MS使用超算的方式

windows端

近期科研需要购买了超算资源，Materials Studio是生化环材天坑专业进行理论计算用到的软件。由于需要使用较为复杂的算法求解薛定谔方程，因此常常需要借助超算资源才能算得动。MS使用超算有两种方式，一种是通过windows版本的gateway将任务提交到超算平台，计算结束后会自动返回计算结果。这种方式可以直接在windows版本的job control设置任务并行计算时的核数。

linux命令端

另一种方式是通过脚本直接在服务器上提交运行，运行结果需要自行下载保存。当进行批量实验，且想要连夜跑实验时，灵活使用脚本运算将非常方便。
首先需要先在windows版本将设置好的条件输出为文件，将会在目录生成输入文件。

接着将整个文件夹复制到linux文件管理器(如Winscp)，这个便是计算的输入文件，一个不能少，必须整个文件夹复制，不要一个个文件复制，因为文件夹中存在隐藏文件。
下面便需要一份脚本。

MS在linux上计算脚本-单份任务

既然要计算，便需要配置好计算环境。下面参考MS安装文件中的Dmol3使用脚本运行的命令，该命令在：/BIOVIA/MaterialsStudio19.1/etc/DMol3/bin中的RunDMol3.sh文件。在同文件夹的RunDMol3.Readme中有说明该脚本的使用方法：

RunDMol3.sh [-h] [ -q <queue name> ]  [-nodelete] [-np <number of cores>] <basename> (Linux)

举个例子：

#!/bin/bash
#SBATCH -p v5_192
#SBATCH -N 1
#SBATCH -n 48
#上面三条命令是slurm作业系统的命令，如果没有作业系统，把这三条命令删除即可，注意这三条命令前面需要两个##才能达到忽略作用。
INPUTFILE=POSCAR20 #文件名，注意这是把脚本放进输入文件夹的情况
NUM_NODES=1 #计算节点数
PROCS_PER_NODE=48 #选择节点计算核数/处理器数目
MS_PATH=/public1/home/scfa0249/BIOVIA/MaterialsStudio19.1 #MS安装位置
NUM_PROCS=`expr $NUM_NODES \* $PROCS_PER_NODE`
srun -N $NUM_NODES -n $NUM_NODES hostname > .names.log
awk -v iPROCS_PER_NODE="$PROCS_PER_NODE" '{print $1":"iPROCS_PER_NODE}' .names.log > ./machines.LINUX
export DSD_MachineList="./machines.LINUX"
$MS_PATH/etc/DMol3/bin/RunDMol3.sh -np $NUM_PROCS $INPUTFILE #计算命令

该脚本的使用：将该脚本放进前面MS生成输入文件的文件夹中，接着将INPUTFILE=POSCAR20中的POSCAR20改为文件夹的名字，MS安装位置也要根据自己的情况进行修改。其他的基本可以不变，或者根据计算任务改一下节点数跟处理器数目就行。
然后在linux命令行窗口进入该文件夹，使用:
bash 脚本名字.sh
即可进行运算。

如何查看是否进行并行计算

打开计算结果文件outmol，可以查看该份计算使用了多少个处理器。

如果脚本指定了运行核数，而实际运行仍是使用一个处理器。此时需要对MS中的几份安装文件进行环境配置。
详情可见： [CASTEP/Dmol3/MS] MS2018不能够并行运算，该怎么去编写脚本呢？
概要的说，需要使用cd命令进入以下路径(根据自己的安装位置有所变化)：
/BIOVIA/MaterialsStudio19.1/etc/Gateway/root_default/dsd/conf
使用命令：ls
可以看到以下文件：

需要分别进入文件（命令:vim 文件名+文件后缀）：gw-info.sbd，gwparams.cfg
修改以下项目(进入文件后，输入i，即可进行编辑)：

• 对于gw-info.sbd文件，做以下修改：
  
  其中本人实践发现，最重要的是第一条，如果发现五条都改了以后，程序不能正常运行(比如输出文件不正确等问题，后来测试发现是第四条的问题，建议不要改第四条，下面的文件也是)，建议只修改第一条。此外，代码中LSF/dsd_lsf是因为使用的是LSF作业管理系统，如果是其他作业系统，比如slurm，则需要改为SLURM/dsd_slurm。
  修改完成后，按下键盘Esc键，接着输入:wq即可完成文件修改并退出。
• 接下来修改gwparams.cfg文件，
  
  与修改gw-info.sbd文件的注意事项相同，第一条最重要，如果出现异常，后四条不要进行修改。

完成以上两份文件的修改后，需要更新作业管理系统的配置，使用cd命令进入以下路径：
/BIOVIA/MaterialsStudio19.1/etc/Gateway/config
进入该文件夹后，在linux命令行窗口输入以下命令即可完成作业系统的配置：
./configure queue -queuepath SLURM/dsd_slurm -activate
将在命令行窗口出现以下提示，便完成了作业系统配置的更新。

再次运行前面的脚本，检查是否使用了多个处理器机型运算，如果没有，则需要考虑是否在其他方面出现了问题，在此不再赘述。

MS在linux上计算脚本-批量任务

此份代码适用于以下情况：
一个文件夹中放有多份待计算的文件夹，每一个文件夹内是一个任务的所有输入文件。

批量计算的思想设计：

• 进入大文件夹，使用for循环遍历该文件夹下含有的小文件夹
• 接着根据文件后缀搜索每个小文件夹中的input文件，得到input文件的文件名，用于计算
• 接着使用计算模块的计算模板命令，即可完成运算。
  例如：

#!/bin/bash
##SBATCH -p v5_192
##SBATCH -N 1
##SBATCH -n 48
#不使用作业系统，所以上面三条命令使用两个##进行忽略，不执行
NUM_NODES=1 #节点数
PROCS_PER_NODE=48 #核数
MS_PATH=/public1/home/scfa0249/BIOVIA/MaterialsStudio19.1 #MS安装路径
NUM_PROCS=`expr $NUM_NODES \* $PROCS_PER_NODE`
srun -N $NUM_NODES -n $NUM_NODES hostname > .names.log
awk -v iPROCS_PER_NODE="$PROCS_PER_NODE" '{print $1":"iPROCS_PER_NODE}' .names.log > ./machines.LINUX
export DSD_MachineList="./machines.LINUX"
#$MS_PATH/etc/DMol3/bin/RunDMol3.sh -np $NUM_PROCS $INPUTFILE
export poscar_dir=./check_for_1N1Vac-H/  #大文件夹名字
#下面利用循环实现批量运行
for file in `ls -l ${poscar_dir} |awk '/^d/ {print $NF}'`;do
    # 打印实验文件夹名
    echo "对文件夹${file}执行实验..."
    # 切换到需要进行实验的目录
    cd "${poscar_dir}${file}"
    # 查找.input后缀文件
    for expname in `ls . | grep .input`;
        do
            echo "实验文件名：${expname%%.input*}"
            #运行实验
            $MS_PATH/etc/DMol3/bin/RunDMol3.sh -np $NUM_PROCS "${expname%%.input*}"
        done
    echo "${file}计算完成"
    cd ..
    cd ..  
done
echo "所有POSCAR计算已经完成"

MPI并行运算

如果发现自己所用服务器没有装作业管理系统，且版本较老，可以尝试调用MPI进行并行计算，脚本示例见下：

#!/bin/bash
# 在其他节点，原则上只需要根据Material Studio的实际安装路径，修改MSI_LIC_PACK_DIR与MS_INSTALL_ROOT的设置
export MSI_LIC_PACK_DIR=/home/Accelrys/LicensePack
export MS_INSTALL_ROOT=/home/Accelrys/MaterialsStudio8.0
export MPIRUN=$MS_INSTALL_ROOT/bin/mpirun
export DMOL3=$MS_INSTALL_ROOT/bin/dmol3.exe
export I_MPI_ROOT=$MS_INSTALL_ROOT
export PATH=$MS_INSTALL_ROOT/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$MS_INSTALL_ROOT/lib:$MSI_LIC_PACK_DIR/linux/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export PSPOT_DIR=$MS_INSTALL_ROOT/share/Resources/Quantum/Castep/Potentials
export DMOL3_DATA=$MS_INSTALL_ROOT/share/Resources/Quantum/DMol3
export DMOL_TMP=/home/phd-chen.yirong5/tmp
#运行命令，H2是指运行文件的文件
$MPIRUN -np 4 $DMOL3 H2

以上便是本人这几天的记录，欢迎各位批评指正。