计算化学公社

标题: 谁能写个量化编程学习历程啊 [打印本页]

作者
Author: zyj19831206 时间: 2017-10-12 14:17
标题: 谁能写个量化编程学习历程啊
比如说，看什么fortran书得到什么经验，看什么量化书得到什么经验，希望高手能够说一说。

作者
Author: niobium 时间: 2017-10-12 22:53
本人献丑回答一下，不是高手。
首先语言的话，因为我们本科学过C语言，所以学习Fortran还是比较容易上手的，我主要是看的彭国伦的那本书。
量化书的话主要是两本经典的，Levine的Quantum Chemistry和Szabo的Modern Quantum Chemistry。
关于写程序的经历，至今仍然记得我练习阶段写过的所有的程序：
(1) Levine教材里的第四章中的一个小例子，Computer program for the Numerov method。　书上有VB程序的答案，可以做对照。
(2) 最简单的HF程序，简单到什么程度呢，就是所有积分都是直接读的，主要是体会一下HF的迭代过程，和相关的量是如何计算的。
(3) 简单的CIS程序，这实际上是老板让我写的，我本来跟老板说我想写个HF程序，老板说CIS更简单，你可以写个CIS，于是我两个都写了，写CIS让我体会到了文献里的公式和实际编程的差距，尤其是自旋轨道和空间轨道的转化。
后面就基本确定了自己的研究方向，开始写一些比较正规的程序了，当然相比正式的课题，还只是练习程序：
(4) Wick定理及自动推导CCSD公式的程序。这两部分花费了我一学期的时间，当然中间也学习到了很多东西，比如二次量子化的知识，CC理论的深入理解。
后面本来应该接下去完成由公式到程序的转化，但由于时间的问题没有完成，很可惜。
再后来就开始正式开始做课题了。
我的过程并不适用于所有人。但如果有做方法发展的，我建议可以练习两个程序：一是HF,我当时写完HF之后才真正感觉到自己对HF方法完全理解了，我觉得这是练习写程序最大的收获。二是可以写一个MP2程序，HF到MP2实际就是一步积分变换，这里也可以体会到post-HF方法的计算量的增加是多么大了。

作者
Author: bnulk 时间: 2017-10-13 12:01
二楼好强大，羡慕ing。
我这样的野路子是：
（1）抄写廖沐真、吴国是、刘洪霖三位老师“量子化学从头计算方法”那本书的Fortran代码。网上找得到电子版的，中文的一本讲自洽场的书，非常易懂。然后改编成其它语言，确保熟悉它。
（2）找一个课题，把所有能找到的文献都找到，抄写文献中的方法，对照文献中的结果。
（3）这时候也比较熟悉自己的课题了，可以找课题相关的应用数学书，抄写相关方法，一般来说，会有些改进的。有条件的话，请计算数学的博士吃饭，非常有帮助。

作者
Author: zyj19831206 时间: 2017-10-14 21:19

niobium 发表于 2017-10-12 22:53
本人献丑回答一下，不是高手。
首先语言的话，因为我们本科学过C语言，所以学习Fortran还是比较容易上手的 ...

这些你讲的定理和公式以及其实现代码貌似没有成熟的书讲解吧，只能靠课题组嘴嘴相传，感觉有点手工作坊的感觉。

作者
Author: zjxitcc 时间: 2017-10-14 21:57

zyj19831206 发表于 2017-10-14 21:19
这些你讲的定理和公式以及其实现代码貌似没有成熟的书讲解吧，只能靠课题组嘴嘴相传，感觉有点手工作坊的 ...

大部分书都有的。不过都比较小众，如果没有有经验的前辈告诉自己，或者自己广泛搜索，是很难找到一本本严谨、清晰的入门书籍的。
假定给你单双电子积分，写RHF和UHF程序，看《Modern Quantum Chemistry》就足够了，但是如果要写ROHF，可能就要去看Roothaan当年的原始文献了。
如果单双电子积分都要自己写或者了解其算法，那就要看《Molecular Elecetronic-Structure Theory》的第8,9章。
假设往前一步做CC方法，我觉得Henry F.Schaefer III的《An intro to coupled cluster theory for computational chemists》是我见过简单与严谨同时很好兼顾的介绍。
如果还要追求算法和并行，量化界也有人写过《Parallel Computing in Quantum Chemistry》。
总之除非你做最新的电子结构方法，成型的方法都是有介绍的，只不过清晰易懂、最适合自己的那本入门书，要找很久。

作者
Author: zyj19831206 时间: 2017-10-14 22:56

zjxitcc 发表于 2017-10-14 21:57
大部分书都有的。不过都比较小众，如果没有有经验的前辈告诉自己，或者自己广泛搜索，是很难找到一本本 ...

感觉这些书都是长篇大论的公式，没有看到怎么将那些公式用代码实现啊。

作者
Author: zjxitcc 时间: 2017-10-14 23:47

zyj19831206 发表于 2017-10-14 22:56
感觉这些书都是长篇大论的公式，没有看到怎么将那些公式用代码实现啊。

我觉得你看的书不是我说的那些。。。比如看个徐光宪三卷，显然是做不了科研的。公式多，说明已经很接近代码了，推完公式就是上编程了。至于想学编程，直接看编程的书就好了，有了公式，量化编程与普通编程，并无太多不同之处。如果想看看量化里的编程，建议看看《Parallel Computing in Quantum Chemistry》再“感觉”。

作者
Author: zyj19831206 时间: 2017-10-14 23:52

zjxitcc 发表于 2017-10-14 23:47
我觉得你看的书不是我说的那些。。。比如看个徐光宪三卷，显然是做不了科研的。公式多，说明已经很接近代 ...

好的，谢谢，以前就是不知道怎么将复杂的公式转化为优美的代码。

作者
Author: ggdh 时间: 2017-10-15 22:58
本帖最后由 ggdh 于 2017-10-15 23:12 编辑

照着张鋆(就是abcluster的作者）的从手算做一遍，然后督促他出第四版，第五版。。
刚看了下他在版权中说了可以自由转载，只要点名就行。。我就传这了。
另外可以照着这个C++ Programming Tutorial in Chemistry来做

作者
Author: zyj19831206 时间: 2017-10-16 20:23
本帖最后由 zyj19831206 于 2017-10-16 20:34 编辑

ggdh 发表于 2017-10-15 22:58
照着张鋆(就是abcluster的作者）的从手算做一遍，然后督促他出第四版，第五版。。
刚看了下他在版权中说了 ...

这个文档的代码在哪里？能否上传下？注释貌似写的不错吧。这个网页可有系统性的介绍文档，感觉代码不容易保存啊。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2017-10-16 21:40

zyj19831206 发表于 2017-10-16 20:23
这个文档的代码在哪里？能否上传下？注释貌似写的不错吧。这个网页可有系统性的介绍文档，感觉代码不容易 ...

《手算理解量子化学》的原贴在这http://muchong.com/t-4709293-1。另外推荐Cook的《Handbook of computational quantum chemistry》，虽然老掉牙，但是作为入门书籍有公式和些许代码还是值得参考，但若想做的更快则需要专门研究GTO分子积分的文献（如Gill等），甚至是一些其他数值计算方面的文献。

站内的资料早期由@Shannon @nagami 整理，前者是基于matlab做的，对于初学会比较方便；后者是C++写得的，不过后者的资料因网盘关闭可能找不到了。近期@Warm_Cloud 也发布了Amesp程序，以及对应的单、双电子积分库，也可以直接拿来使用。我赞同2楼的观点，入门其实直接用matlab读取积分就行，熟悉后可以尝试换底层一些的语言调用lapack来写，也可以尝试写一下积分，也可以调用现成的库。

从公式到离散形式，再到数据结构和编程，这并不是一下完成的，其实需要一些数值方法的书籍作为铺垫。Coolrainbow的《手算理解量子化学》确实给了不少好的参考书。至于要发展一些新颖的、效率的、可靠的数值技术，一般需要很强的应用数学方面的功底，或者和应用数学方面的人合作。

作者
Author: zyj19831206 时间: 2017-10-16 22:29

卡开发发发表于 2017-10-16 21:40
《手算理解量子化学》的原贴在这http://muchong.com/t-4709293-1。另外推荐Cook的《Handbook of computat ...

原帖中程序找不到了，你如果有能否上传下？

作者
Author: 卡开发发 时间: 2017-10-16 22:39

zyj19831206 发表于 2017-10-16 22:29
原帖中程序找不到了，你如果有能否上传下？

手里只有第一版的 (, 下载次数 Times of downloads: 83)
你可以问@coolrainbow 要一下看看。

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)