Debian Science Nanoscale Physics packages

ABINIT er en pakke, hvis vigtigste program gør det muligt at finde den samlede energi, ladningstæthed og elektronisk struktur for systemer lavet af elektroner og kerner (molekyler og periodiske faste stoffer) inden for tæthedsfunktionalteori (DFT), via pseudopotentialer og planewave-basis.

ABINIT indeholder også muligheder for at optimere geometrien ifølge DFT-kræfter og -spændinger, eller til at udføre molekylære simuleringer ved hjælp af disse kræfter, eller til at generere dynamiske matricer, Born-effektive ladninger, og dielektriske tensorer. Opløftede tilstande kan beregnes inden den tidsafhængige tæthedsfunktionalteori (for molekyler), eller inden for Many-Body-perturbationsteorien (GW-tilnærmelsen). Ud over den vigtige ABINIT-kode, tilbydes forskellige redskabsprogrammer.

Denne pakke indeholder alle de programmer, der kræves for at udføre beregninger (pseudopotentialer er dog ikke indeholdt). For et sæt af pseudopotentialer installeres pakken abinit-data.

ASE er Atomic Simulation Environment skrevet i programmeringssproget Python, med sigte på at opsætte, styre og analysere atomistiske simuleringer. ASE er en del af CAMPOS, projektet CAMP Open Source.

ASE indeholder Python-grænseflader til flere forskellige elektroniske strukturkoder, inklusive Abinit, Asap, Dacapo, Elk, GPAW og SIESTA.

Denne pakke tilbyder de kørbare skripter.

Avogrado er et molekylært grafik- og modelsystem for molekyler og biomolekyler. Systemet kan visualisere egenskaber såsom molekyleorbitaler eller elektrostatiske potentialer og indeholder et intuitivt molekylært byggeprogram.

Inkluderede funktioner:

• Molekylært byggeprogram med automatisk kraftfeltbaseret geometrioptimering
• Molekylære mekanikker inklusiv begrænsede søgninger og conformersøgninger
• Visualisering af molekylære orbitaler og generelle isooverflader
• Visualisering af vibrationer og plot af vibrationelle spektra
• Understøttelse for krystallografiske enhedsceller
• Inddataoprettelse for kvantumkemipakkerne Gaussian, GAMESS og MOLPRO.
• Fleksibel arkitektur for udvidelsesmoduler og Pythonskripter

Filformater, som Avogrado kan læse, inkluderer PDB, XYZ, CML, CIF, Molden, samt Gaussian-, GAMESS- og MOLPRO-resultater.

BINoculars er et værktøj til datareduktion og analyse af store sæt af overfladediffraktionsdata, som er blevet indhentet med en todimensional røntgendetektor. Intensiteten for hvert billedpunkt på en todimensional detektor vises på en tredimensional gitter i gensidige-gitter koordinater ved hjælp af en binning-algoritme. Dette giver mulighed for hurtig erhvervelse og behandling af data med høj opløsning og resulterer i en væsentlig reduktion af dataens størrelse. Den efterfølgende analyse fortsætter derefter i et gensidigt rum. Programmet har udviklet sig fra de specifikke behov i ID03-strålen på ESRF, men det har et modulært design og kan let justeres og forlænges til arbejde med data fra andre stråler eller fra andre målingsteknikker.

Cadabra er et computeralgebrasystem designet specifikt til løsningen af problemer i feltteori. Programmet har en omfattende funktionalitet for forenkling af tensor-polynomier inklusive flerledssymmetrier, fermioner og antikommutative variabler, Cliffordalgebraer, Fierz-transformationer, implicit koordinatafhængighed, flere indekstyper og meget mere. Inddataformatet er en delmængde af TeX.

CBFlib er et bibliotek for ANSI-C-funktioner, der tilbyder en simpel mekanisme for adgang til Crystallographic Binary Files (CBF-filer) og Image-supporting CIF-filer (imgCIF).

Denne pakke indeholder diverse redskabsprogrammer.

CIF API'en tilbyder en C-grænseflade til at læse, skrive og manipulere Crystallographic Information Files (CIF'er). Den er målrettet CIF 2.0, men den tilbyder understøttelse for CIF 1.1og tidligere.

Denne pakke indeholder cif_linguist, et eksperimentelt program til at konvertere data mellem forskellige versioner af CIF-formatet.

Cod-tools er et sæt af Perlmoduler og værktøjer for kommandolinjen til at manipulere Crystallographic Information Format-filer (CIF) i version 1.1 og version 2.0.

CP2K er et program til at udføre simuleringer af faststof-, fluid-, molekyl- samt biologiske systemer. Det er specielt rettet mod massivt parallelle og lineært skalerende elektronstrukturmetoder og simulationer med moderne ab-initio-molekylærdynamik (AIMD).

CP2K er optimeret til den blandede Gaussfunktions- og planbølgemetode (GPW) baseret på pseudopotentialer, men er også stand til at køre fuldelektron- eller rene planbølge-/Gaussfunktionsberegninger. Inkluderede funktioner:

Ab-initio elektronstrukturmetoder med QUICKSTEP-modulet:

• Energier og kræfter fra tæthedsfunktionalteori (DFT)
• Energier og kræfter fra Hartree-Fock (HF)
• Energier og kræfter fra andenordens perturbationsteori med Møller-Plesset (MP2)
• Energier med random phase approximation (RPA)
• Periodiske eller uperiodiske (gasfase) grænsebetingelser
• Basissæt omfatter flere standardtyper af Gaussorbitaler (GTO'er), pseudopotentialer med planbølger, »augmented« planbølger (APW) og en blandet Gaussmetode plus (»augmented«) planbølgemetode (GPW / GAPW)
• Normkonserverende, separable Goedecker-Teter-Hutter-pseudopotentialer (GTJH) og pseudopotentialer med ikke-lineære kernekorrektioner (NLCC), eller fuldelektronberegninger
• Lokaltæthedsapproksimationen (LDA) for XC inklusive SVWN3, SVWN5, PW92 og PADE
• Gradientkorrigerede (GGA) XC-funktionaler inklusive BLYP, BP86, PW91, PBE og HCTH120 såvel som meta-GGA-funktionalet TPSS
• Hybrid-XC-funktionaler med eksakt Hartree-Fockudveksling (HFX) inklusive B3LYP, PBE0 og MCY3
• Dobbelthybridfunktionaler inklusive B2PLYP og B2GPPLYP
• Yderligere XC-funktionaler med LibXC
• Dispersionskorrektioner via parpotentialmodellerne DFT-D2 og DFT-D3
• Ikke-lokale van der Waals-korrektioner for XC-funktionaler inklusive B88-vdW, PBE-vdW og B97X-D
• DFT+U-korrektion (Hubbard)
• Tæthedsfit for DFT via Blöchl eller tæthedsafledte atomare punktladninger (DDAPC) og HFX via »auxiliary density matrix methods« (ADMM) og for MP2/RPA via Resolution-of-identity (RI)
• Tynde (»sparse«) matrixrepræsentationer og prescreeningteknikker for lineært skalerende udregning af Kohn-Sham-matrixelementer (KS)
• Orbitaltransformation (OT) eller direkte inversion af det iterative underrum (DIIS) til selvkonsistent minimering (SCF)
• Local Resolution-of-Identity Projector Augmented Wave-metode (LRIGPW)
• Energier med absolut lokaliseret molekylorbital-SCF (ALMO-SCF) til lineært skalerende molekylsystemer
• Exciterede tilstande via tidsafhængig tæthedsfunktionalperturbationsteori (TDDFPT)

Ab-initio-molekylærdynamik:

• Born-Oppenheimer-molekylærdynamik (BOMD)
• Ehrenfest-molekylærdynamik (EMD)
• PS-ekstrapolation af begyndelsesbølgefunktion
• Tidsreversibel altid stabil predictor-corrector-integrator (ASPC)
• Approksimativ Car-Parrinello-agtig Born-Oppenheimer-molekylærdynamik med Langevin (Andengenerations Car-Parrinello-molekylærdynamik (SGCP))

Blandede kvante-/klassiske simulationer (QM/MM):

• Multigrid-metoder til evaluering af Coulombvekselvirkninger mellem kvante- og klassiske dele
• Håndtering af periodiske grænsebetingelser ved hjælp af lineært skalerende elektrostatisk kobling
• Adaptiv QM/MM

Yderligere funktioner omfatter:

• Enkeltpunktsenergier, geometrioptimeringer og frekvensberegninger
• Adskillige algoritmer til nudged elastic band (NEB) til beregning af minimumenergivej (B-NEB, IT-NEB, CI-NEB, D-NEB)
• Global optimering af geometrier.
• Solvation via Self-Consistent Continuum Solvation-modellen (SCCS)
• Semiempiriske beregninger med parametriseringerne AM1, RM1, PM3, MNDO, MNDO-d, PNNL og PM6, tight-binding med tæthedsfunktionalteori (DFTB) og tight-binding med selfkonsistent polarisering (SCP-TB) med valgfri periodicitet
• Klassiske molekylærdynamiksimulationer (MD) i det mikrokanoniske ensemble (NVE) eller kanoniske ensemble (NVT) med Nose-Hoover og kanonisk sampling gennem termostater der omskalerer hastigheder (CSVR)
• Metadynamik inklusive veltempereret metadynamik til fri energi-beregninger
• Klassiske kraftfeltsimuleringer (MM)
• Monte Carlo-simuleringer med Kohn-Sham-DFT
• Statiske (f.eks. spektra) og dynamiske (f.eks. diffusion) egenskaber
• ATOM-koden til at generere pseudopotentialer
• Integreret optimering af molekylære basissæt

CP2K implementerer ikke konventionel Car-Parinello-molekylærdynamik (CPMD).

DRAWxtl læser en grundlæggende beskrivelse af krystalstrukturen, der inkluderer parametre for enhedscelle, rumgruppe, atomiske koordinater, termiske parametre eller et Fourier-kort, og udlæser et geometrisk objekt som indeholder polyedre, planer, enlige par af kegler, kugler eller ellipsoider, bindinger, iso-overflade for Fourier-konturer og grænserne for enhedscellen.

Der produceres fire former for grafik:

• et OpenGL-vindue til øjeblikkelig fremvisning
• scenesproget »Persistence of Vision Ray Tracer« (POV-RAY) til tegninger i publikationskvalitet
• sproget »Virtual Reality Modeling Language« (VRML) til udbredelse via internettet
• en PostScript-udskrift af OpenGL-vinduet til de som ønsker en udskrift i høj kvalitet, men som ikke har POV-RAY installeret.

De filformater som DRAWxtl kan læse inkluderer CIF, FDAT, FullProf (pcr), GSAS, SCHAKAL, SHELX, DISCUS og WIEN2k.

European Theoretical Spectroscopy Facility (ETSF) er et europæisk netværk dedikeret til at tilbyde understøttelse og tjenester for igangværende forskning i akademiske laboratorier, regeringslaboratorier og industrilaboratorier.

ETSF er opdelt i 7 områder, som hver tager sig af et specifikt videnskabeligt emne:

• Optik
• Spektroskopi for energitab
• Kvantetransport
• Spektroskopi for tid-løst
• Spektroskopi for foto-emission
• Vibrationel spektroskopi
• Røngenspektroskopi

For at tillade adoption af dets anbefalinger om standardisering foreslår ETSF forskellige biblioteker og værktøjer, som implementerer eller bruger disse specifikationer, samt bredt anvendelige programstumper.

ETSF_IO er et bibliotek for F90-rutiner til at læse/skrive ETSF-filformatet. Denne pakke indeholder brugerværktøjerne til at:

• kontroller overholdelse af filspecifikationerne
• udtræk data fra filer
• sammenføj flere filer fra parallelle kørsler, som angivet i specifikationerne

FeynMF er en LaTeX-pakke for hurtig tegning af Feynman-diagrammer i professionel kvalitet, illustrationer som afspejler de fundamentale interaktioner hos underatomare partikler. Diagrammerne kan oprettes med enten Metafont- eller MetaPost-programmerne. FeynMF opstiller de fleste diagrammer på tilfredsstillende måde fra grafstrukturen uden behov for manuel intervention. Men alle funktionerne i Metafont eller MetaPost er tilgængelig for de mere afvigende tilfælde.

Bemærk at du skal bruge pakken texlive-metapost for at kunne bruge den MetaPost-baserede version af FeynMF.

Finalcif er et CIF-filredigeringsprogram med alle funktioner til at redigere og validere CIF-filer. Det samler al information fra en arbejdsmappe krævet for at færdiggøre en CIF-fil til udgivelse. Man kan også importere en gyldig CIF-fil for at fuldføre informationen. I ideelle tilfælde, kræver det et klik for at have en udgivelsesklar fil.

Grundlæggende skal man have den tilsvarende CIF-fil for FinalCif i dens oprindelige »arbejdsmappe«, der indeholder alle andre filer såsom SAINT-listefiler, SADABS-listefiler, SHELX-listefiler etc. der fører til denne CIF-fil

Kontrol af den endelige CIF-fil med IUCr CheckCIF-serveren er et et klik-problem i FinalCif. Man henter en internet- og PDF-rapport eller bare en lokal PLATON CIF-kontrol for computere uden internet.

FinalCif opretter smukke CIF-rapporter på sekunder for udgivelse som MS Word-filer (også kompatible med Openoffice etc.). Rapporten indeholder tabeller for strukturegenskaber såsom R-værdier eller atom-parametre og en rapporttekst om eksperimentbetingelser.

Knappen »save cif file« gemmer den nuværende fil under 'name'-finalcif.cif. FinalCif vil aldrig lave ændringer i den oprindelige CIF-fil.

Fityk er et fleksibelt og portabelt program til ikkelineær tilpasning af analytiske funktioner (særligt spidsformede) af data (som regel eksperimentelle data). Med andre ord til ikkelineær spidsadskillelse og analyse.

Det blev udviklet til at analysere diffraktionsmønstre, men kan også anvendes på andre felter, da begreber og operationer som er specifikke for krystallografi er adskilt fra resten af programmet.

Fityk tilbyder forskellige ikkelineære tilpasningsmetoder, baggrundssubtraktion, datakalibrering, nem placering af spidser og ændring af spidsparametre, automatisering af rutineopgaver med skripter, og meget mere. Den største fordel i programmet er fleksibilitet - parametre fra spidser kan vilkårligt bindes til hinanden, dvs. bredden på en spids kan være en uafhængig variabel, kan være den samme som bredden på en anden spids eller kan være givet af en kompliceret - fælles for alle spidser - formel.

Libjs-sphinxdoc er nødvendig for Javascript-tingene i dokumentationen.

Garlic er skrevet for undersøgelse af membranproteiner. Det kan bruges til at visualisere andre proteiner, samt nogle geometriske objekter. Denne version af Garlic genkender PDB-formatet i version 2.1. Garlic kan også bruges til at analysere proteinsekvenser.

Programmet afhænger kun af X-bibliotekerne, ingen andre biblioteker er krævet.

Inkluderede funktioner:

• »Slab«-placeringen og tykkelse er synlige i et lille vindue.
• Atomare bindinger samt atomer opfattes som uafhængige objekter der kan tegnes.
• Farverne for atomer og bindinger afhænger af placering. Fem oversættelsesmodeller er tilgængelige (som for slab).
• Kan vise stereobilleder.
• Kan vise andre geometriske objekter, såsom membran.
• Atomar information er tilgængelig for atom som musemarkøren placeres over. Ingen klik er krævet, bare flyt musemarkøren over strukturen!
• Kan indlæse mere end en struktur.
• Kan tegne Ramachandranplot, helisk hjul, Venn-diagram, gennemsnitlig hydrofobicitet og hydrofobisk momentplot.
• Kommandoprompten er tilgængelig i bunden af hovedvinduet. Den kan vise en fejlbesked og en kommandostreng.

Et program baseret på GTK+ til visning og manipulation af isolerede molekyler, periodiske systemer og krystalformer. Det er under udvikling, men dog stadig rimelig funktionelt. Det har følgende funktioner:

• Understøtter adskillige filtyper (CIF, BIOSYM, XYZ, XTL, MARVIN og GULP)
• Et simpelt værktøj til at skabe og manipulere molekyler
• Et vindue til at skabe startkonfigurationer for simulationer af molekylære dynamikker
• Et udvalg af værktøj til visualisering (information om geometri, fremhævelse af region, osv.)
• Animation af BIOSYM-filer (også animationsgengivelser, se nedenfor)

GDIS lader dig også udføre følgende funktioner gennem andre pakker:

• Optegning af model (takket være POVRay)
• Minimering af energi (takket være GULP)
• Morfologi-beregninger (takket være cdd)
• Behandling af rumgrupper (takket være SgInfo)
• Se den periodiske tabel (takket være GPeriodic)
• Indlæs yderligere filtyper, såsom PDB (takket være Babel)

GGobi er et open source visualiseringsprogram til undersøgelse af højdimensionelle data. Programmet tilbyder meget dynamisk og interaktiv grafik såsom ture samt almindelig grafik som plotdiagrammer, bjælker og parallelle koordinater. Diagrammer er interaktive og lænket med farvevalg og identifikation.

Se http://www.ggobi.org for yderligere information.

Ghemical er en beregningsmæssig kemi-programpakke skrevet i C++. Den har en grafisk brugergrænseflade og den understøtter både kvantemekaniske (semi- empiriske) modeller og molekylær-mekaniske modeller. Geometri-optimering, molekylære dynamikker og store sæt af visualiseringsværktøjer med brug af OpenGL er på nuværende tidspunkt tilgængelige.

Ghemical afhænger af ekstern kode som tilbyder de kvantemekaniske beregninger. De semi-empiriske metoder MNDO, MINDO/3, AM1 og PM3 kommer fra pakken MOPAC7 (Public Domain, dvs. offentlig ejendom), og inkluderes i pakken. Pakken MPQC anvendes for at tilbyde ab initio-metoder: metoderne som er baseret på Hartee-Fock-teori understøttes aktuelt med basissæt, der strækker sig fra STO-3G til 6-31G**.

Gnuplot er et portabelt kommandolinjedrevet, interaktivt data- og funktions-plotningsredskab, der understøtter en masse uddata-formater, heriblandt drivere til mange printere, (La)TeX, (x)fig og PostScript, og så videre. X11-uddata er blevet pakket i gnuplot-x11.

Datafiler og selvdefinerede funktioner kan manipuleres med et internt, C-lignende sprog. Du kan udføre udjævning, kurvetilpasning eller ikke-lineære fits (Flexible Image Transport System), samt arbejde med komplekse tal.

Denne pakke er til at installere en gnuplot med alle funktioner (-qt, x11 eller -nox).

En tæthedsfunktionel teori (DFT) for Pythonkode baseret på projektor- forstærket bølgemetode (PAW) og atomare simuleringsmiljø (ASE). Den bruger real-space ensartede net- og flernetsmetoder, atom-centreret basis- funktioner eller plane-bølger.

GPeriodic er et lille X/GTK+-baseret program, der gør det muligt at bladre gennem det periodiske system over kemiske grundstoffer og aflæse detaljer om hvert grundstof. Indeholder 118 grundstoffer.

Grace er et peg-og-klik-værktøj, der lader brugeren tegne X-Y-grafer. Programmet er det, som tidligere gik under navnet Xmgr.

Blandt dets funktioner kan nævnes: Brugerdefineret skala, aksemarkeringer, mærkater, symboler, linjetyper, farver, polynomisk regression, kurver, løbende gennemsnit, DFT/FFT, kryds- og autokorrelation, jobtilstand for automatisk grafgenerering og udskriftsunderstøttelse til PostScript, FrameMaker og flere billedformater.

Graftegninger håndterer problemet med at visualisere strukturel information ved at konstruere geometriske repræsentationer af abstrakte grafer og netværk. Automatisk oprettelse af graftegninger har en vigtig funktion i nøgleteknologier såsom databasedesign, programudvikling, VLSI og netværksdesign og i visuelle grænseflader i andre domæner. Situationer hvor disse værktøjer kan være specielt nyttige er:

• du ønsker at restrukturere et program og først skal du forstå relationerne mellem dets typer, procedurer og kildefiler
• du skal finde flaskehalse i en Internetmotor - ikke kun individuelle lænker, men deres relationer
• du fejlsøger en protokol eller mikroarkitektur repræsenteret som en endelig tilstandsmaskine og har brug for at regne ud hvordan en bestemt fejltilstand opstår
• du ønsker at gennemse et databaseskema, videndatabase eller distribueret program repræsenteret grafisk
• du ønsker at se et overblik over en samling af lænkede dokumenter
• du ønsker at se mønstre og interessefællesskaber i en database over telefonopkald eller e-post-beskeder

Denne pakke indeholder værktøjerne for kommandolinjen.

GNU Scientific Library (GSL) er en samling af rutiner for numerisk analyse. Rutinerne er skrevet fra bunden af i C af GSL-holdet, og præsenterer en moderne API for C-programmører, mens der er mulighed for at skrive omslag for sprog på meget højt niveau.

Denne pakke tilbyder flere eksempler på binære filer.

Adresse: http://www.gnu.org/software/gsl/

Gwyddion er et modulopbygget program for skanning (Skanning Probe Mikroskopi, SPM), samt visualisering og analyse af data. Det er primært beregnet til analyse af højdefeltdata indhentet via mikroskopiteknikker som

• Atomar Force Mikroskopi (AFM),
• Magnetisk Force Mikroskopi (MFM),
• Skanning Tunneling Mikroskopi (STM),
• Nær-felt Skanning Optisk Mikroskopi (SNOM eller NSOM) og andet. Det kan dog bruges til vilkårlige højdefelter og til billedanalyse.

Denne pakke indeholder det primære program og dets moduler. Den indeholder også en GNOME (og Xfce) miniaturefremstiller som opretter forhåndsvisninger af alle kendte filtyper til Gwyddion.

BLAS (Basic Linear Algebra Subroutines) er et sæt af effektive rutiner, til de fleste grundlæggende vektor- og matricehandlinger. De anvendes i udbredt grad som grundlaget for andet højkvalitets- programmel for lineær algebra, eksempelvis lapack og linpack. Denne implementering er Fortran 77 reference-implementeringen, der findes i netlib.

Denne pakke indeholder en delt version af biblioteket.

LAPACK version 3.X er et omfattende FORTRAN-bibliotek, som udfører lineære algebra-operationer inklusiv matrix-inversioner, løsninger af mindste kvadrater for lineære sæt af ligninger, egenvektor-analyse, singulær-værdi dekomposition etc. Det er en meget omfattende og anerkendt pakke, som har mødt omfattende brug i det videnskabelige samfund.

Denne pakke indeholder en delt version af biblioteket.

SSM er et makromolekylært koordinat superposition-bibliotek, skrevet af Eugene Krissinel fra EBI.

Biblioteket implementerer SSM-algoritmen for proteinstruktursammenligning i tre dimensioner, der indeholder en original procedure af matchende grafer bygget oven på proteinets sekundær-struktur elementer, fulgt af en iterativ tredimensionel sammenligning af protein backbone Calpha-atomer.

Denne pakke indeholder de binære filer for bibliotekerne.

MayaVi2 er et værktøj for flere platforme for 2-D og 3-D videnskabelig datavisualisering. Programmets funktioner inkluderer:

• Visualisering for skala-, vektor- og tensordata i 2 og 3 dimensioner
• Nem udarbejdelse af skripter med Python
• Nem udvidelse via tilpassede kilder, moduler og datafiltre
• Læser flere filformater: VTK (forældet og XML), PLOT3D, etc.
• Visualiseringer kan gemmes
• Optegnede visualiseringer kan gemmes i en række billedformater

MayaVi2 er blevet designet med tanke på skripter og udvidelser. Mens selve mayavi2-programmet kan bruges i sig selv, kan det også bruges som et Envisage-udvidelsesmodul, hvilket gør det muligt at det - som standard - kan indlejres i brugerprogrammer. Alternativt kan det bruges som en visualiseringsmotor for ethvert program.

Denne pakke tilbyder også TVTK, som omslutter VTK-objekter for at tilbyde en Pythonic API, mens den stadig understøtter Traits-attributter og NumPy/SciPy-array. TVTK implementeres hovedsagelig i ren Python med undtagelse af et lille udvidelsesmodul.

MPQC er et ab-inito kvantum kemiprogram. Det er specielt designet til at beregne molekyler på en meget paralleliseret måde.

Programmet kan beregne energier og gradienter for de følgende metoder:

• Closed shell and general restricted open shell Hartree-Fock (HF)
• Density Functional Theory (DFT)
• Closed shell second-order Moeller-Plesset perturbation theory (MP2)

Derudover kan programmet beregne energier for de følgende metoder:

• Open shell MP2 and closed shell explicitly correlated MP2 theory (MP2-R12)
• Second order open shell pertubation theory (OPT2[2])
• Z-averaged pertubation theory (ZAPT2)

Programmet inkluderer også et internt optimiseringsprogram for koordinatgeometri.

MPQC er bygget oven på Scientific Computing Toolkit (SC).

NCO er et programpakke kendt som operatører. Operatørerne er uafhængige, kommandolinjeprogrammer der kan køres i en POSIX-skal. Operatører tager en eller flere netCDF-filer som inddata, udføre handlinger (f.eks. gennemsnit, hyperslabbing), og laver en netCDF-uddatafil. NCO blev oprindelig udviklet til at manipulere og analysere klimadata. Programmet virker dog på alle datasæt i netCDF-formatet.

Du kan bruge ncview til at få et hurtigt og nemt, trykknapsudseende af dine NetCDF-filer. Du kan vise simple film over dataene, se langs med forskellige dimensioner, tage et kig på de aktuelle dataværdier, ændre farvekort, vende dataene om og andre simple visuelle handlinger.

Indeholder programmerne ncdump og ncgen, som konverterer NetCDF-filer til ASCII og tilbage igen. NetCDF (network Common Data Form) er en brugerflade for videnskabelig dataadgang og et frit distribueret programbibliotek, som tilbyder en implementering af brugerfladen. Biblioteket netCDF definerer også et maskinuafhængigt format til repræsentation af videnskabelige data. Tilsammen understøtter brugerfladen, biblioteket og formatet oprettelsen, adgangen og delingen af videnskabelige data.

NeXus is a common data format for neutron, X-ray, and muon science. It is being developed as an international standard by scientists and programmers representing major scientific facilities in Europe, Asia, Australia, and North America in order to facilitate greater cooperation in the analysis and visualization of neutron, X-ray, and muon data.

This is the package containing some applications for reading and writing NeXus files.

Octave er et (for det meste Matlab®-kompatibelt) sprog på højt niveau, primært beregnet til numeriske beregninger. Programmet tilbyder en nem brugerflade fra kommandolinjen til løsning af lineære og ikkelineære problemer numerisk.

Octave kan udvides dynamisk med filer i C++ som leveres af brugeren.

KIM API'en er en Application Programming Interface for atomistiske simuleringer. API'en tilbyder en standard for udveksling af information mellem atomistiske simuleringskoder (molekylære dynamikker, molekylær statistikker, gitterdynamikker, Monte Carlo etc.) og interatomiske modeller (potentialer eller kraftfelter). Inkluderer også et sæt af biblioteksrutiner for brug af API'en med bindinger for:

FORTRAN 77, Fortran 90/95, Fortran 2003 C, C++

Atomistiske simuleringskoder der understøtter KIM API'en fungerer problemfrit med KIM-overholdende interatomiske modeller (KIM-modeller) distribueret på denne hjemmeside. Grænsefladen er beregningseffektiv og kræver ofte relativ mindre ændringer til eksisterende kode.

Denne pakke indeholder modeller og modeldrivere for KIM-API.

Open MPI er et projekt, der kombinerer teknologier og ressourcer fra flere andre projekter (FT-MPI, LA-MPI, LAM/MPI og PACX-MPI) for at bygge det bedste tilgængelige MPI-bibliotek. En fuldstændig ny implementering der overholder MPI-3.1. Open MPI tilbyder fordele for system- og softwareleverandører, programudviklere og computervidenskabsforskere.

Funktioner:

• Fuld overholdelse af MPI-3.1-standarder
• Trådsikker og samtidighed
• Dynamisk procesdeling
• Høj ydelse på alle platforme
• Troværdig og fast jobhåndtering
• Understøtter netværksheterogenitet
• Et bibliotek understøtter alle netværk
• Kørselstids instrumentation
• Mange jobplanlæggere er understøttet
• Internationaliserede fejlbeskeder
• Komponentbaseret design, dokumenterede API'er

Denne pakke indeholder redskabsprogrammerne for Open MPI.

OpenMX (pakke udviklet i åben kildekode for Material eXplorer) er en programpakke for materialesimuleringer i nanoskala baseret på tæthedsfunktionelle teorier (DFT), norm-bevarende pseudopotentialer og pseudo-atomare oversatte basisfunktioner. Da koden er designet for realiseringen af ab initio-beregninger i stor skala på parallelle computere, så forventes det at OpenMX kan være et nyttigt og funktionsrigt værktøj for materialevidenskab i nanoskala indenfor en bred vifte af systemer såsom biomaterialer, kulstofnanorør, magnetiske materialer og konduktører i nanoskala.

PSI3 er et ab-initio quantum chemistry program. Det er specielt designet til præcist at beregne egenskaber for små til mellemstørrelse molekyler, med brug af højt korrelerede teknikker.

Programmet kan beregne energier og overgange for de følgende metoder:

• Closed shell and general restricted open shell Hartree-Fock (RHF/ROHF) (inklusive analytiske hessianer for RHF)
• Closed shell Moeller-Plesset pertubation theory (MP2)
• Complete active space SCF (CASSCF)
• Coupled-cluster singles doubles (CCSD)
• Coupled-cluster singles doubles with pertubative triples (CCSD(T)) (kun for ubegrænsede (UHF) reference-wavefunktioner)

Derudover kan programmet beregne energier for de følgende metoder:

• Unrestricted open shell Hartree-Fock (UHF)
• Closed/open shell Moeller-Plesset pertubation theory (MP2)
• Closed shell explicitly correlated MP2 theory (MP2-R12) and spin- component scaled MP2 theory (SCS-MP2)
• Multireference configuration-interaction (MRCI)
• Coupled-cluster singles doubles with pertubative triples (CCSD(T))
• Second/third-order approximate coupled-cluster singles doubles (CC2/CC3)
• Multireference coupled-cluster singles doubles (MRCCSD)
• Closed shell and general restricted open shell equation-of-motion coupled-cluster singles doubles (EOM-CCSD)

Yderligere funktioner inkluderer:

• Fleksibelt, modulært og tilpasningsparat inddataformat
• Spændte tilstandsberegninger med CC2/CC3-, EOM-CCSD-, CASSCF-, MRCI- og MRCCSD-metoderne
• Internal coordinate geometry optimizer
• Harmonic frequencies calculations
• One-electron properties like dipole/quadrupole moments, natural orbitals, electrostatic potential, hyperfine coupling constants or spin density
• Udnyttelse af molekylær point-group-symmetri for at øge effektivitet

Pakken lmfit tilbyder en simpel, fleksibel grænseflade til ikkelineær optimering af kurvetilpasningsproblemer. Pakken udvider optimeringsfunktionerne i scipy.optimize ved at erstatte flydende kommatalsværdier for variablerne til optimering med parameterobjekterne. Disse parametre kan være faste eller varierende, have øvre og/eller lavere grænser placeret på deres værdi, eller skrevet som et algebraisk udtryk for andre parametre.

The principal advantage of using Parameters instead of simple variables is that the objective function does not have to be rewritten to reflect every change of what is varied in the fit, or what relationships or constraints are placed on the Parameters. This means a scientific programmer can write a general model that encapsulates the phenomenon to be optimized, and then allow user of that model to change what is varied and fixed, what range of values is acceptable for Parameters, and what constraints are placed on the model. The ease with which the model can be changed also allows one to easily test the significance of certain Parameters in a fitting model.

The lmfit package allows a choice of several optimization methods available from scipy.optimize. The default, and by far best tested optimization method used is the Levenberg-Marquardt algorithm from MINPACK-1 as implemented in scipy.optimize.leastsq. This method is by far the most tested and best support method in lmfit, and much of this document assumes this algorithm is used unless explicitly stated. An important point for many scientific analysis is that this is only method that automatically estimates uncertainties and correlations between fitted variables from the covariance matrix calculated during the fit.

A few other optimization routines are also supported, including Nelder-Mead simplex downhill, Powell's method, COBYLA, Sequential Least Squares methods as implemented in scipy.optimize.fmin, and several others from scipy.optimize. In their native form, some of these methods setting allow upper or lower bounds on parameter variables, or adding constraints on fitted variables. By using Parameter objects, lmfit allows bounds and constraints for all of these methods, and makes it easy to swap between methods without hanging the objective function or set of Parameters.

Finally, because the approach derived from MINPACK-1 usin the covariance matrix to determine uncertainties is sometimes questioned (and sometimes rightly so), lmfit supports methods to do a brute force search of the confidence intervals and correlations for sets of parameters.

Dette er Python 3-versionen af pakken.

SciPy er et supplement til det populære NumPy-modul (pakken python-numpy), der samler en række af videnskabelige og ingeniørmæssige moduler på højt niveau i en pakke.

SciPy er et sæt af åben kildekode videnskabelige og numeriske værktøjer for Python. Den understøtter aktuelt specielle funktioner, integration, ordinære løsere af differentialligninger (ODE), gradoptimering, genetiske algoritmer, parallelle programmeringsværktøjer, en udtryk-til-C++ kompiler for hurtig udførelse og andre.

SymPy er et Pythonbibliotek for symbolsk matematik (manipulering). Det forsøger at blive et computeralgebrasystem (CAS) med alle funktioner og samtidig holde koden så simpel som muligt for at være forståelig og nem at udvide. SymPy er skrevet helt i Python og kræver ikke nogle eksterne biblioteker, undtagen valgfrit for understøttelse af plot.

Denne pakke indeholder Python 3-versionen af sympy.

PyXPlot er et plotværktøj til grafer med flere formål, et videnskabeligt skriptsprog, en programpakke for vektorgrafik og en pakke for databehandling. Dets grænseflade er designet til at gøre gængse opgaver - f.eks. plot af datagrafer med etiketter - tilgængelige via korte, simple og intuitive kommandoer.

PyXPlot laver figurer i høj produktionskvalitet. Til dette formål optegnes tekst med hele skønheden og fleksibiliteten i LaTeX-opsætningsmiljøet.

Omfattende dokumentation og eksempler kan findes i pakken pyxplot-doc. Et galleri af eksempelplotninger er tilgængelige fra projektets hjemmeside.

Quantum ESPRESSO (tidligere kendt som PWscf) er en integreret programpakke med computerkoder til elektronstrukturberegninger og materialemodellering på nanoskala. Den er baseret på tæthedsfunktionalteori med planbølger og pseudopotentialer (både normkonserverende, ultrasoft og PAW).

Funktionalitet:

• Grundtilstands- og båndstrukturberegning ved hjælp af planbølger med selvkonsistent totalenergi, kræfter og mekanisk spænding
• Separable normkonserverende samt Vanderbilt-pseudopotentialer (ultrasoft) og PAW-metoden (projector augmented wave method)
• Diverse funktionaler for elektronkorrelation og -udveksling fra LDA til den generaliserede gradientapproksimation (PW91, PBE, B88-P86, BLYP), meta-GGA, eksakt udveksling (HF) og hybridfunktionaler (PBE0, B3LYP, HSE)
• Car-Parrinello- og Born-Oppenheimer-molekylærdynamik
• Strukturoptimering inklusive overgangstilstande og minimumsenergikurver
• Spin-bane-kobling og ikke-kolineær magnetisme
• Responsegenskaber inklusive fononfrekvenser og -egenvektorer, effektive ladninger og dielektriske tensorer, infrarøde og Raman- spredningstværsnit samt kemiske skift med EPR og NMR.
• Spektroskopiske egenskaber såsom K- og L1-edge røntgenabsorptionsspektra (XAS) og elektronexcitationer

SasView er et program til analyse af Small-Angle Scattering-data (SAS).

Det passer til analytiske funktioner, der beskriver forskellige slags materiel mikrostruktur til eksperimentelle data for at kunne bestemme formen, størrelsen og graden af ordning.

SasView indeholder også værktøjer for beregning af spredte længdetætheder, opdelingsstørrelser, opløsning, fringe-tykkelser/d-mellemrum, (Porod) invariant (»total spredning«) og distributionsfunktioner for afstande.

SasView er en Small Angle Scattering Analysis-programpakke, oprindelig udviklet dom en del af NSF DANSE-projektet under navnet SansView, nu håndteret af en international samling af faciliteter.

Denne pakke installerer det kørbare skript sasview.

Denne metapakke vil installere Debian Science-pakker nyttige til numerisk beregning. Pakkerne tilbyder en tabelorienteret beregning og et visualiseringssystem til videnskabelig beregning og dataanalyse. Disse pakker svarer til kommercielle systemer såsom Matlab og IDL.

Scilab er en matricebaseret videnskabelig softwarepakke. Scilab indeholder hundreder af indbyggede matematiske funktioner, rige datastrukturer (inklusive polynomier, rationelle lineære systemer, lister etc...) og der medfølger et antal videnskabelige værktøjsbokse for kontrol, signalprocessering...

Denne pakke tilbyder også Xcos, et grafisk redigeringsprogram til at designe hybride dynamiske systemmodeller. Modeller kan designes, indlæses, gemmes, kompileres og simuleres. Stabil og effektiv løsning for industribehov og akademiske behov, Xcos tilbyder funktionaliteter for modellering af mekaniske systemer (bilproduktion, flyproduktion...), hydrauliske kredsløb (dæmning, datakanalmodeller...), kontrolsystemer etc. Mulighed for Modelica tilbydes også.

Installer pakken »scilab-cli« for en minimal version af scilab.

Et frit bibliotek for flere platforme af hurtige C++-rutiner for plotning af data i op til 3 dimensioner. Programmet kan eksportere til filtyperne bitmap, vector EPS, SVG og IDTF. Der er enkle vinduesbrugerflader baseret på GLUT, FLTK og/eller Qt. MathGL kan også bruges i konsollen. Der er grænseflader til opsætning af sprog såsom C, Fortran, Pascal, Forth, Python og Octave.

Denne pakke indeholder udav-vinduesmiljøet baseret på mathgl.

V_Sim visualiserer atomare strukturer såsom krystaller, korngrænser, molekyler og så videre (enten i et binært format eller i klartekst).

Optegningen udføres i pseudo-3D med sfærer (atomer) eller pile (»spins«). Brugeren kan interagere via mange funktioner for at vælge visningen, angive bindingerne, tegne klipniveauer, beregne overflader fra skalafelter, duplikere noder, måle geometri ... Derudover gør V_Sim det muligt at eksportere visningen som billeder i PNG, JPG, PDF (bitmap), SVG (scheme) og andre formater. Nogle værktøjer er også tilgængelige til at farvelægge atomer fra dataværdier eller til at animere - på skærmen - mange positionsfiler.

Analysen af makromolekylære strukturer kræver ofte en omfattende definition af atomare naboskaber. Sådan en definition kan baseres på Voronoidiagrammet med bolde, hvor hver bold repræsenterer et atom med en van der Waals-radius. Voronota er et programværktøj til at finde alle knuderne for Voronoidiagrammet. Sådanne knuder svarer til centrene for den tomme tangentsfære defineret af firdoblinger af bolde. Voronota er specielt egnet til behandling af tredimensionelle strukturer med biologiske makromolekyler såsom proteiner og RNA.

Siden version 1.2 bruger Voronota også Voronoiknuder til at konstruere inter-atom kontaktoverflader og solvente tilgængelige overflader. Voronota tilbyder værktøjer til at forespørge kontakter, oprette kontaktgrafik, sammenligne kontakter og evaluere kvaliteten på proteinstrukturelle modeller via kontakter.

Axiom er anvendeligt til forskning og udvikling af matematiske algoritmer. Det definerer et med stærkt typede, matematisk korrekt typehierarki. Det har et programmeringssprog og en indbygget kompiler.

Axiom har været udviklet siden 1973 og blev solgt som et kommercielt produkt. Det er blevet frigivet som et frit program.

Der er indsats undervejs for udvidelse af programmet til (a) udvikle en bedre brugergrænseflade (b) gøre det anvendeligt som undervisningsværktøj (c) udvikle en algebraisk serverprotokol (d) integrere yderligere matematik (e) ombygge algebraen i en litterær programmeringsstil (f) integrere logisk programmering (g) udvikle en Axiom Journal med godkendte bidrag.

Denne pakke indeholder hovedprogrammets binære filer og alle præ- kompilerede algebra og moduler der automatisk kan indlæses.

Data Explorer er et system af værktøjer og brugerflader for visualisering af data. Med et generelt udtryk kan visualiseringen af data anses for en 3- delt proces:

 1. Beskrive og importere data.
 2. Behandle dataene via et visualiseringsprogram.
 3. Præsentere det resulterende billede.
Dette er hovedpakken.

Data Explorer er et system af værktøjer og brugerflader for visualisering af data. Med et generelt udtryk kan visualiseringen af data anses for en 3- delt proces:

 1. Beskrive og importere data.
 2. Behandle dataene via et visualiseringsprogram.
 3. Præsentere det resulterende billede.
Dette er dokumentationspakken. Den inkluderer hjælp fra nettet og html-

dokumentation.

Denne pakke indeholder eksempler på skripter og netværk for OpenDX Data Explorer. De har en reference i OpenDX-kursusset, men kan også bruges uafhængigt til at gennemse og undersøge.

Hierarchical Data Format 5 (HDF5) er et filformat og bibliotek til at gemme videnskabelige data. HDF5 blev designet og implementeret til at tage højde for svaghederne ved HDF4.x. Filformatet har en meget funktionsrig og fleksibel datamodel, understøtter filer større end 2 GB og understøtter parallel I/O.

Denne pakke indeholder hjælpeværktøjer for HDF5.

Hierarchical Data Format 5 (HDF5) er et filformat og bibliotek til at gemme videnskabelige data. HDF5 blev designet og implementeret til at tage højde for svaghederne ved HDF4.x. Filformatet har en meget funktionsrig og fleksibel datamodel, understøtter filer større end 2 GB og understøtter parallel I/O.

Denne pakke indeholder kørselstidsværktøjer for HDF5.

Dette modul tilbyder en grænseflade til layout og billedoprettelse for rettede og ikke-rettede grafer i en række formater (PostScript, PNG etc.) via programmerne »dot«, »neato«, »twopi«, »circo« og »fdt« fra GraphViz-projektet (http://www.graphviz.org/ eller http://www.research.att.com/sw/tools/graphviz/).

Maxima er et fuldt ud symbolsk computerprogram. Det er fuldt udrustet til symbolsk manipulation af polynomier, matricer, rationelle funktioner, integration, Todd-coxeter-metoder til analyse af begrænsede grupper, at danne graf, foretage beregninger med flere præcise flydepunkter. Det kan fejlsøge maxima-kode på et symbolsk kildeniveau. Maxima er baseret på det oprindelige Macsyma, som blev udviklet ved MIT i 1970'erne. Det er ganske pålideligt, indeholder en god spilopsamler og ingen hukommelseslæk. Der medfølger hundreder af selvtest.

Denne pakke indeholder de primære eksekvérbare filer og de grundlæggende systemfiler.

NetCDF (network Common Data Form) er en grænseflade til videnskabelig dataadgang og et frit distrubuerbart programbibliotek, der implementerer denne grænseflade. netCDF-biblioteket definerer også et maskinuafhængigt format til at repræsentere videnskabelige data. Samen understøtter grænsefladen og biblioteket oprettelse, adgang og deling af videnskabelige data.

Denne pakke indeholder dokumentationen for NetCDF-biblioteket i en række formater.

Open MPI er et projekt, der kombinerer teknologier og ressourcer fra flere andre projekter (FT-MPI, LA-MPI, LAM/MPI og PACX-MPI) for at bygge det bedste tilgængelige MPI-bibliotek. En fuldstændig ny implementering der overholder MPI-3.1. Open MPI tilbyder fordele for system- og softwareleverandører, programudviklere og computervidenskabsforskere.

Denne pakke indeholder manualsider, der beskriver Message Passing Interface-standarden.

PyMca er et sæt af programmer og Pythonbiblioteker for analyse af røntgenfluorescens spektre.

Programmerne inkluderet i denne pakke er:

• edfviewer - vis og inspicer datafiler i ESRF-dataformatet
• elementsinfo - viser elementspecifikke røntgendata
• mca2edf - konverterer filer fra SPEC MCA-formatet til EDF
• peakidentifier - Viser røntgenfluorescens toppe i et givent energiinterval
• pymcabatch - jobtilpasning af spektra
• pymcapostbatch - efterbehandling af jobtilpasningsresultater
• pymca - interaktiv dataanalyse
• pymcaroitool - billedværktøj til Region-of-interest (ROI)

PyMca-værktøjssættet kan læse datafiler i formaterne SPEC, ESRF-datafil (EDF), OMNIC, HDF5, AIFIRA og SupaVisio.

Dette er skripterne for pakken.

Pygraphviz er en Pythongrænseflade til Graphviz-graflayout- og visualiseringspakken.

Med Pygraphviz kan du oprette, redigere, læse, skrive og tegne grafer med brug af Python til at tilgå Graphviz-grafs datastruktur og layoutalgoritmer.

Denne pakke indeholder Python 3-versionen for python-pygraphviz.

Qtiplot er et fuldt udbygget plotteprogram, som ligner programmet fra OriginLab Origin (Se http://www.originlab.com for yderligere information om Origin).

Det kan danne to- og tre-dimensionale plotninger i trykkvalitet, både fra datasæt og funktioner. Det kan danne ikkelineære tilpasninger og tilpasninger for flere toppunkter.

En række funktioner:

• For flere platforme: Virker som standard på Windows-, Mac OS X- og Linux/Unix-systemer
• Skripter kan udarbejdes i Python
• OpenGL-baseret 3D-plotning
• Plotninger i trykkvalitet og nem eksport til forskellige billedformater (EMF, EPS, PS, PDF, SVG, BMP, JPG, PNG, TIFF etc ...)
• Nem integration med LaTeX-opsætningssystemet
• Kraftfulde og smidige regneark med søjle-logisk beregning og nem import/eksport af flere filer
• Et klik adgang til omfattende indbyggede rutiner for dataanalyse
• Avanceret statistisk analyse: Students t-Test, ANOVA, chi-square test for varians, normalitetstest (Shapiro-Wilk)
• Lineær og ikkelineær kurvetilpasning med vægte og estimat for statistiske fejl fra tilpasningsparametre
• Tilpasning af flere toppunkter
• Værktøjer for billedanalyse
• Skabelon-understøttelse: Alle indstillinger for plotninger, tabeller og matricer kan gemmes og genskabes senere til brug for en hurtig redigeringsproces
• Projektfiler baseret på mapper, en stærk projekthåndtering med udvidede, indbyggede funktioner: træk-og-slip, søgefaciliteter.
• Fuld import af Excelarbejdsark og Open Document Format-regneark, dBase-, SQLite- og Microsoft Access-databaser

Denne metapakke vil installere Debians videnskabelige pakker relateret til matematik. Du vil måske også være interesseret i field::mathematics debtag og, afhængig af dit fokusområde, i education-mathematics-metapakken.

Denne metapakke er en del af Debians Pure Blend »Debian Science« og installerer pakker relateret til statistik. Denne opgave er en generel opgave, som kan være nyttig for videnskabelig arbejde. Den afhænger af en masse R-pakker samt andre værktøjer, som er nyttige til at udføre statistik. Derudover foreslås Videnskabelig matematik-opgaven som valgfri installation af alle matematikrelaterede programmer.