آموزش حرفه‌ای نصب کوانتوم اسپرسو روی لینوکس، مک و ویندوز : Quantum Espresso

آموزش نصب کوانتوم اسپرسو روی لینوکس، مک و ویندوز

کوانتوم اسپرسو یک نرم‌افزار حرفه‌ای برای انجام محاسبات کوانتومی است. در این جلسه یعنی جلسه اول به آموزش نصب کوانتوم اسپرسو روی پلتفرم‌های مختلف پرداختیم. و این دقیقا همان چیزی است که بیشتر دانشجویان به آن نیاز دارند. در ابتدا به معرفی دایرکتوری‌های مختلف موجود در پوشه‌ی کوانتوم اسپرسو پرداخته شد و معنای هر کدام را توضیح دادیم. در ادامه به نصب تک تک ملزومات نصب اختصاص داده شد.

برو به دوره کوانتوم اسپرسو

ملزومات نصب

این ملزومات شامل یک کامپایلر فورترن و یک کامپایلر C است. و همچنین محیطی برای وارد کردن دستورات لینوکس است. با این کامپایلرها کوانتوم اسپرسو را آماده‌ی اجراهای کوانتومی می‌کنیم. و از ترمینال BASH برای وارد کردن دستورات استفاده میکنیم.

کتابخانه ها

نصب کتابخانه‌های جبری و … نیز بخش مهمی است که کوانتوم اسپرسو باید به آن دسترسی داشته باشد.

اجرای موازی

در نهایت به دو پارادایم برای گذاشتن اجراهای موازی رو چندین CPU نیاز خواهیم داشت. یکی از این‌ها MPI و دیگری OpenMP است. کوانتوم اسپرسو از هر دو به صورت ترکیبی استفاده می‌کند. MPI بسیار قدرتمند است. اما برنامه‌نویسی‌هایش بسیار سنگین است. که نقاط قوت و ضعفش به حساب می‌آیند. MPI هر پروسه را روی یک پردازشگر تقسیم می‌کند. و وظیفه‌ی ایجاد دسترسی به کتابخانه‌های موازی را برای تبادل داده بین پردازشگرهای مختلف مهیا می‌کند. چون پروسه‌های مختلفی که روی هر پردازشگر قرار دارند باید به متغیرهای دیگر پروسه‌ها دسترسی داشته باشند.

OpenMP رایگان است، اما وقتی تعداد پردازشگرها بالا می‌رود از قانون آمدال (قانونی که سرعت اجراهای کوانتومی روی پردازشگرهای موازی را پیش‌بینی می‌کند) دور می‌شود. اما ترکیب MPI و OpenMP بسیار قدرتمند است.

یک توضیح درباره OpenMP: اوپن ام پی، هر پروسه را به چند زیر پروسه تقسیم می‌کند و هسته‌های مختلف پخش می‌کند. به همین دلیل ترکیب OpenMP و MPI قدرتمند است. در روند پیکربندی کوانتوم اسپرسو، هر دو پارادیم را لحاظ کردیم.

از کامپایر GFORTRAN نیز استفاده کردیم. و کتابخانه‌های FFTW، BLAS و LAPACK را نیز در پیکربندی وارد کردیم.
فکر می‌کنم همه چیز برای نصب کوانتوم اسپرسو آماده است، پس ویدئوی زیر خواهید دید که چگونه کوانتوم اسپرسو را نصب کنیم :

نصب خیلی سریع

sudo apt-get update
sudo apt-get install autotools
sudo apt-get install debhelper
sudo apt-get install gfortran
sudo apt-get install libblacs-mpi-dev
sudo apt-get install libblas-dev
sudo apt-get install libelpa-dev
sudo apt-get install libfftw3-dev
sudo apt-get install liblapack-dev
sudo apt-get install libscalapack-mpi-dev
sudo apt-get install mpi-default-dev
sudo apt-get install tcl
sudo apt-get install tcllib
sudo apt-get install quantum-espresso

نظرات