南开大学结构化学课件 第五章

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1、第五章第五章分子结构分子结构ⅢⅢ计算化学基础计算化学基础（讲座）（讲座）NankaiUniversity§§5.05.0计算化学发展背景计算化学发展背景5.0.15.0.1计算机的发展计算机的发展——硬件背景硬件背景计算机的硬件高速发展计算机的硬件高速发展计算速度高速增长计算速度高速增长大量原来无法想象的计算可以轻易完成大量原来无法想象的计算可以轻易完成NankaiUniversityCM-5/1024FujitsuNumericalASCIRedASCIWhiteAtLosAlamosWindTunnel1997.6~2000.10200

2、0.11~2002.51993.061993.11~1997.5曾经的Top1TheEarthSimulatorBlueGene/LIBMRoadrunnerJaguar2002.6~2004.102004.11~2008.102008.11~2009.102009.11~2010.10NankaiUniversityTianhe-1A2010.10~2011.5Kcomputer2011.6~ListSystemVendorTotalCoresRmax(GFs)Rpeak(GFs)Power(Kw)06/1993CM-5/1024Thin

3、kingMachinesCorporation102459.70131.0011/1993NumericalWindTunnelFujitsu140191.98235.796/1997ASCIRedIntel96322379.003207.0011/2000ASCIWhite,IBM81927304.0012288.0006/2002Earth-SimulatorNEC512035860.0040960.003200.0011/2004BlueGene/LIBM212992478200.00596378.0011/2008Roadrunne

4、rIBM1296001105000.001456704.002483.0011/2009JaguarCrayInc.2241621759000.002331000.006950.0011/2010Tianhe-1ANUDT1863682566000.004701000.004040.0011/2011KcomputerFujitsu70502410510000.0011280384.0012659.89NankaiUniversityNankaiUniversityNankaiUniversity“南开之星”800个Xeon3.06GCPU

5、,400个节点，实测计算能力最终达到了3.231万亿次，实测效率达到68.74%TOP20(预测)Top42(2004.6)Top61(2004.11)Top135(2005.11)Top235(2006.6)Top348(2006.11)跌出Top500(2007.6第500名4.005万亿)(2007.11第500名5.93万亿)(2008.11第500名12.60万亿)(2009.11第500名20.051万亿)NankaiUniversity20112011年年1111月月TOP500TOP500RankNameSiteYearSe

6、gment2Tianhe-1A国家超级计算天津中心2010Research4Nebulae国家超级计算深圳中心2010Research14SunwayBlueLight国家超级计算济南中心2011Research16Tianhe-1A国家超级计算长沙中心2011Research21Mole-8.5中科院过程工程研究所2011Academic58MagicCube上海超级计算中心2008Research81Government2011Research115中科院计算机网络信息中心2008Academic123，124InternetServi

7、ce2011Industry136清华大学2011Academic中国有74台超级计算机入围NankaiUniversity5.0.25.0.2软件背景软件背景•软件的发展→使用户勿需具备高深的理论知识，只要有一般的计算机应用能力，就可以很容易地完成许多计算化学的简单工作。•大量的化学和生命科学工作者进入该领域，希望应用现代的计算化学技术来辅助、指导他们的研究工作。预测尚未合成的化合物的性质(制药、材料)全面地了解分子的性质(生命科学领域)•理论化学家—主要致力计算化学方法的研究，需要对某个范围内的理论问题具有精深的理解，同时还需要有相当的

8、数学和计算机编程能力。•应用研究—应用已成熟的理论、方法和编写好的软件进行具体体系的研究。NankaiUniversity19981998年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖科恩(192