Debian Science Nanoscale Physics packages

ABINIT jest pakietem, którego główny program pozwala na wyznaczenie całkowitej energii, gęstości ładunku i struktury elektronowej układów złożonych z elektronów i nukleonów (molekuł oraz periodyczności sieci) wraz z teorią funkcjonału gęstości (DFT), używając pseudopotencjałów i funkcji fali płaskiej.

ABINIT zawiera również opcje do optymalizacji geometrii wg sił i naprężeń DFT lub przeprowadzania dynamicznych symulacji molekularnych używając tych sił lub do generowania dynamicznych macierzy, efektywnych ładunków Borna oraz tensorów dielektrycznych. Stan wzbudzony można oszacować z zależnej od czasu teorii funkcjonału gęstości (dla molekuł) lub z teorii perturbacji wielu ciał (przybliżenie GW). Dodatkowo różne programy narzędziowe są dostarczone.

Pakiet zawiera pliki wykonywalne potrzebne do wykonywania obliczeń (jednakże pseudopotencjały nie są dostarczane). Aby korzystać ze zbioru pseudopotencjałów, należy zainstalować pakiet abinit-data.

ASE (Atomic Simulation Environment) to środowisko symulacji atomowej napisane w języku programowania Python, którego celem jest konfigurowanie, sterowanie i analizowanie symulacji atomowych. ASE jest częścią CAMPOS, otwartoźródłowego projektu CAMP.

ASE zawiera interfejsy Pythona do kilku różnych kodów struktur elektronicznych, w tym: Abinit, Asap, Dacapo, Elk, GPAW i SIESTA.

Ten pakiet zawiera skrypty wykonywalne.

Avogadro jest systemem do molekularnego modelowania oraz wizualizacji cząsteczek i biocząsteczek. Może wizualizować właściwości cząsteczek, takie jak orbitale lub potencjały elektrostatyczne, a ponadto udostępnia intuicyjne narzędzie do budowania cząsteczek.

Podstawowe możliwości:

• molekularne modelowanie z automatyczną optymalizacją opartą na geometrii pól siłowych;
• mechanika molekularna obejmująca wyszukiwanie według ograniczeń i konformacji;
• wizualizacja orbitali molekularnych oraz ogólnych izopowierzchni;
• wizualizacja drgań i kreślenie widm oscylacyjnych;
• obsługa krystalograficznych komórek elementarnych;
• generowanie wejścia dla pakietów chemii kwantowej Gaussian, GAMESS i MOLPRO;
• elastyczna architektura wtyczek i skryptów Pythona.

Avogadro odczytuje formaty plików takie jak: PDB, XYZ, CML, CIF, Molden oraz dane wyjściowe: Gaussian, GAMESS i MOLPRO.

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 to system algebry komputerowej zaprojektowany specjalnie do rozwiązywania problemów napotykanych w teorii pola. Zawiera rozbudowane funkcje upraszczania tensorów wielomianowych, obejmujące: symetrie wielomianowe, fermiony i zmienne antykomutacyjne, algebrę Clifforda i transformację Fierza, niejawną zależność współrzędnych, wiele typów indeksów itd. Format wejściowy jest podzbiorem TeX-a.

CBFlib is a library of ANSI-C functions providing a simple mechanism for accessing Crystallographic Binary Files (CBF files) and Image-supporting CIF (imgCIF) files.

This package contains various utility programs.

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.

Pakiet cod-tools zawiera zestaw modułów Perla i narzędzi wiersza poleceń do zarządzania plikami w formacie CIF (Crystallographic Information Format) w wersjach 1.1 i 2.0.

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 to pakiet LaTeX-a umożliwiający łatwe rysowanie diagramów Feynmana * profesjonalnej jakości. Diagramy Feynmana są ilustracjami, które wyraźnie pokazują podstawowe interakcje cząstek subatomowych. Diagramy można tworzyć za pomocą programów Metafont lub MetaPost. FeynMF w zadowalający sposób porządkuje większość diagramów w oparciu o ich strukturę, bez konieczności ręcznej interwencji. Niemniej jednak w nietypowych przypadkach dostępne są wszystkie opcje Metafont lub MetaPost.

Uwaga! Aby korzystać z wersji FeynMF opartej na MetaPost należy zainstalować pakiet texlive-metapost.

Finalcif to w pełni funkcjonalny edytor plików CIF, który ułatwia edycję i sprawdzanie poprawności plików CIF. Gromadzi wszystkie informacje z folderu roboczego potrzebne do sfinalizowania pliku CIF do publikacji. W każdym przypadku można również zaimportować prawidłowy plik CIF w celu uzupełnienia informacji. W idealnych przypadkach wystarczy jedno kliknięcie, aby plik był gotowy do publikacji.

Zasadniczo należy mieć odpowiedni plik CIF dla FinalCif w jego oryginalnym folderze roboczym "work", który zawiera wszystkie inne pliki, takie jak: pliki list SAINT, pliki list SADABS, pliki list SHELX itp., które doprowadziły do powstania tego pliku CIF.

Sprawdzenie ostatecznego pliku CIF za pomocą serwera IUCr CheckCIF to problem polegający na jednym kliknięciu w FinalCif. Otrzymuje się raport internetowy i plik PDF lub po prostu lokalne sprawdzenie PLATON CIF na komputerach bez dostępu do Internetu.

FinalCif generuje piękne raporty CIF w ciągu kilku sekund do publikacji w postaci plików MS Word (również kompatybilnych z Openoffice itp.). Raport zawiera tabele właściwości struktury, takie jak wartości R lub parametry atomów, a także tekst raportu na temat warunków eksperymentu.

Przycisk "Zapisz plik cif" zapisuje bieżący plik pod nazwą: "nazwa"-finalcif.cif. FinalCif nigdy nie wprowadzi zmian w oryginalnym pliku CIF.

Fityk jest elastycznym i przenośnym programem do dopasowywania nieliniowych funkcji analitycznych (zwłaszcza modelowanych wierzchołkami) do danych (zwykle doświadczalnych). Innymi słowy służy do oddzielenia i analizy nieliniowych wierzchołków.

Zaprojektowany został do analizy dyfraktogramów, ale może zostać użyty do innych celów, odkąd pojęcia i operacje specyficzne dla krystalografii są oddzielone od reszty programu.

Fityk oferuje różnorodne metody dopasowywania nieliniowego, odejmowanie tła, kalibrację danych, łatwe umieszczanie wierzchołków i zmianę ich parametrów, automatyzację powszechnie używanych zadań poprzez skrypty, i dużo więcej. Główną zaletą programu jest elastyczność - parametry wierzchołków mogą być dowolnie powiązane między sobą np. szerokość wierzchołka może być niezależną zmienną, może być taka sama jak szerokość innego wierzchołka lub też może być złożoną - wspólną dla wszystkich wierzchołków - formułą.

Pakiet libjs-sphinxdoc potrzebny jest do zainstalowania plików źródłowych JavaScript w dokumentacji.

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.

A GTK+ based program for the display and manipulation of isolated molecules, periodic systems and crystalline habits. It is in development, but is nonetheless fairly functional. It has the following features:

• Support for several file types (CIF, BIOSYM, XYZ, XTL, MARVIN, and GULP)
• A simple molecular creation and manipulation tool
• A dialogue for creating starting configurations for molecular dynamics simulations
• Assorted tools for visualization (geometry information, region highlighting, etc.)
• Animation of BIOSYM files (also rendered animations, see below)

GDIS also allows you to perform the following functions through other packages:

• Model rendering (courtesy of POVRay)
• Energy minimization (courtesy of GULP)
• Morphology calculation (courtesy of cdd)
• Space group processing (courtesy of SgInfo)
• View the Periodic Table (courtesy of GPeriodic)
• Load additional filetypes, such as PDB (courtesy of Babel)

GGobi to otwartoźródłowy program, służący do eksploracji i wizualizacji danych wielowymiarowych. GGobi zapewnia niezwykle dynamiczną i interaktywną grafikę taką jak wektoryzacja, a także znaną grafikę, taką jak wykresy punktowe, wykresy słupkowe i wykresy współrzędnych równoległych. Wykresy są interaktywne i powiązane z podświetlaniem i identyfikacją punktów.

Więcej informacji można znaleźć na stronie http://www.ggobi.org.

Ghemical jest pakietem oprogramowania stosowanym w chemii obliczeniowej, napisanym w języku C++. Posiada graficzny interfejs użytkownika i obsługuje zarówno modele mechaniki kwantowej (na wpół doświadczalne) jak i modele mechaniki molekularnej. Zapewnia optymalizację geometrii, dynamikę molekularną oraz zawiera duży zestaw narzędzi wizualnych wspieranych przez OpenGL.

Ghemical opiera się na kodzie zewnętrznym, umożliwiającym dokonywanie obliczeń w mechanice kwantowej. Zawiera, pochodzące z pakietu MOPAC7, semiempiryczne metody MNDO, MINDO/3, AM1 i PM3. Pakiet MPQC dostarcza, opartych na teorii Hartree-Focka, metod ab initio, obsługiwanych obecnie w podstawowym zakresie od STO-3G do 6-31G**.

Gnuplot to przenośny, sterowany z wiersza poleceń, interaktywny program do tworzenia dwu i trójwymiarowych wykresów na podstawie danych i funkcji. Obsługuje wiele formatów wyjściowych, w tym sterowniki do wielu drukarek (La)TeX, (x)fig, Postscript itd. Wersja programu do środowiska X11 znajduje się w pakiecie gnuplot-x11. Wersja programu z interfejsem Qt znajduje się w pakiecie gnuplot-qt.

Pliki danych oraz samodzielnie zdefiniowane funkcje mogą być zarządzane przy użyciu wewnętrznego języka podobnego do C. Program może wykonywać wygładzanie, dopasowania krzywymi składanymi lub dopasowania nieliniowe. Może także pracować na liczbach zespolonych.

Ten metapakiet służy do instalacji w pełni funkcjonalnego programu gnuplot (-qt, -x11 lub -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 jest małym programem X napisanym w GTK+, który pozwala na przeszukiwanie tablicy okresowej pierwiastków oraz wyświetlanie szczegółowych informacji o każdym jej elemencie. Obecnie jest obsługiwanych 118 pierwiastków.

Grace jest narzędziem typu wskaż-i-kliknij, umożliwiającym użytkownikowi rysowanie wykresów X-Y. Program był wcześniej znany jako Xmgr.

Niektóre z jego funkcji: skalowanie zdefiniowane przez użytkownika, zaznaczanie odstępów na osi, etykiety, symbole, style linii, kolory, regresja wielomianowa, krzywe sklejane, obliczanie średnich kroczących, transformatory DFT/FFT, korelacja wzajemna/autokorelacja, tryb wsadowy pozwalający na bezobsługowe kreślenie oraz obsługa drukowania do formatu PostScript, FrameMaker i kilku formatów graficznych.

Graph drawing addresses the problem of visualizing structural information by constructing geometric representations of abstract graphs and networks. Automatic generation of graph drawings has important applications in key technologies such as database design, software engineering, VLSI and network design and visual interfaces in other domains. Situations where these tools might be particularly useful include:

• you would like to restructure a program and first need to understand the relationships between its types, procedures, and source files
• you need to find the bottlenecks in an Internet backbone - not only individual links, but their relationships
• you're debugging a protocol or microarchitecture represented as a finite state machine and need to figure out how a certain error state arises
• you would like to browse a database schema, knowledge base, or distributed program represented graphically
• you would like to see an overview of a collection of linked documents
• you would like to discover patterns and communities of interest in a database of telephone calls or e-mail messages

This package contains the command-line tools.

GNU Scientific Library (GSL) jest zbiorem funkcji do analizy numerycznej. Funkcje te zostały napisane od podstaw w języku C przez zespół GSL i prezentują nowoczesne API dla programistów języka C, umożliwiając pisanie nakładek do wysokopoziomowych języków programowania.

Ten pakiet zawiera kilka przykładowych plików binarnych.

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

Gwyddion jest modularnym programem do wizualizacji i analizy danych mikroskopii z sondą skanującą (SPM). Przeznaczony jest głównie do analizy danych zawierających wartość pola jako wskaźnik trzeciej współrzędnej położenia - wysokości, otrzymanych przy pomocy następujących technik:

• Mikroskop Sił Atomowych (AFM),
• Mikroskop Sił Magnetycznych (MFM),
• Skaningowy Mikroskop Tunelowy (STM),
• Mikroskop Optyczny Bliskiego Pola (SNOM lub NSOM) i wiele innych. Może być również użyty do arbitralnej analizy obrazów danych zawierających wartość pola jako wskaźnik trzeciej współrzędnej położenia - wysokości.

Pakiet zawiera główną aplikację i jej moduły. Zawiera również program Thumbnailer do GNOME (i Xfce), który tworzy podgląd wszystkich typów plików obsługiwanych przez program Gwyddion.

BLAS (Basic Linear Algebra Subroutines) to zestaw wydajnych funkcji do większości podstawowych operacji na wektorach i macierzach. Są one szeroko stosowane jako podstawa do innych wysokiej jakości, liniowych programów algebraicznych, np. LAPACK i Linpack. Ta implementacja jest implementacją referencyjną do Fortran 77, którą można znaleźć na netlib.

Pakiet zawiera bibliotekę współdzieloną.

LAPACK version 3.X is a comprehensive FORTRAN library that does linear algebra operations including matrix inversions, least squared solutions to linear sets of equations, eigenvector analysis, singular value decomposition, etc. It is a very comprehensive and reputable package that has found extensive use in the scientific community.

This package contains a shared version of the library.

SSM is a macromolecular coordinate superposition library, written by Eugene Krissinel of the EBI.

The library implements the SSM algorithm of protein structure comparison in three dimensions, which includes an original procedure of matching graphs built on the protein's secondary-structure elements, followed by an iterative three-dimensional alignment of protein backbone Calpha atoms.

This package contains the binaries of the libraries

MayaVi2 is a cross-platform tool for 2-D and 3-D scientific data visualization. Its features include:

• Visualization of scalar, vector and tensor data in 2 and 3 dimensions
• Easy scriptability using Python
• Easy extendability via custom sources, modules, and data filters
• Reading several file formats: VTK (legacy and XML), PLOT3D, etc.
• Saving of visualizations
• Saving rendered visualization in a variety of image formats.

MayaVi2 has been designed with scriptability and extensibility in mind. While the mayavi2 application is usable by itself, it may be used as an Envisage plugin which allows it to be embedded in user applications natively. Alternatively, it may be used as a visualization engine for any application.

This package also provides TVTK, which wraps VTK objects to provide a convenient, Pythonic API, while supporting Traits attributes and NumPy/SciPy arrays. TVTK is implemented mostly in pure Python, except for a small extension module.

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 to pakiet programów znanych jako operatory. Operatory to samodzielne programy wiersza poleceń, działające w powłoce POSIX. Operatory pobierają jeden lub więcej plików netCDF jako dane wejściowe, wykonują operacje (np. uśredniania, hiperslabowania) i tworzą plik wyjściowy w formacie netCDF. NCO został pierwotnie zaprojektowany do analizowania i zarządzania danymi klimatycznymi, chociaż działa na dowolnych zestawach danych w formacie netCDF.

Program ncview umożliwia szybkie i łatwe przeglądanie plików NetCDF za pomocą jednego przycisku. Z jego pomocą można oglądać proste filmy z danymi, przeglądać je w różnych wymiarach, sprawdzać rzeczywiste wartości danych, zmieniać mapy kolorów, odwracać dane i wykonywać inne proste operacje wizualne.

Pakiet zawiera programy ncdump i ncgen, które konwertują pliki NetCDF do formatu ASCII i na odwrót. NetCDF (network Common Data Form) to interfejs umożliwiający dostęp do danych naukowych oraz swobodnie rozpowszechniana biblioteka oprogramowania, która zapewnia implementację interfejsu. Biblioteka netCDF definiuje również niezależny od maszyny format reprezentowania danych naukowych. Łącznie interfejs, biblioteka i format wspierają tworzenie, udostępnianie i współdzielenie danych naukowych.

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 to (głównie kompatybilny z MATLAB®) język wysokiego poziomu, przeznaczony zwłaszcza do obliczeń numerycznych. Zapewnia on wygodny interfejs wiersza poleceń do rozwiązywania liniowych oraz nieliniowych zadań metodami numerycznymi.

Octave może być dynamicznie rozszerzony o dostarczone przez użytkownika pliki C++.

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

Open MPI is a project combining technologies and resources from several other projects (FT-MPI, LA-MPI, LAM/MPI, and PACX-MPI) in order to build the best MPI library available. A completely new MPI-3.1 compliant implementation, Open MPI offers advantages for system and software vendors, application developers and computer science researchers.

Features:

• Full MPI-3.1 standards conformance
• Thread safety and concurrency
• Dynamic process spawning
• High performance on all platforms
• Reliable and fast job management
• Network and process fault tolerance
• Support network heterogeneity
• Single library supports all networks
• Run-time instrumentation
• Many job schedulers supported
• Internationalized error messages
• Component-based design, documented APIs

This package contains the Open MPI utility programs.

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 jest pakietem programów z zakresu chemii kwantowej wykorzystujących do obliczeń metody ab-initio. Dzięki wysoce korelacyjnym technikom obliczeniowym jest szczególnie użyteczny w zakresie dokładnego określania własności molekuł, tak małych, jak i średniej wielkości.

Pakiet umożliwia obliczanie energii i gradientów następującymi metodami:

• Hartree-Focka dla powłoki walencyjnej i ogólnej ograniczonej powłoki otwartej (RHF/ROHF) (w tym analityczne hessiany dla RHF),
• teorii zaburzeń Mollera-Plesseta z zamkniętą powłoką (MP2),
• metodą zamknięcia przestrzeni aktywnej SCF (CASSCF),
• klastrowo-złączonych singli i dubletów (CCSD),
• klastrowo-złączonych singli i dubletów z perturbacyjnymi trypletami (CCSD(T)) (tylko dla nieograniczonych (UHF) referencyjnych funkcji falowych).

Dodatkowo może liczyć energie następującymi metodami:

• nieograniczonej otwartej powłoki Hartree-Focka (UHF),
• teorii perturbacji Moellera-Plesseta dla zamkniętej/otwartej powłoki (MP2),
• teorii MP2 z zamkniętą powłoką wyraźnie skorelowaną (MP2-R12) oraz teorii MP2 skalowanej ze składowymi spinowymi (SCS-MP2),
• teorii perturbacji Moellera-Plesseta dla zamkniętej powłoki liniowej R12 (MP2-R12),
• wieloreferencyjnej konfiguracji-interakcji (MRCI),
• przybliżonych pojedynczych klastrów drugiego/trzeciego rzędu dubletów (CC2/CC3),
• pojedynczych klastrów sprzężonych z wieloma odniesieniami dubletów (MRCCSD),
• zamkniętej powłoki i ogólnie ograniczonego równania otwartej powłoki z pojedynczymi klastrami sprzężonymi z równaniem ruchu (EOM-CCSD).

Pozostałe własności pakietu obejmują m.in.:

• elastyczne, modularne i dopasowane przez użytkownika formaty wejściowe,
• obliczenia stanów wzbudzonych metodami CC2/CC3, EOM-CCSD, CASSCF, MRCI i MRCCSD,
• wewnętrzny optymalizator koordynat geometrycznych,
• obliczenia częstotliwości harmonicznych,
• własności jednoelektronowe w rodzaju: momenty dipolowe/kwadrupolowe, orbitale naturalne, potencjały elektrostatyczne, stałe parowania hiperfinicznego, czy gęstość spinową,
• wykorzystywanie molekularnej symetrii grupowo-punktowej do zwiększenia wydajności.

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 uzupełnia popularny moduł NumPy (pakiet python-numpy), gromadząc w jednym pakiecie różnorodne moduły naukowe i inżynieryjne wysokiego poziomu.

SciPy to zestaw otwartoźródłowych narzędzi naukowych i numerycznych dla języka Python. Obecnie obsługuje funkcje specjalne, integrację, rozwiązywanie równań różniczkowych zwyczajnych (ODE), optymalizację gradientów, algorytmy genetyczne, narzędzia programowania równoległego, kompilator wyrażeń dla C++ zapewniający szybkie wykonywanie i inne.

SymPy to biblioteka Pythona przeznaczona do obsługi matematyki symbolicznej. Zaprojektowano ją aby stała się w pełni funkcjonalnym systemem algebry komputerowej (ang. Computer Algebra System - CAS), przy jednoczesnym zachowaniu możliwie najprostszego kodu, tak aby był zrozumiały i łatwy do rozbudowy. SymPy została w całości napisana w Pythonie i nie wymaga żadnych zewnętrznych bibliotek, z wyjątkiem opcjonalnego wsparcia dla kreślenia.

Pakiet zawiera wersję sympy dla Pythona 3.

Pyxplot to narzędzie wielofunkcyjne do kreślenia wykresów, naukowy język skryptowy, pakiet do grafiki wektorowej i przetwarzania danych. Jego interfejs został zaprojektowany do typowych zadań -- np. do kreślenia oznakowanych wykresów danych, -- uzyskiwania dostępu za pośrednictwem krótkich, prostych, intuicyjnych poleceń.

Pyxplot generuje dane wyjściowe w jakości nadającej się do publikowania. W tym celu, renderuje tekst ze wszystkimi zaletami i elastycznością środowiska do składania tekstu LaTeXa.

Obszerną dokumentację i przykłady można znaleźć w pakiecie pyxplot-doc. Galerię przykładowych wykresów udostępniono na stronie internetowej projektu.

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.

Ten metapakiet instaluje pakiety naukowe Debiana, które są użyteczne przy wykonywaniu obliczeń numerycznych. Pakiety te zapewniają tablicowy system obliczeń i wizualizacji do obliczeń naukowych i analizy danych. Pakiety podobne są do systemów komercyjnych, takich jak Matlab i IDL.

Scilab to oparty na macierzach pakiet oprogramowania naukowego. Scilab zawiera setki wbudowanych funkcji matematycznych, bogate struktury danych (w tym: wielomiany, wymierne, systemy liniowe, listy itp.) oraz szereg specjalistycznych zestawów narzędzi do sterowania, przetwarzania sygnałów, itd.

Ten pakiet zawiera również Xcos, edytor graficzny do projektowania hybrydowych modeli układów dynamicznych. Modele można projektować, ładować, zapisywać, kompilować i symulować. Xcos stanowi stabilne i wydajne rozwiązanie dla potrzeb przemysłu i środowiska akademickiego. Xcos zapewnia funkcje do modelowania układów mechanicznych (motoryzacja, aeronautyka ...), obwodów hydraulicznych (modelowanie zapór, rur ...), układów sterowania itp.

Aby korzystać z minimalnej wersji scilab należy zainstalować pakiet "scilab-cli".

Wolna, wieloplatformowa biblioteka szybkich funkcji języka C++ do kreślenia danych nawet w 3 wymiarach. Umożliwia eksportowanie wykresów do plików bitmap i grafiki wektorowej w formatach: EPS, SVG i IDTF. Istnieją proste interfejsy okienkowe, oparte na GLUT, FLTK lub Qt. Mathgl może być również stosowane w konsoli. Istnieją interfejsy do następujących języków: C, Fortran, Pascal, Forth, Python i Octave.

Pakiet zawiera środowisko okienkowe udav, oparte na mathgl.

V_Sim wizualizuje struktury atomowe, takie jak kryształy, granice ziaren, cząsteczki itd. (w formacie binarnym lub w formacie zwykłego tekstu).

Renderowanie odbywa się w pseudo 3D z kulkami (atomami) lub strzałkami (spinami). Użytkownik może wchodzić w interakcje za pomocą wielu funkcji, aby wybrać widok, ustawić powiązania, narysować płaszczyzny cięcia, obliczyć powierzchnie z pól skalarnych, zduplikować węzły, zmierzyć geometrię itd. Ponadto, V_Sim umożliwia eksportowanie widoku jako obrazu w formatach PNG, JPG, PDF (bitmapa), SVG (schemat) i innych formatach. Dostępne są również narzędzia do kolorowania atomów z wartości danych lub do animowania na ekranie wielu plików pozycji.

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 jest przydatny do badania i opracowywania algorytmów matematycznych. Definiuje silnie typowaną i matematycznie poprawną hierarchię typów. Posiada własny język programowania i wbudowany kompilator.

Axiom jest rozwijany od 1973 roku i był przez pewien czas sprzedawany jako produkt komercyjny. Ostatecznie został wydany jako wolne oprogramowanie.

Obecnie trwają prace nad rozszerzeniem funkcjonalności programu, ukierunkowane na: stworzenie lepszego interfejsu użytkownika, dostosowanie go do roli przydatnego narzędzia nauczania, opracowanie protokołu algebraicznego serwera, zintegrowanie innych aspektów matematyki, przebudowanie algebry w czytelnym stylu programowania, zintegrowanie programowania logicznego oraz opracowanie "Axiom Journal" z odpowiednich artykułów.

Pakiet zawiera główny program wykonywalny oraz wszystkie prekompilowane i automatycznie wczytywane moduły algebry.

Data Explorer to system narzędzi i interfejsów użytkownika do wizualizacji danych. Ogólnie rzecz biorąc, wizualizację danych można uznać za proces 3-etapowy:

   1. Opisywanie i importowanie danych.
   2. Przetwarzanie danych za pomocą programu do wizualizacji.
   3. Przedstawienie wynikowego obrazu.
To jest pakiet główny.

Data Explorer to system narzędzi i interfejsów użytkownika do wizualizacji danych. Ogólnie rzecz biorąc, wizualizację danych można uznać za proces 3-etapowy:

   1. Opisywanie i importowanie danych.
   2. Przetwarzanie danych za pomocą programu do wizualizacji.
   3. Przedstawienie wynikowego obrazu.
To jest pakiet z dokumentacją. Udostępnia on pomoc online i dokumentację w

formacie HTML.

Pakiet zawiera przykłady skryptów i sieci dla OpenDX Data Explorer. Przykłady te wymienione są w samouczku OpenDX, ale można ich również używać niezależnie do przeglądania i analizowania.

Hierarchical Data Format 5 (HDF5) jest formatem plików i biblioteką do przechowywania danych naukowych. HDF5 zostało zaprojektowane i wdrożone z ukierunkowaniem na niedostatki HDF4.x. Ma potężniejszy i elastyczniejszy model danych, obsługuje pliki większe niż 2 GB, oraz wspiera równoległe Wejście/Wyjście danych.

Pakiet zawiera narzędzia pomocnicze dla HDF5.

Hierarchical Data Format 5 (HDF5) jest formatem plików i biblioteką do przechowywania danych naukowych. HDF5 zostało zaprojektowane i wdrożone z ukierunkowaniem na niedostatki HDF4.x. Ma potężniejszy i elastyczniejszy model danych, obsługuje pliki większe niż 2 GB, oraz wspiera równoległe Wejście/Wyjście danych.

Pakiet zawiera narzędzia uruchomieniowe dla 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 jest programem do obliczeń symbolicznych, w pełni wyposażonym do działań z symbolicznymi obliczeniami wielomianów, macierzami, funkcjami wymiernymi, całkowaniem, metodami Todd-Coxetera do analizy skończonej grupy, wykresami i dokładnymi obliczeniami zmiennoprzecinkowymi. Posiada symboliczny debugger do kodu źródłowego maxima. Maxima opiera się na oryginalnym opracowaniu Macsyma w MIT (Massachusetts Institute of Technology) z 1970 roku. Jest niezawodny, nie ma wycieków pamięci, której zapewnia doskonałe czyszczenie. Jego działanie zostało sprawdzone setkami testów kontrolnych.

Pakiet zawiera podstawowe pliki wykonywalne i systemowe.

NetCDF (network Common Data Form) is an interface for scientific data access and a freely-distributed software library that provides an implementation of the interface. The netCDF library also defines a machine-independent format for representing scientific data. Together, the interface, library, and format support the creation, access, and sharing of scientific data.

This package contains documentation for the NetCDF library in a variety of formats.

Open MPI is a project combining technologies and resources from several other projects (FT-MPI, LA-MPI, LAM/MPI, and PACX-MPI) in order to build the best MPI library available. A completely new MPI-3.1 compliant implementation, Open MPI offers advantages for system and software vendors, application developers and computer science researchers.

This package contains man pages describing the Message Passing Interface standard.

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 jest w pełni rozwiniętym oprogramowaniem do kreślenia wykresów, podobnym do programu Origin z OriginLab (więcej informacji na temat Origin można znaleźć na stronie: http://www.originlab.com).

Program może kreślić dwu- lub trójwymiarowe wykresy o wysokiej jakości, zarówno ze zbiorów danych, jak i funkcji. Może pracować stosując dopasowania nieliniowe i wielowierzchołkowe.

Niektóre funkcje:

• wieloplatformowość: działa natywnie w systemie Windows, Mac OS X i Linux/Unix;
• pełna obsługa skryptów Pythona;
• kreślenie 3D oparte na OpenGL;
• publikowanie wykresów o wysokiej jakości i łatwe eksportowanie do różnych formatów graficznych (EMF, EPS, PS, PDF, SVG, BMP, JPG, PNG, TIFF, itp.);
• łatwa integracja z systemem składu tekstu LaTeXa;
• wydajne i wszechstronne tworzenie arkuszy kalkulacyjnych i obliczeń w kolumnie logicznej oraz łatwy import/eksport wielu plików;
• szybki dostęp do ekstensywnych, wbudowanych funkcji analizy danych;
• zaawansowana analiza statystyczna: test t studenta, ANOVA, test chi-kwadrat dla wariancji, test normalności (Shapiro-Wilka);
• liniowe i nieliniowe dopasowywanie krzywej z rozważania i oszacowywania statystycznych błędów określonych parametrów;
• wielowierzchołkowe dopasowywanie;
• narzędzia do analizowania obrazu;
• obsługa szablonów: wszystkie ustawienia dla wykresów, tabel i macierzy mogą być zapisane i przywrócone później dla szybkiego procesu edytowania;
• pliki projektu oparte na folderach, funkcjonalny eksplorator projektu z wbudowanymi funkcjami przeciągania i upuszczania oraz wyszukiwania;
• pełny import skoroszytów programu Excel oraz arkuszy kalkulacyjnych Open Document Format, baz danych dBase, SQLite i Microsoft Access.

Ten metapakiet instaluje pakiety naukowe Debiana związane z matematyką. Niektóre osoby może zainteresować również debtag field::mathematics i, w zależności od zainteresowania, metapakiet education-mathematics.