плотности (DFT), псевдопотенциалов и вейвлет-базиса. | MPI,
OpenMP,
CUDA | GNU GPL | PDF |
| CP2K | 6.1 | Программный пакет для моделирования атомных и молекулярных взаимодействий в твердотельных, жидких, биологических и других системах. Базируется на использовании теории функционала плотности (DFT), смешанного GPW-подхода (Gaussian and plane waves), классических парных и многочастичных потенциалов и др. | MPI,
OpenMP,
CUDA | GNU GPL | PDF1
PDF2
PDF3 |
| CPMD | 4.3 | Car-Parrinello Molecular Dynamics – программный пакет молекулярной динамики, построенный на реализации теории функционала плотности (DFT) с использованием плоских волн и псевдопотенциалов. | MPI,
OpenMP | По ссылке | PDF |
| Dalton / LSDalton | 2018.1/
2016.3 | Программы квантовой химии для расчетов свойств молекул различными: методами DFT (Density Functional Theory), HF (Hartree-Fock), MCSCF (Multi-configurational Self-Consistent Field), СС (Coupled Cluster). | MPI,
OpenMP (LSDalton only),
CUDA (LSDalton only) | GNU LGPL | |
| Elk | 5.2.14 | Программный код для определения свойств кристаллических твердых тел методом FP-LAPW (Full-Potential Linearised Augmented-Plane Wave) теории функционала плотности. | MPI,
OpenMP | GNU GPL / LGPL | |
| ESPResSo | 4.0.1 | Extensible Software Package for Research on Soft Matter – программный пакет молекулярной динамики для моделирования полимеров, жидких кристаллов, биологических систем (в частности, ДНК и липидных мембран) и других. | MPI,
CUDA (частично) | GNU GPL | |
| Firefly | 8.2.0 | Firefly (прежнее название - PC-GAMESS) – высокопроизводительный пакет вычислительной химии для определения строения отдельных молекул, молекулярных ассоциатов или фрагментов твердых тел, описания механизмов химических реакций на молекулярном уровне. Реализует методы теории функционала плотности (DFT), метод Хартри-Фока, обобщенный метод валентных связей (GVB), многоконфигурационное самосогласованное поле (MCSCF). | MPI,
CUDA (частично) | По ссылке | |
| FLEUR | 0.27.3 | Программный пакет для расчета свойств твердых тел. Основан на методе FP-LAPW (Full-Potential Linearised Augmented-Plane Wave) теории функционала плотности. | MPI,
OpenMP | По ссылке | |
| GAMESS-US | Sept 30th, 2017 | The General Atomic and Molecular Electronic Structure System – программный пакет, позволяющий рассчитывать энергию, геометрию и структуры молекул, частоты их колебаний, а также разнообразные свойства молекул в газовой фазе и в растворе, как в основном, так и в возбужденных состояниях. | MPI,
OpenMP,
CUDA | По ссылке | |
| GROMACS | 2019 | GROningen MAchine for Chemical Simulations – универсальный пакет молекулярной динамики для моделирования физико-химических процессов, в том числе динамики крупных молекулярных систем. | MPI,
CUDA | GNU LGPL | PDF1
PDF2
PDF3 |
| GULP | 5.1 | General Utility for Lattice Program – программа для выполнения различных видов моделирования материалов с использованием граничных условий 0-D (молекулы и кластеры), 1-D (полимеры), 2-D (поверхности, плиты и границы зерен), 3-D (периодические твердые тела). Основное внимание уделяется аналитическим решениям на основе исследования динамики решетки. | MPI | По ссылке | |
| LAMMPS | 12 Dec 2018 | Large-scale Atomic / Molecular Massively Parallel Simulator – программный пакет для решения задач молекулярной динамики. Позволяет моделировать атомные, полимерные, биологические, металлические, гранулированные и крупнозернистые системы, используя различные силовые поля и граничные условия. | MPI,
OpenMP,
CUDA | GNU GPL | PDF1
PDF2
PDF3 |
| Molcas / OpenMolcas | 8.2 | Программа вычислительной химии для ab initio расчетов. | MPI,
OpenMP,
CUDA | По ссылке | |
| MPB | 1.7.0 | MIT Photonic Bands - программный пакет для вычисления зонных структур, дисперсионных соотношений и электромагнитных режимов периодических диэлектрических структур. | MPI,
OpenMP | GNU GPL | |
| NAMD | 2.13 | NAnoscale Molecular Dynamics – пакет программ молекулярной динамики для высокопроизводительного моделирования больших биомолекулярных систем. | MPI,
OpenMP,
CUDA | По ссылке | PDF1
PDF2 |
| NWChem | 6.8.1 | 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. | MPI,
CUDA | ECL 2.0 | PDF |
| Octopus | 8.4 | Программный пакет для расчетов электронных структур методами ab initio в рамках теорий функционала плотности (DFT, TDDTF). | MPI,
OpenMP,
CUDA | GNU GPL | PDF |
| OpenMX | 3.8.5 | 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. | MPI,
OpenMP | GNU GPL | PDF |
| ORCA | 4.1.1 | Программный пакет квантовой химии для расчетов электронных структур различными методами (DFT, Coupled Cluster, semiempirical SCF-MO, …). Основным объектом исследования являются крупные молекулы и комплексы переходных металлов, их спектроскопические свойства. | MPI | По ссылке | |
| PROPhet | | PROPerty Prophet - код для интеграции методов машинного обучения с первопринципными подходами квантовой химии. Имеет встроенный интерфейс для LAMMPS. | MPI | GNU GPL | |
| Quantum ESPRESSO | 6.4 | Пакет программ для расчетов электронных структур и моделирования материалов на уровне nanoscale. Основан на использовании теории функционала плотности (DFT), плоских волн и псевдопотенциалов. | MPI,
OpenMP,
CUDA | GNU GPL | PDF |
| SIESTA | 4.0.2 | Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms – программный пакет для расчетов электронных структур и моделирования молекул и твердых тел методами из первых принципов. | MPI,
OpenMP | GNU GPL | |
| VASP | 5.4.4 | Vienna Ab-initio Simulation Package – квантово-механический программный комплекс для моделирования процессов в объеме и на поверхности твердых тел в рамках неэмпирических подходов, основанных на применении функционалов плотности, периодических граничных условий с базисами на плоских волнах. | MPI,
OpenMP,
CUDA | По ссылке | PDF |
| Wannier90 | 3.0.0 | Код для генерации максимально локализованных функций Ванье и использования их для вычисления электронных свойств материалов. Интерфейс для Wannier90 реализован в пакетах ABINIT, FLEUR, OpenMX, Quantum ESPRESSO, SIESTA, WIEN2K, VASP и других. | MPI | GNU GPL | |
| WIEN2K | 18.2 | Программный пакет для расчетов электронной структуры твердых тел с использованием теории функционала плотности (DFT) на основе метода LAPW (The Linearized Augmented Plane Wave). | MPI | По ссылке | |
Биология и науки о жизни
| Наименование | Версия | Описание | Поддержка технологий параллельного программирования | Лицензия | Презентации |
| ABySS | 2.1.5 | Assembly By Short Sequences – параллельный сборщик геномных последовательностей (из коротких секвенированных фрагментов генома). В качестве основной структуры данных использует граф де Брюйна. | MPI,
OpenMP,
CUDA | GNU GPL | PDF |
| BEAST | 1.10.4 | Bayesian Evolutionary AnalysisS ampling Trees – кросс-платформенная программа для байесовского анализа молекулярных последовательностей с использованием методов Монте-Карло в Марковских цепях (MCMC). Используется совместно с BEAGLE – высокопроизводительной библиотекой базовых функций для проведения филогенетического анализа в т.ч. с применением графических процессоров. | MPI,
CUDA | GNU LGPL | |
| BLAST+ | 2.8.1 | Basic Local Alignment Search Tool – семейство 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, в частности, mpiBLAST, ScalaBlast и GPU-Blast. См. также Blast2GO | MPI,
OpenMP,
CUDA | Public Domain | |
| HMMER | 3.2.1 | Программный пакет для поиска в базах данных гомологов белковых последовательностей, а также для их выравнивания. Реализует методы на основе вероятностных моделей, т.н. профилей скрытых Марковских моделей (Hidden Markov Models, HMM). | MPI | BSD 3-Clause | |
| IQtree | 1.6.10 | Стохастический алгоритм построения филогенетических деревьев на основе максимальной вероятности. | MPI,
OpenMP | GNU GPL | |
| jMODEtest2 | 2.1.10 | Инструмент для статистического выбора наиболее подходящих моделей замещения нуклеотидов. | MPI | GNU GPL | |
| MAKER | 2.31.10 | Программный конвейер для аннотации геномов. Используется для de novo аннотации секвенированных геномов, обновления существующих аннотаций, комбинирования. | MPI | GNU GPL | |
| Migrate | 4.4.0 | Приложение, позволяющее оценивать эффективную численность популяций, динамику миграционных потоков между популяциями. Использует метод максимального правдоподобия или байесовский вывод для комплексной оценки множества параметров. | MPI | MIT License | |
| mothur | 1.41.3 | Программный пакет для обработки данных биоинформатики, в т.ч. для анализа микробных сообществ. Использует данные, получаемые различными методами секвенирования ДНК, включая 454 pyrosequencing. | MPI | GNU GPL | |
| MPI-PHYLIP |
| Параллельная реализация популярного пакета для построения и визуализации филогенетических деревьев PHYLIP (PHYLogeny Inference Package). | MPI | | |
| MrBayes | 3.2.7a | Набор алгоритмов филогенетического анализа и реконструкции предковых последовательностей с помощью байесовского метода. В анализ могут быть включены качественные и молекулярные (количественные) данные, аминокислотные и нуклеотидные последовательности, митохондриальные и ядерные гены одновременно. Поиск оптимального решения идет с помощью связанных марковских цепей Монте-Карло. Поддерживает работу с библиотекой BEAGLE. Имеет реализацию для графических процессоров - GPU MrBayes. | MPI,
CUDA | GNU GPL | PDF |
| pBWA |
| Parallel Burrows-Wheeler Aligner – параллельная реализация популярного программного пакета BWA для картирования коротких прочтений на большие референсные геномы (такие как, например, геном человека). В основе алгоритмов BWA лежит преобразование Барроуза-Уилера, суффиксные массивы и алгоритм выравнивания Смита-Ватермана. | MPI,
OpenMP | GNU GPL, MIT License | |
| RAxML | 8.2.12 | Параллельный алгоритм филогенетического анализа с помощью метода максимального правдоподобия. | MPI,
OpenMP | GNU GPL | |
| Ray | 2.3.1 | Параллельный сборщик геномных последовательностей. | MPI | GNU GPL | |
| VinaLC | 1.1.2 | Параллельная реализация популярной программы молекулярного докинга AutoDock Vina. См. также VinaMPI. | MPI | Apache License 2.0 | |
Физика и науки о космосе
| Наименование | Версия | Описание | Поддержка технологий параллельного программирования | Лицензия | Презентации |
| CORSIKA | 7.6900 | COsmic Ray SImulations for KAscade – программный пакет для моделирования широких атмосферных ливней (ШАЛ), инициированных космическими лучами (потоками заряженных частиц высокой энергии). Включает модуль CoREAS – для расчета радиоизлучения ШАЛ. | MPI | По ссылке | |
| FBPIC | 0.11.0 | Fourier-Bessel Particle-In-Cell – код для физики релятивистской плазмы, основанный на методе частиц в ячейках. | MPI,
CUDA | По ссылке | |
| Geant4 | 10.5 | GEometry ANd Tracking – инструментарий для моделирования прохождения элементарных частиц через вещество с использованием методов Монте-Карло. | MPI | По ссылке | PDF |
| LCODE | 2.6.8 | Параллельный код для моделирования ультрарелятивистских пучков в плазме. Ориентирован на анализ коллективных пучково-плазменных эффектов в перспективных ускорителях высоких энергий. | MPI | | |
| Warp | 4.5 | Параллельный Particle-In-Cell-код для моделирования ускорителей, пучков, плазмы и лазерно-плазменного взаимодействия. | MPI | По ссылке | PDF |
Дискретная математика и информатика
| Наименование | Версия | Описание | Поддержка технологий параллельного программирования | Лицензия | Презентации |
| CPLEX | 12.9.0 | Пакет программ для решения задач линейного и квадратичного программирования, в том числе целочисленного программирования. | MPI | По ссылке | PDF |
| HordeSAT / HordeQBF | | Массивно-параллельные SAT/QBF-решатели, реализующие метод “портфолио” и основанные на использовании исходных кодов решателей MiniSAT и DepQBF . | MPI | | PDF1
PDF2 |
| MPIDepQBF | | Параллельный QBF-решатель, реализующий метод расщепления и использующий в качестве базового решателя DepQBF. | MPI | BSD License (Toss) | PDF |
| PaMiraXT | | Параллельный SAT-решатель, реализующий модель master/slave и использующий в качестве клиента многопоточный SAT-решатель MiraXT. | MPI | | |
| PaQuBE | | Параллельный QBF-решатель, реализующий модель master/slave и использующий в качестве клиента QBF-решатель QuBE. | MPI | | |
| PDSAT | 0.98 | Параллельный SAT-решатель, основанный на использовании метода Монте-Карло и эвристик локального поиска. | MPI | | |
| PMSat | | Параллельная версия SAT-решателя MiniSAT, предназначенного для решения задач выполнимости булевых формул. | MPI | MIT License | |
Инженерные науки
| Наименование | Версия | Описание | Поддержка технологий параллельного программирования | Лицензия | Презентации |
| OpenFOAM | 1812 | 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. | MPI | GNU GPL | PDF1
PDF2 |
| SALOME | 9.2 | Открытая интегрируемая платформа для численного моделирования (конечно-элементный пре-/постпроцессор). | MPI | GNU LGPL | |
|
