Debian Science Nanoscale Physics packages

Das Hauptprogramm des Pakets ABINIT ermöglicht dem Benutzer, die Gesamtenergie, Ladungsdichte und elektronische Struktur eines Systems aus Elektronen und Kernen (Moleküle und periodische Festkörper) zu bestimmen, innerhalb der Dichtefunktionstheorie (DFT), mit Hilfe von Pseudopotentialen und ebenen Wellen.

ABINIT enthält auch Optionen zum Optimieren der Geometrie gemäß DFT-Kräften und -Beanspruchungen oder um molekulardynamische Simulationen mit diesen Kräften durchzuführen oder um dynamische Matrizen, effektive Born-Ladungen und dielektrische Tensoren zu generieren. Anregungszustände können mit der zeitabhängigen Dichtefunktionstheorie (für Moleküle) oder mit der Vielkörper-Störungstheorie (die GW-Näherung) berechnet werden. Zusätzlich zum Hauptcode von ABINIT werden verschiedene Werkzeuge mitgeliefert.

Dieses Paket enthält die erforderlichen ausführbaren Dateien zur Durchführung von Berechnungen. (Pseudopotentiale werden jedoch nicht bereitgestellt.) Installieren Sie für eine Reihe von Pseudopotentialen das Paket abinit-data.

ASE is an Atomic Simulation Environment written in the Python programming language with the aim of setting up, stearing, and analyzing atomic simulations. ASE is part of CAMPOS, the CAMP Open Source project.

ASE contains Python interfaces to several different electronic structure codes including Abinit, Asap, Dacapo, Elk, GPAW and SIESTA.

This package provides the executable scripts.

Avogadro ist ein System für Molekülgrafiken und -modellierung, das für Moleküle und Biomoleküle gedacht ist. Es kann Eigenschaften wie Molekülorbitale oder elektrostatische Potentiale visualisieren und enthält einen intuitiven Moleküleditor.

Es verfügt über die folgenden Fähigkeiten:

• Molekülmodellierer mit automatischer kraftfeldbasierter Geometrie-Optimierung
• Molekülmechanik einschließlich der Suche mit Bedingungen und Conformern
• Visualisierung von Molekülorbitalen und allgemeinen Isoflächen
• Visualisierung von Schwingungen und Darstellung von Schwingungsspektren
• Unterstützung von kristallografischen Einheitszellen
• Eingabeerzeugung für die quantenchemischen Pakete Gaussian, GAMESS und MOLPRO
• Flexible Erweiterungsarchitektur und Python-Skripting

Avogadro kann die Dateiformate PDB, XYZ, CML, CIF und Molden sowie die Ausgabe von Gaussian, GAMESS und MOLPRO lesen.

BINoculars is a tool for data reduction and analysis of large sets of surface diffraction data that have been acquired with a two-dimensional X-ray detector. The intensity of each pixel of a two-dimensional detector is projected onto a three-dimensional grid in reciprocal-lattice coordinates using a binning algorithm. This allows for fast acquisition and processing of high-resolution data sets and results in a significant reduction of the size of the data set. The subsequent analysis then proceeds in reciprocal space. It has evolved from the specific needs of the ID03 beamline at the ESRF, but it has a modular design and can be easily adjusted and extended to work with data from other beamlines or from other measurement techniques.

Cadabra ist ein Computeralgebrasystem, das speziell zum Lösen von Problemen aus der Feldtheorie entwickelt wurde. Es besitzt umfangreiche Funktionalitäten für die Vereinfachung von Tensorpolynomen inklusive Multiterm-Symmetrien, Fermione und antikommutative Variablen, Clifford-Algebren und Fierz-Transformationen, implizite Koordinatenabhängigkeit, mehrere Indextypen und vieles mehr. Das Eingabeformat ist eine Teilmenge von TeX.

CBFlib ist eine Bibliothek von ANSI-C-Funktionen, die einen einfachen Zugriff auf Crystallographic Binary Files (CBF-Dateien) und Image-unterstützende CIF-Dateien (imgCIF) erlaubt.

Dieses Paket enthält verschiedene Hilfsprogramme.

The CIF API provides a standard C interface for reading, writing, and manipulating Crystallographic Information Files (CIFs). It is targeted in particular at CIF 2.0, but it provides support for CIF 1.1 and earlier as well.

This package contains cif_linguist, an experimental program for converting data between various versions of the CIF format.

cod-tools is a set of Perl modules and command line tools for manipulating Crystallographic Information Format (CIF) v1.1 and v2.0 files.

CP2K is a program to perform simulations of solid state, liquid, molecular and biological systems. It is especially aimed at massively parallel and linear scaling electronic structure methods and state-of-the-art ab-initio molecular dynamics (AIMD) simulations.

CP2K is optimized for the mixed Gaussian and Plane-Waves (GPW) method based on pseudopotentials, but is able to run all-electron or pure plane-wave/Gaussian calculations as well. Features include:

Ab-initio Electronic Structure Theory Methods using the QUICKSTEP module:

• Density-Functional Theory (DFT) energies and forces
• Hartree-Fock (HF) energies and forces
• Moeller-Plesset 2nd order perturbation theory (MP2) energies and forces
• Random Phase Approximation (RPA) energies
• Gas phase or Periodic boundary conditions (PBC)
• Basis sets include various standard Gaussian-Type Orbitals (GTOs), Pseudo- potential plane-waves (PW), and a mixed Gaussian and (augmented) plane wave approach (GPW/GAPW)
• Norm-conserving, seperable Goedecker-Teter-Hutter (GTH) and non-linear core corrected (NLCC) pseudopotentials, or all-electron calculations
• Local Density Approximation (LDA) XC functionals including SVWN3, SVWN5, PW92 and PADE
• Gradient-corrected (GGA) XC functionals including BLYP, BP86, PW91, PBE and HCTH120 as well as the meta-GGA XC functional TPSS
• Hybrid XC functionals with exact Hartree-Fock Exchange (HFX) including B3LYP, PBE0 and MCY3
• Double-hybrid XC functionals including B2PLYP and B2GPPLYP
• Additional XC functionals via LibXC
• Dispersion corrections via DFT-D2 and DFT-D3 pair-potential models
• Non-local van der Waals corrections for XC functionals including B88-vdW, PBE-vdW and B97X-D
• DFT+U (Hubbard) correction
• Density-Fitting for DFT via Bloechl or Density Derived Atomic Point Charges (DDAPC) charges, for HFX via Auxiliary Density Matrix Methods (ADMM) and for MP2/RPA via Resolution-of-identity (RI)
• Sparse matrix and prescreening techniques for linear-scaling Kohn-Sham (KS) matrix computation
• Orbital Transformation (OT) or Direct Inversion of the iterative subspace (DIIS) self-consistent field (SCF) minimizer
• Local Resolution-of-Identity Projector Augmented Wave method (LRIGPW)
• Absolutely Localized Molecular Orbitals SCF (ALMO-SCF) energies for linear scaling of molecular systems
• Excited states via time-dependent density-functional perturbation theory (TDDFPT)

Ab-initio Molecular Dynamics:

• Born-Oppenheimer Molecular Dynamics (BOMD)
• Ehrenfest Molecular Dynamics (EMD)
• PS extrapolation of initial wavefunction
• Time-reversible Always Stable Predictor-Corrector (ASPC) integrator
• Approximate Car-Parrinello like Langevin Born-Oppenheimer Molecular Dynamics (Second-Generation Car-Parrinello Molecular Dynamics (SGCP))

Mixed quantum-classical (QM/MM) simulations:

• Real-space multigrid approach for the evaluation of the Coulomb interactions between the QM and the MM part
• Linear-scaling electrostatic coupling treating of periodic boundary conditions
• Adaptive QM/MM

Further Features include:

• Single-point energies, geometry optimizations and frequency calculations
• Several nudged-elastic band (NEB) algorithms (B-NEB, IT-NEB, CI-NEB, D-NEB) for minimum energy path (MEP) calculations
• Global optimization of geometries
• Solvation via the Self-Consistent Continuum Solvation (SCCS) model
• Semi-Empirical calculations including the AM1, RM1, PM3, MNDO, MNDO-d, PNNL and PM6 parametrizations, density-functional tight-binding (DFTB) and self-consistent-polarization tight-binding (SCP-TB), with or without periodic boundary conditions
• Classical Molecular Dynamics (MD) simulations in microcanonical ensemble (NVE) or canonical ensmble (NVT) with Nose-Hover and canonical sampling through velocity rescaling (CSVR) thermostats
• Metadynamics including well-tempered Metadynamics for Free Energy calculations
• Classical Force-Field (MM) simulations
• Monte-Carlo (MC) KS-DFT simulations
• Static (e.g. spectra) and dynamical (e.g. diffusion) properties
• ATOM code for pseudopotential generation
• Integrated molecular basis set optimization

CP2K does not implement conventional Car-Parrinello Molecular Dynamics (CPMD).

DRAWxtl reads a basic description of the crystal structure, which includes unit-cell parameters, space group, atomic coordinates, thermal parameters or a Fourier map, and outputs a geometry object that contains polyhedra, planes, lone-pair cones, spheres or ellipsoids, bonds, iso-surface Fourier contours and the unit-cell boundary.

Four forms of graphics are produced:

• an OpenGL window for immediate viewing
• the Persistence of Vision Ray Tracer (POV-RAY) scene language for publication-quality drawings
• the Virtual Reality Modeling Language (VRML) for dissemination across the Internet
• a Postscript rendering of the OpenGL window for those who want high-quality output but do not have POV-RAY installed.

File formats DRAWxtl can read include CIF, FDAT, FullProf (pcr), GSAS, SCHAKAL, SHELX, DISCUS and WIEN2k.

The European Theoretical Spectroscopy Facility (ETSF) is a European network dedicated to providing support and services for ongoing research in academic, government and industrial laboratories.

The ETSF is divided into 7 beamlines, each of which is concerned with a specific scientific topic:

• Optics ;
• Energy Loss Spectroscopy ;
• Quantum Transport ;
• Time-resolved Spectroscopy ;
• Photo-emission Spectroscopy ;
• Vibrational Spectroscopy ;
• X-Rays Spectroscopy.

To allow the adoption of its recommendations about standardization, the ETSF proposes different libraries and tools implementing or using these specifications, as well as widely usable pieces of software.

ETSF_IO is a library of F90 routines to read/write the ETSF file format. This package contains the user tools to:

• check file conformance to the specifications;
• extract data from files;
• merge multiple files from parallel runs, as specified in the specifications.

FeynMF ist ein LaTeX-Paket, um einfach Feynman-Diagramme in professioneller Qualität zu zeichnen. Feynman-Diagramme sind Illustrationen, welche die fundamentalen Wechselwirkungen subatomarer Teilchen anschaulich darstellen. Die Diagramme lassen sich entweder mit dem Programmen Metafont oder MetaPost zeichnen. FeynMF ordnet die meisten Diagramme anhand ihrer Struktur zufriedenstellend an, ohne dass manuelle Eingriffe nötig sind. Nichtsdestoweniger stehen für ungewöhnliche Fälle alle Möglichkeiten von Metafont oder MetaPost zur Verfügung.

Beachten Sie, dass Sie das Paket texlive-metapost benötigen, um die auf MetaPost basierende FeynMF-Variante verwenden zu können.

Finalcif is a full-featured CIF file editor to make editing and validation of CIF files easy. It collects all the information from a work folder needed in order to finalize a CIF file for publication. In any case, one can also import a valid CIF file to complete the information. In ideal cases, it takes one click to have a publication-ready file.

Essentially, one should have the corresponding CIF file for FinalCif in its original 'work' folder, which contains all other files such as SAINT list files, SADABS list file, SHELX list files, etc. that led to this CIF file.

Checking the final CIF file with the IUCr CheckCIF server is a one-click problem in FinalCif. One gets a web and PDF report or just a local PLATON CIF check for computers without internet.

FinalCif generates beautiful CIF reports in seconds for publication as MS Word files (also compatible with Openoffice etc.). The report includes tables of structure properties like R-values or atom parameters and a report text about the experiment conditions.

The button "save cif file" saves the current file under 'name'-finalcif.cif. FinalCif will never make changes to the original CIF file.

Fityk is a flexible and portable program for nonlinear fitting of analytical functions (especially peak-shaped) to data (usually experimental data). In other words, for nonlinear peak separation and analysis.

It was developed for analyzing diffraction patterns, but can be also used in other fields, since concepts and operations specific for crystallography are separated from the rest of the program.

Fityk offers various nonlinear fitting methods, subtracting background, calibrating data, easy placement of peaks and changing peak parameters, automation of common tasks with scripts, and much more. The main advantage of the program is flexibility - parameters of peaks can be arbitrarily bound to each other, eg. the width of a peak can be an independent variable, can be the same as the width of another peak or can be given by a complicated - common to all peaks - formula.

libjs-sphinxdoc is necessary for the Javascript stuff in the documentation.

Garlic is written for the investigation of membrane proteins. It may be used to visualize other proteins, as well as some geometric objects. This version of garlic recognizes PDB format version 2.1. Garlic may also be used to analyze protein sequences.

It only depends on the X libraries, no other libraries are needed.

Features include:

• The slab position and thickness are visible in a small window.
• Atomic bonds as well as atoms are treated as independent drawable objects.
• The atomic and bond colors depend on position. Five mapping modes are available (as for slab).
• Capable to display stereo image.
• Capable to display other geometric objects, like membrane.
• Atomic information is available for atom covered by the mouse pointer. No click required, just move the mouse pointer over the structure!
• Capable to load more than one structure.
• Capable to draw Ramachandran plot, helical wheel, Venn diagram, averaged hydrophobicity and hydrophobic moment plot.
• The command prompt is available at the bottom of the main window. It is able to display one error message and one command string.

Ein auf GTK beruhendes Programm für die Anzeige und Manipulation von isolierten Molekülen, des Periodensystems und der Beschaffenheit von Kristallen. Es wird noch entwickelt, ist aber dennoch recht gut benutzbar. Es bietet die folgenden Fähigkeiten:

• Unterstützung für mehrere Dateitypen (CIF, BIOSYM, XYZ, XTL, MARVIN und GULP)
• Ein einfaches Werkzeug zur Erzeugung und Manipulation von Molekülen
• Ein Dialog für die Erstellung von Anfangskonfigurationen für Molekulardynamik-Simulationen
• Diverse Werkzeuge für die Visualisierung (geometrische Informationen, Hervorhebung von Regionen usw.)
• Animation von BIOSYM-Dateien (auch gerenderten Animationen, siehe unten)

Mit Hilfe anderer Pakete kann GDIS auch die folgenden Aufgaben ausführen:

• Darstellung von Modellen (Hilfestellung durch Povray)
• Energieminimierung (Hilfestellung durch GULP)
• Berechnung der Molekülgestalt (Hilfestellung durch CDD)
• Verarbeitung räumlicher Gruppen (Hilfestellung durch SgInfo)
• Betrachtung des Periodensystems (Hilfestellung durch GPeriodic)
• Lesen zusätzlicher Dateitypen, wie PDB (Hilfestellung durch Babel)

GGobi ist ein Open-Source-Visualisierungsprogramm, um hochdimensionale Daten zu untersuchen. Es enthält hoch dynamische und interaktive Grafiken, wie zum Beispiel Rundgänge sowie bekannte Grafiken wie Streu- und Säulendiagramme oder Parallel-Koordinaten-Plots. Die Plots sind interaktiv und mit Brushing und Identification verbunden.

Siehe http://www.ggobi.org für mehr Informationen.

Ghemical ist ein Paket für die rechnergestützte Chemie, das in C++ geschrieben wurde. Es hat eine grafische Benutzeroberfläche und es unterstützt sowohl quantenmechanische (semi-empirische) als auch molekularmechanische Modelle. Zurzeit bietet es geometrische Optimierungen, molekulare Dynamik und eine große Menge an Visualisierungswerkzeugen, die OpenGL benutzen.

Ghemical benötigt externen Code, um quantenmechanische Berechnungen durchführen zu können. Semi-empirische Funktionen MNDO, MINDO/3, AM1 und PM3 werden vom MOPAC7-Paket (Public Domain) erbracht und sind in diesem Paket enthalten. Das MPQC-Paket wird verwendet, um ab-initio-Methoden zur Verfügung zu stellen. Die Methoden, die auf der Hartree-Fock-Theorie basieren, werden im Moment mit Basissätzen von STO-3G bis 6-31G** unterstützt.

Gnuplot ist ein portables, interaktives, kommandozeilengesteuertes Plot-Programm für Daten und Funktionen, das viele Ausgabeformate unterstützt. Es enthält Treiber für eine Vielzahl von Druckern, (La)TeX, (x)fig, PostScript und so weiter. Die X11-Ausgabe befindet sich im Paket gnuplot-x11.

Die interne C-ähnliche Sprache kann Dateien mit Daten und selbstdefinierten Funktionen handhaben. Das Programm kann komplexe Zahlen verarbeiten und unterstützt Glättung sowie die Parameterbestimmung für nichtlineare und Spline-Näherungsfunktionen.

Dieses Paket soll ein voll funktionsfähiges Gnuplot installieren (-qt, -x11 oderr -nox).

A density-functional theory (DFT) Python code based on the projector-augmented wave (PAW) method and the atomic simulation environment (ASE). It uses real-space uniform grids and multigrid methods, atom-centered basis-functions or plane-waves.

GPeriodic ist ein kleines X/GTK+-basiertes Programm, welches das Periodensystem der Elemente darstellt und auch ausführlichere Informationen zu jedem Element liefert. Es umfasst z.Z. 118 Elemente.

Mit dem Werkzeug Grace kann der Benutzer mittels Mausklicks X-Y-Darstellungen erstellen. Dieses Programm hatte früher den Namen Xmgr.

Zu seinen Merkmalen gehören: benutzerdefinierte Skalierung, Skalenstriche, Beschriftungen, Symbole, Linienstile, Farben, Polynomiale Regression, Splines, gleitende Mittelwerte, DFT/FFT, Kreuz-/Auto-Korrelation, Batch-Modus für nicht interaktive Plots und Unterstützung der Druckausgabe für PostScript, FrameMaker und mehrere Bildformate.

Graphzeichnen widmet sich dem Problem der Visualisierung von strukturierter Information durch konstruieren geometrischer Darstellungen von abstrakten Graphen und Netzwerken. Automatische Generierung von Graphzeichnungen sind wichtige Anwendungen in Schlüsseltechnologien wie Datenbankdesign, Softwaretechnik, VLSI und Netzwerkdesign sowie visuelle Schnittstellen in anderen Bereichen. Situationen in denen diese Werkzeuge besonders nützlich sind, sind unter anderem:

• Sie würden gerne ein Programm neu strukturieren und müssen erst die Beziehungen zwischen dessen Typen, Prozeduren und Quelldaten verstehen.
• Sie müssen die Flaschenhälse in einem Internet-Backbone finden - nicht nur die individuellen Verknüpfungen, sondern deren Beziehungen.
• Sie debuggen ein Protokoll oder eine Mikroarchitektur, dargestellt als endlicher Automat und müssen zuerst herausfinden, wie ein bestimmter Fehlerstatus zustande kommt.
• Sie würden gerne ein Datenbankschema, eine Wissensdatenbank oder ein verteiltes Programm durchsehen, die grafisch dargestellt sind.
• Sie möchten eine Übersicht einer Sammlung von verknüpften Dokumenten sehen.
• Sie möchten Muster und Interessensgebiete in einer Datenbank von Telefonanrufen oder E-Mail-Nachrichten entdecken.

Dieses Paket enthält die Werkzeuge für die Kommandozeile.

Die GNU Scientific Library (GSL) ist eine Programmsammlung für numerische Analysen. Das GSL-Team hat die Programme von Grund auf in C geschrieben. Die Bibliothek enthält eine moderne Schnittstelle für C-Programmierer, bietet aber auch die Möglichkeit, Wrapper für hoch entwickelte Programmiersprachen zu schreiben.

Dieses Paket stellt diverse Beispielprogramme bereit.

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

Gwyddion ist ein modular aufgebautes Programm zur Visualisierung und Analyse von Daten der Rastersondenmikroskopie (Scanning Probe Microscopy - SPM). Es ist vor allem zur Analyse von Höhenfelddaten gedacht, welche durch Mikroskopietechniken wie

• Rasterkraftmikroskopie (Atomic Force Microscopy - AFM),
• Magnetkraftmikroskopie (Magnetic Force Microscopy - MFM),
• Rastertunnelmikroskopie (Scanning Tunneling Microscopy - STM),
• Optische Rasternahfeldmikroskopie (Near-field Scanning Optical Microscopy - SNOM oder NSOM) oder andere erhalten wurden. Es kann jedoch zur Analyse beliebiger Höhenfeld- und Bilddaten genutzt werden.

Dieses Paket beinhaltet das Hauptprogramm und seine Module. Es umfasst außerdem ein Programm für GNOME (und Xfce), welches Vorschauansichten für alle Gwyddion bekannten Dateitypen erstellt.

BLAS (Basic Linear Algebra Subroutines) ist eine Sammlung von effizienten Routinen für die Mehrzahl der grundlegenden Vektor- und Matrizenoperationen. Sie werden häufig als Basis für andere qualitativ hochwertige Software für Lineare Algebra, z.B. lapack und linpack, verwendet. Diese Implementierung ist die bei netlib erhältliche Fortran-77-Referenzimplementierung.

Dieses Paket enthält eine gemeinsam genutzte Version der Bibliothek.

LAPACK in der Version 3.0 ist eine umfassende FORTRAN-Bibliothek für Operationen der linearen Algebra, wie z.B. Matrizeninvertierung, Lösung von linearen Gleichungssystemen mit der Methode der kleinsten Quadrate, Eigenwertanalyse, Singulärwertzerlegung usw. Es ist ein sehr umfassendes und angesehenes Paket, das umfangreiche Verwendung in der wissenschaftlichen Gemeinschaft gefunden hat.

Dieses Paket enthält eine gemeinsam genutzte Version der Bibliothek.

SSM ist eine Koordinatenüberlagerungsbibliothek für Makromoleküle, die von Eugene Krissinel vom EBI geschrieben wurde.

Die Bibliothek implementiert den SSM-Algorithmus des Protein-Strukturvergleichs in drei Dimensionen, der ein ursprüngliches Verfahren zum Abgleichen von Graphen umfasst, die auf den Sekundärstruktur-Elementen des Proteins basieren, gefolgt von einer iterativen dreidimensionalen Ausrichtung der Calpha-Atome des Proteinrückgrats.

Dieses Paket enthält das Programm, das die Bibliothek nutzt.

MayaVi2 ist ein plattformübergreifendes Werkzeug zur 2D- und 3D-Visualisierung wissenschaftlicher Daten. Die Merkmale:

• Visualisierung von skalaren, vektoriellen und Tensor-Daten in 2 und 3 Dimensionen
• Einfache Skriptmöglichkeit mittels Python
• Einfache Erweiterung mittels externer Quellen, Module und Datenfilter
• Liest einige Datenformate: VTK (alt und XML), PLOT3D, usw.
• Speichert Visualisierungen
• Speichert berechnete Bilder in mehreren Bildformaten.

MayaVi2 wurde hinsichtlich Skriptschnittstelle und Erweiterbarkeit konzipiert. Während die Anwendung MayaVi2 an sich schon einsetzbar ist, kann sie auch als ein Envisage-Plugin verwendet werden, was die direkte Integration in Benutzerprogramme ermöglicht. Alternativ kann sie auch als Visualisierungs-Engine für beliebige Anwendungen verwendet werden.

Dieses Paket stellt auch eine Hülle für VTK-Objekte bereit (TVTK), um eine komfortable Python-API zu liefern, wobei Traits-Attribute und NumPy/SciPy-Arrays unterstützt werden. TVTK ist - bis auf ein kleines Erweiterungsmodul - in reinem Python implementiert.

MPQC is an ab-inito quantum chemistry program. It is especially designed to compute molecules in a highly parallelized fashion.

It can compute energies and gradients for the following methods:

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

Additionally, it can compute energies for the following methods:

• 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)

It also includes an internal coordinate geometry optimizer.

MPQC is built upon the Scientific Computing Toolkit (SC).

NCO ist eine Zusammenstellung von Programmen, die als Operatoren bekannt sind. Die Operatoren sind eigenständige Kommandozeilenprogramme, die in einer POSIX-Shell ausgeführt werden können. Die Operatoren holen ihre Eingaben aus einer oder mehreren netCDF-Dateien, führen Aufgaben aus (z.B. Durchschnittsberechnung oder Hyperslabbing) und erzeugen eine netCDF-Ausgabedatei. NCO wurde ursprünglich entwickelt, um Klimadaten zu verarbeiten und zu analysieren. Dennoch funktioniert es mit beliebigen Datenbeständen im netCDF-Format.

Sie können ncview verwenden, um schnell und einfach per Knopfdruck Dateien im NetCDF-Format zu betrachten. Sie können einfache Filme der Daten betrachten, Daten in unterschiedlichen Dimensionen darstellen, die tatsächlichen Werte der Daten prüfen, Farbwerte ändern, die Daten invertieren sowie weitere einfache grafische Operationen durchführen.

Dieses Paket enthält die Programme ncdump und ncgen, die NetCDF-Dateien in ASCII und zurück konvertieren können. NetCDF (network Common Data Form) ist eine Schnittstelle für den Zugriff auf wissenschaftliche Daten und eine frei verfügbare Softwarebibliothek, welche eine Implementierung dieses Interfaces bietet. Die netCDF-Bibliothek definiert auch ein maschinenunabhängiges Format zur Repräsentation von wissenschaftlichen Daten. Die Schnittstelle, die Bibliothek und das Format unterstützen zusammen die Erzeugung, den Zugriff und die Verteilung von wissenschaftlichen Daten.

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 ist eine (zum größten Teil zu MATLAB® kompatible) höhere Programmiersprache, die hauptsächlich für numerische Berechnungen gedacht ist. Sie stellt eine komfortable Kommandozeilenschnittstelle zur numerischen Lösung linearer und nichtlinearer Probleme bereit.

Octave kann dynamisch mittels vom Anwender bereitgestellter C++-Dateien erweitert werden.

The KIM API is an Application Programming Interface for atomistic simulations. The API provides a standard for exchanging information between atomistic simulation codes (molecular dynamics, molecular statics, lattice dynamics, Monte Carlo, etc.) and interatomic models (potentials or force fields). It also includes a set of library routines for using the API with bindings for:

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

Atomistic simulation codes that support the KIM API work seamlessly with the KIM-compliant interatomic models (KIM Models) distributed on this website. The interface is computationally efficient and often requires relatively minor changes to existing codes.

This package contains models and model-drivers for KIM-API

Das Projekt Open MPI kombiniert Methoden und Ressourcen aus mehreren anderen Projekten (FT-MPI, LA-MPI, LAM/MPI und PACX-MPI), um die beste verfügbare MPI-Bibliothek (Message Passing Interface) zu verwirklichen. Als eine völlig neue, MPI-3.1-konforme Umsetzung bietet Open MPI Vorteile für System- und Software-Hersteller, Anwendungsentwickler und forschende Informatiker.

Merkmale:

• vollständig konform zum MPI-3.1-Standard
• Threadsicherheit und Nebenläufigkeit
• dynamische Erzeugung von Prozessen
• leistungsstark auf allen Plattformen
• zuverlässige und schnelle Job-Verwaltung
• tolerant gegenüber Netzwerk- und Prozessfehlern
• unterstützt heterogene Netzwerke
• eine einzelne Bibliothek unterstützt sämtliche Netzwerke
• Instrumentierung zur Laufzeit
• unterstützt viele Job-Scheduler
• internationalsierte Fehlermeldungen
• komponentenbasierter Entwurf, dokumentierte APIs

Dieses Paket enthält die Open-MPI-Dienstprogramme.

OpenMX (Open source package for Material eXplorer) is a program package for nano-scale material simulations based on density functional theories (DFT), norm-conserving pseudopotentials and pseudo-atomic localized basis functions. Since the code is designed for the realization of large-scale ab initio calculations on parallel computers, it is anticipated that OpenMX can be a useful and powerful tool for nano-scale material sciences in a wide variety of systems such as biomaterials, carbon nanotubes, magnetic materials, and nanoscale conductors.

PSI3 is an ab-initio quantum chemistry program. It is especially designed to accurately compute properties of small to medium molecules using highly correlated techniques.

It can compute energies and gradients for the following methods:

• Closed shell and general restricted open shell Hartree-Fock (RHF/ROHF) (including analytical hessians 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)) (only for unrestricted (UHF) reference wavefunctions)

Additionally, it can compute energies for the following methods:

• 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)

Further features include:

• Flexible, modular and customizable input format
• Excited state calculations with the CC2/CC3, EOM-CCSD, CASSCF, MRCI and MRCCSD methods
• Internal coordinate geometry optimizer
• Harmonic frequencies calculations
• One-electron properties like dipole/quadrupole moments, natural orbitals, electrostatic potential, hyperfine coupling constants or spin density
• Utilization of molecular point-group symmetry to increase efficiency

The lmfit Python package provides a simple, flexible interface to non-linear optimization or curve fitting problems. The package extends the optimization capabilities of scipy.optimize by replacing floating pointing values for the variables to be optimized with Parameter objects. These Parameters can be fixed or varied, have upper and/or lower bounds placed on its value, or written as an algebraic expression of other Parameters.

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.

This is the Python 3 version of the package.

SciPy ergänzt die populären NumPy-Module (das Paket python-numpy), indem eine Vielfalt von hochentwickelten Wissenschafts- und Technikmodulen zusammen in einem Paket geliefert werden.

SciPy ist ein Satz von quelloffenen wissenschaftlichen und numerischen Werkzeugen für Python. Es unterstützt derzeit spezielle Funktionen, Integrale, Gradientenoptimierung und genetische Algorithmen. Enthalten sind Werkzeuge für Parallelrechner, ein Gleichungslöser für gewöhnliche Differentialgleichungen (ODE), ein Programm, das Ausdrücke in C++-Code umsetzt und anderes mehr.

SymPy ist eine Python-Bibliothek für symbolische Mathematik (Manipulation). Das Ziel ist ein komplett ausgestattetes Computeralgebrasystem (CAS) zu werden, während der Code so einfach wie möglich gehalten werden soll, um verständlich und einfach erweiterbar zu sein. SymPy wurde ausschließlich in Python geschrieben und benötigt keine externen Bibliotheken, außer für die optionale Unterstützung von Plots.

Dieses Paket enthält die Python-3-Version von sympy.

Pyxplot is a multi-purpose graph plotting tool, scientific scripting language, vector graphics suite, and data processing package. Its interface is designed to make common tasks -- e.g., plotting labelled graphs of data -- accessible via short, simple, intuitive commands.

Pyxplot produces publication-quality figures. To this end, text is rendered with all of the beauty and flexibility of the LaTeX typesetting environment.

Extensive documentation and examples can be found in the pyxplot-doc package. A gallery of sample plots is available from the project's web site.

Quantum ESPRESSO (formerly known as PWscf) is an integrated suite of computer codes for electronic-structure calculations and materials modeling at the nanoscale. It is based on density-functional theory, plane waves, and pseudopotentials (both norm-conserving, ultrasoft, and PAW).

Features include:

• Ground-state single-point and band structure calculations using plane-wave self-consistent total energies, forces and stresses
• Separable norm-conserving and ultrasoft (Vanderbilt) pseudo-potentials, PAW (Projector Augmented Waves)
• Various exchange-correlation functionals, from LDA to generalized-gradient corrections (PW91, PBE, B88-P86, BLYP) to meta-GGA, exact exchange (HF) and hybrid functionals (PBE0, B3LYP, HSE)
• Car-Parrinello and Born-Oppenheimer Molecular Dynamics
• Structural Optimization including transition states and minimum energy paths
• Spin-orbit coupling and noncollinear magnetism
• Response properties including phonon frequencies and eigenvectors, effective charges and dielectric tensors, Infrared and Raman cross-sections, EPR and NMR chemical shifts
• Spectroscopic properties like K- and L1-edge X-ray Absorption Spectra (XAS) and electronic excitations

SasView is software for the analysis of Small-Angle Scattering (SAS) data.

It fits analytic functions describing different types of material microstructure to experimental data in order to determine the shape, size and degree of ordering.

SasView also includes tools for calculating scattering length densities, slit sizes, resolution, fringe thicknesses/d-spacings, the (Porod) invariant ('total scattering'), and distance distribution functions.

SasView is a Small Angle Scattering Analysis Software Package, originally developed as part of the NSF DANSE project under the name SansView, now managed by an international collaboration of facilities.

This package installs the sasview executable script.

Dieses Metapaket installiert nützliche Pakete für numerische Berechnungen. Die Pakete bieten ein Array-orientiertes Berechnungs- und Visualisierungssystem für wissenschaftliches Rechnen und Datenanalyse. Sie ähneln kommerziellen Systemen wie Matlab und IDL.

Scilab ist ein matrixorientiertes, wissenschaftliches Softwarepaket. Es enthält hunderte integrierte mathematische Funktionen und reichhaltige Datenstrukturen (einschließlich Polynome, Brüche, lineare Systeme, Listen usw.). Beigelegt sind auch diverse spezifische Werkzeugsätze für Steuerung, Signalverarbeitung, …

Dieses Paket enthält außerdem Xcos, einen grafischen Editor zur Erstellung von Modellen für dynamische Hybridsysteme. Modelle können erstellt, geladen, abgespeichert, kompiliert und simuliert werden. Als stabile und effiziente Lösung für industrielle und akademische Anforderungen stellt Xcos Funktionalitäten zum Modellieren von mechanischen Systemen (Fahrzeug-, Flugtechnik, …), Hydraulikkreisläufen (Damm-, Rohrmodelle, …), Steuerungssystemen usw. bereit. Die Verwendung von Modelica ist möglich.

Das Paket »scilab-cli« installiert eine Minimalversion von Scilab.

Eine freie, plattformübergreifende Bibliothek schneller C++-Routinen, die Daten in bis zu drei Dimensionen plotten. Sie kann Plots in Bitmaps und die Vektordateitypen EPS, SVG und IDTF exportieren. Es gibt einfache Fensterschnittstellen, die auf GLUT, FLTK und/oder Qt basieren. MathGL kann ebenso auf der Konsole verwendet werden. Es sind Schnittstellen für eine Reihe von Sprachen vorhanden, beispielsweise C, Fortran, Pascal, Forth, Python und Octave.

Dieses Paket enthält die UDAV-Fensterumgebung, basierend auf MathGL.

V_Sim visualisiert Atomstrukturen wie Kristalle, Korngrenzen, Moleküle und so weiter (sowohl im binären Format oder auch im Textformat ASCII).

Die Darstellung erfolgt in »pseudo-3D« mit Kugeln (Atome) oder Pfeilen (Spins). Der Benutzer kann durch viele Funktionen eingreifen, um die Ansicht oder die Bindungen zu ändern, die Schnittebenen darzustellen, Oberflächen aus skalaren Feldern zu erstellen, Knoten zu duplizieren, die Geometrie zu vermessen… Mehr noch, V_Sim ermöglicht das Exportieren der Ansichten als Bild im PNG-, JPG-, PDF-Format (Bitmap), als SVG (Entwurf) und in andere Formate. Es sind auch einige Werkzeuge zum Einfärben von Atomen mittels Datenwerten oder zur Animation vieler Positionsdateien auf dem Bildschirm vorhanden.

The analysis of macromolecular structures often requires a comprehensive definition of atomic neighborhoods. Such a definition can be based on the Voronoi diagram of balls, where each ball represents an atom of some van der Waals radius. Voronota is a software tool for finding all the vertices of the Voronoi diagram of balls. Such vertices correspond to the centers of the empty tangent spheres defined by quadruples of balls. Voronota is especially suitable for processing three-dimensional structures of biological macromolecules such as proteins and RNA.

Since version 1.2 Voronota also uses the Voronoi vertices to construct inter-atom contact surfaces and solvent accessible surfaces. Voronota provides tools to query contacts, generate contacts graphics, compare contacts and evaluate quality of protein structural models using contacts.

Axiom ist für die Erforschung und Entwicklung von mathematischen Algorithmen nützlich. Es definiert eine stark typisierte, mathematisch korrekte Typenhierarchie. Es hat eine Programmiersprache und einen eingebauten Compiler.

Axiom wird seit 1973 entwickelt und wurde als kommerzielles Produkt verkauft. Es wurde als Freie Software veröffentlicht.

Es laufen Bemühungen zur Erweiterung der Software:

 (a) Entwicklung einer besseren Nutzerschnittstelle
 (b) Nutzbarmachung als Lehrwerkzeug
 (c) Entwicklung eines Algebra-Serverprotokolls
 (d) Integration weiterer Mathematik
 (e) Neuaufbau der Algebra im »literate programming«-Stil
 (f) Integration logischer Programmierung
 (g) Entwicklung eines Axiom-Journals mit begutachteten Einreichungen.

Dieses Paket enthält das Hauptprogramm und alle vorkompilierten Algebra- und automatisch ladbaren Module.

Data Explorer ist ein System von Werkzeugen und Benutzerschnittstellen zum Visualisieren von Daten. Generell lässt sich die Datenvisualisierung als ein dreistufiger Vorgang betrachten:

  1. Beschreiben und Importieren der Daten
  2. Die Daten mit einem Visualisierungsprogram verarbeiten
  3. Das resultierende Bild präsentieren
Dies ist das Hauptpaket.

Data Explorer is a system of tools and user interfaces for visualizing data. In general terms the visualization of data can be considered a 3-stage process:

   1. Describing and importing data
   2. Processing the data through a visualization program
   3. Presenting the resulting image.
This is the documentation package. It includes online help and html

documentation.

Dieses Paket enthält Beispiel-Skripte und -Netzwerke für den OpenDX Data Explorer. Sie werden im OpenDX referenziert, können aber auch alleine zum Durchforsten und Untersuchen verwendet werden.

Hierarchical Data Format 5 (HDF5) ist ein Dateiformat und eine Bibliothek, um wissenschaftliche Daten zu speichern. HDF5 wurde entworfen und entwickelt, um die Unzulänglichkeiten von HDF4.x anzugehen. Es unterstützt Dateien größer als 2 GB und parallele Ein-/Ausgabe. Das Datenformat ist mächtiger und flexibler.

Dieses Paket enthält Hilfswerkzeuge für HDF5.

Hierarchical Data Format 5 (HDF5) ist ein Dateiformat und eine Bibliothek, um wissenschaftliche Daten zu speichern. HDF5 wurde entworfen und entwickelt, um die Unzulänglichkeiten von HDF4.x anzugehen. Es unterstützt Dateien größer als 2 GB und parallele Ein-/Ausgabe. Das Datenformat ist mächtiger und flexibler.

Dieses Paket enthält Laufzeitprogramme für HDF5.

This module provides an interface to layout and image generation of directed and undirected graphs in a variety of formats (PostScript, PNG, etc.) using the "dot", "neato", "twopi", "circo" and "fdp" programs from the GraphViz project (http://www.graphviz.org/ or http://www.research.att.com/sw/tools/graphviz/).

Maxima ist ein Programm für Symbolisches Rechnen. Es bietet alle Möglichkeiten der symbolischen Manipulation von Polynomen, Matrizen, rationalen Funktionen, Integration, Todd-Coxeter-Methoden zur Analyse von finiten Gruppen, Zeichnen von Graphen und Berechnung von Fließkommazahlen mehrfacher Genauigkeit. Es enthält einen symbolischen Debugger auf Quellcode-Ebene für Maxima-Programmcode. Maxima beruht auf dem in den 1970ern am MIT entwickelten Macsyma. Es ist weitgehend verlässlich, verfügt über eine gute Speicherbereinigung und ist frei von Speicherlecks. Es ist mit Hunderten von Selbsttests ausgestattet.

Dieses Paket enthält die Hauptprogramme und die grundlegenden Systemdateien.

NetCDF (Network Common Data Form) ist eine Schnittstelle für den Zugriff auf wissenschaftliche Daten und eine frei verteilte Softwarebibliothek, die eine Implementierung dieser Schnittstelle bereitstellt. Die netCDF-Bibliothek definiert außerdem ein maschinenunabhängiges Format für die Repräsentation wissenschaftlicher Daten. Gemeinsam unterstützen die Schnittstelle, die Bibliothek und das Format die Erstellung und die gemeinsame Nutzung wissenschaftlicher Daten sowie den Zugriff darauf.

Dieses Paket enthält Dokumentation für die NetCDF-Bibliothek in verschiedenen Formaten.

Das Projekt Open MPI kombiniert Methoden und Ressourcen aus mehreren anderen Projekten (FT-MPI, LA-MPI, LAM/MPI und PACX-MPI), um die beste verfügbare MPI-Bibliothek (Message Passing Interface) zu verwirklichen. Als eine völlig neue, MPI-3.1-konforme Umsetzung bietet Open MPI Vorteile für System- und Software-Hersteller, Anwendungsentwickler und forschende Informatiker.

Dieses Paket enthält Handbuchseiten, die den MPI-Standard beschreiben.

PyMca is set of applications and Python libraries for analysis of X-ray fluorescence spectra.

The applications included in this package are:

• edfviewer - Display and inspection of data files in ESRF Data Format
• elementsinfo - Displays element specific X-ray data
• mca2edf - Converts files from SPEC MCA format to EDF
• peakidentifier - Displays X-ray fluorescence peaks in a given energy range
• pymcabatch - Batch fitting of spectra
• pymcapostbatch - Post-processing of batch fitting results
• pymca - Interactive data-analysis
• pymcaroitool - Region-of-interest (ROI) imaging tool

The PyMca toolkit can read data files in SPEC, ESRF data file (EDF), OMNIC, HDF5, AIFIRA and SupaVisio formats.

This are the scripts of the package.

Pygraphviz is a Python interface to the Graphviz graph layout and visualization package.

With Pygraphviz you can create, edit, read, write, and draw graphs using Python to access the Graphviz graph data structure and layout algorithms.

This package contains the Python 3 version of python-pygraphviz.

Qtiplot ist eine vollständige Plotsoftware. Sie ähnelt dem Programm Origin der Firma OriginLab. (Unter http://www.originlab.com finden Sie weitere Informationen über Origin.)

Die Software kann zwei- und dreidimensionale, veröffentlichungsreife Plots von Datensätzen und Funktionen erzeugen. Es können Näherungsfunktionen gefunden werden, sowohl nichtlinear als auch an/für mehrere Spitzen.

Einige Möglichkeiten:

• plattformübergreifend: Qtiplot funktioniert nativ auf Rechnern mit Windows, Mac OS X und Linux/Unix
• vollständig durch Python-Skripte steuerbar
• 3D-Plots mit OpenGL
• publikationsfähige Plots und einfacher Export in verschiedene Bildformate (EMF, EPS, PS, PDF, SVG, BMP, JPG, PNG, TIFF, etc.)
• einfache Zusammenarbeit mit dem Satzsystem LaTeX
• leistungsfähige und vielfältige Arbeitsblätter und Berechnungen in Spalten-Logik sowie einfacher Import/Export von mehreren Dateien
• Zugriff auf umfangreiche eingebaute Datenanalye-Routinen mit einem Klick
• fortgeschrittene statistische Analysen: t-Test, Varianzanalyse, Chi-Quadrat-Test für Varianz, Signifikanztest (Shapiro-Wilk-Test)
• lineare und nichtlineare Kurvenanpassung mit Gewichtung und Schätzung der statistischen Fehler der ermittelten Parameter
• Anpassung an mehrere Peaks
• Werkzeuge für Bildanalysen
• Unterstützung von Vorlagen: alle Einstellungen für Plots, Tabellen und Matrizen können in ASCII-Dateien gespeichert und später wieder geladen werden.
• verzeichnisbasierte Projektdateien und ein mächtiger Projekt-Explorer mit eingebautem Drag-and-Drop und Suchmöglichkeiten
• kompletter Import von Excel-Arbeitsbüchern und ODF-Arbeitsblättern (Open Document Format), dBase-, SQLite- sowie Microsoft-Access-Datenbanken

Dieses Metapaket installiert Debian-Science-Pakete mit Bezug zur Mathematik. Vielleicht ist auch das Debtag field::mathematics und, je nach Ihrem Fokus, das Metapaket education-mathematics für Sie von Interesse.

Dieses Metapaket ist Teil des Debian Pure Blend »Debian Science« und installiert Pakete im Zusammenhang zum Begriff Statistiken. Dieser Task ist ein allgemeiner Task, welcher nützlich ist für alle wissenschaftlichen Arbeiten. Das Paket hängt von einer Reihe von R-Paketen ab, genau so wie von anderen Werkzeugen, die nützlich für die Anwendung von Statistik sind. Des weiteren ist der Task Mathematik-Wissenschaften empfohlen, um optionale Mathematik-Software zu installieren.