Unix-Einführung - uni-heidelberg.de · Unix-Einführung Universität Heidelberg - Institut für...

Unix-Einführung

Universität Heidelberg - Institut für Anorganische ChemieDr. Bodo Martin

Werkzeuge unter Windows

Unix-Grundlagen

Benutzung von Programmen auf dem Cluster

Windows-Werkzeuge


Zugang mit Textkonsole:

ssh-client http://www.urz.uni-heidelberg.de/Dokumentation/IBM-PCs.shtml

putty http://the.earth.li/~sgtatham/putty/latest/x86/putty-0.59-installer.exe

Kopieren von Dateien

ssh-client http://www.urz.uni-heidelberg.de/Dokumentation/IBM-PCs.shtml

winscp http://winscp.net/eng/download.php

Graphische Anzeige unter Windows

winaXe http://www.urz.uni-heidelberg.de/Dokumentation/IBM-PCs.shtml

Windows-Werkzeuge


für ‚Experten‘

cygwin: http://www.cygwin.com

komplette Unix-Umgebung unter Windows

Kostenlos

X11 (graphische Oberfäche)

compiler

Skriptsprachen etc.

gut zum Testen/Üben

http://www.cygwin.com/

Grundlagen Terminologie


Server

entfernter Rechner oder Dienst

Client

lokaler Dienst, der auf den Server zugreift

Protokoll

ein Kommunikationskanal z.B http: 80, ssh: 22

www.uni-heidelberg.de = www.uni-heidelberg.de:80

Dienst

ein vom Server angebotenes Protokoll

ssh dienst

X11 Protokoll

Grundlagen Windowmanager


X11-Protokoll

lokal

Windows-PC

X-Serverremote

Linux-PC

Anmelden am server (chi) per ssh-Protokoll

Auf dem server Starten eines graphischen Programms

lokale Darstellung mittels X-Server (Vorsicht andere Terminologie)

ssh-Protokoll

Grundlagen Windowmanager


X11-Protokoll

„getunnelt“

lokal

Windows-PC

X-Server remote

Linux-PC

z.B. chi

X11-Protokoll unsicher

deshalb Tunneln des Protokolls innerhalb ssh

nur so graphische Fenster auf chi

ssh-Protokoll

Grundlagen Zugang


mit VPN (virtual private network)

ssh

lokal

Windows-PC

X-Server remote

Linux-PC

server

innerhalb der Uni

VPN

lokal

Windows-PC

X-Server remote

Linux-PC

server

Zugang CiscoVPN

innerhalb der Uni (ACI/OCI/PCI)

direkt

außerhalb (auch WLAN)

Cisco-Client http://www.urz.uni-heidelberg.de/Netzdienste/vpn/

URZ-account

X-Server winaXe

nach Installation:

xsettings als

Administrator

ausführen

nach Ausführen von

xsession als

admin:


ssh-client putty

X11-forwarding

anschalten

Konfiguration

speichern


ssh-client putty

Profil abspeichern


Zugang zu Server (Windows)


1. ggf. CiscoVPN starten

2. winaXe starten

3. putty starten, Profil laden

Zugang auf Server


Textzugang

schnell, von zuhause

zum Kontrollieren von Rechnungen meist ausreichend

shell: bash (bourne again shell)

Graphischer Zugang

Visualisierung von Molekülen

Datenbanken (CSD)

Komfort

Kommando-Prompt

konsole


komfortable Version der Texteingabe

Teil der KDE-Oberfläche (Linux)

läuft lokal

läuft auf dem Server! Die Ausgabe wird übertragen, Anzeige durch winaXe

konsole

Programme auf chi


Dokumentation http://chi.aci.uni-heidelberg.de

wichtigste Infos

Account:

ab Diplomand

bei AK-Sekretariat

Formular auf chi

http://chi.aci.uni-heidelberg.de/



Unix Essentials

bash = bo(u)rn(e) again shell

Dateisystem

Grundlegende Befehle

Nomenklatur für Beispiele:

<name> : Namen einsetzen

/home/<name> /home/kurs1 etc

Cluster <chi> bzw. angegeber Name

fett: Unix-Commando

Unix Dateisystem 1

Root = /

Verzeichnistrenner: / (nicht \ !)

Wo bin ich: pwd

Verzeichniswechsel: cd

Home-Verzeichnis: /home/<name>

Unix Dateisystem 2

Relative und absolute Pfade: / vs. ~

Tilde: ~ cd /home/martin oder cd ~

Leerzeichen in Dateinamen vermeiden:

Sonderzeichen: _ - , keine Umlaute!

Besondere Dateien: . und ..

cd .. : ein Verzeichnis nach oben

cd . : aktuelles Verzeichnis

Unix Dateisystem 3


Rechte

User, Group, others

jeweils Dreiergruppen: (Oktalformat) rwx

r = read, w = write, x = execute

Modifikation von Benutzerrechten mit chmod

a = all, u = user, g = group

-rwxrwxrwx = 777

Gruppenrechte

chmod g+rw hallo.txt

chmod og-rwx hallo.txt

Reguläre Ausdrücke: regular expressions

Selektive Platzhalter

Alle Dateien : * (nicht *.*)

Alle .com Dateien: *.com

Alle hallo-<ziffer>: hallo-?

Beispiel

*.com : alle .com Dateien im aktuellen Verzeichnis

Unix Befehle: ls

Auflisten von Dateien

Eine Datei: ls hallo

Alle .com Dateien: ls *.com

(Fast) alle Dateien im Verzeichnis: ls * oder ls

Weitere Formen: ll = ls -l , la = ls -a

nicht überall verfügbar

Unix Befehle: pwd / cd

Aktuelles Verzeichnis: pwd

Verzeichniswechsel: cd

pwd; cd . ; pwd; cd ..

Verzeichnis: /home/muster/kurs/test/

cd /home/muster/kurs/test/

cd test2

cd ~/kurs/test/test2

Unix Befehle: touch

Erzeugen leerer Dateien

touch test

ls test

Später: Editoren: vi, emacs, nedit

Löschen des Bildschirms : clear

Unix Befehle: mkdir/rmdir

Erstellen von Verzeichnissen

mkdir ~/test-dir

mkdir /home/muster/test-dir

mkdir ../muster/test-dir

Löschen von leeren Verzeichnissen

rmdir ~/junk-dir

Unix Befehle: cp

Kopieren von Dateien und Verzeichnissen

Dateien: cp hallo hallo2

Verzeichnisse:

cp –r testdir testdir2

cp –r testdir/ .

cp –rv testdir/ testdir2

-r : rekursiv

-v : verbose

Unix Befehle: scp

Kopieren von Dateien und Verzeichnissen

zwischen zwei (Linux)-Computern

scp hallo hallo2

kopiert lokal (ruft cp auf)

scp <quelle> <ziel>

scp test1 zielrechner:/home/martin

kopiert Datei test1 auf den zielrechner nach /home/martin/test1

scp –r test2 zielrechner:/home/martin

kopiert rekursiv (test2 kann ein Verzeichnis sein

Unix Befehle: scp

absolute und relative Pfade:

scp –r test1 ziel:test1

kopiert rekursiv nach ziel in $HOME/test1

($HOME ist normalerweise /home/<muster>)

ändern der Netzerkennung

scp h2o.out muster@ziel:

kopiert h2o.out zum Rechner ziel, entfernter Username muster

Unix Befehle: ssh

unter Unix: (oder cygwin)

Einloggen auf einem anderem Rechner

ssh chi

Ändern des Namens:

ssh –l muster chi

X11-forwarding:

ssh –X chi

Beenden einer Session bitte mit exit oder CTRL-d

Unix Befehle: mv

Dateien verschieben/umbenennen

Datei: mv hallo hallo_alt

Verzeichnis: mv hallo hallo_alt

Im Dateibaum: mv ~/test1.com dir2

wenn dir2 existiert (als Verzeichnis): dir2/test1.com

wenn nicht : Umbenennen in dir2 (Datei)

Unix Befehle: rm

Löschen von Dateien/Verzeichnissen

ACHTUNG: KEIN Papierkorb!

rm hallo

Interaktiv: rm –i hallo

Rekursiv: rm –r test-dir

Ohne Nachfrage: rm –rf * !!

besser: cd folder_to_delete

pwd

rm –ri *

cd ..

rmdir folder_to_delete

Unix Befehle: man/info

Hilfesysteme:

1. man

2. info

Eingabe von: man man

Bsp: man less : Hilfe über Aufrufparameter.

info less : moderneres Hilfesystem.

Einfachster Zugang über emacs. (C-h i)

Unix: Prozesse

Befehle parallel ausführen

cp –r alles backup & Vorsicht!

Anzeige mit: jobs

Kontrolle über die Shell: CTRL-z

fg und bg

%1&

Unix: bash

History: mit Pfeiltasten

Ergänzung mit TAB

CTRL-a und CTRL-e Sprung an Anfang/Ende der Zeile

Letzter Befehl mit !<Name>

history

dann !123 führt entsprechnenden Befehl aus

Exit aus der Shell: exit oder CTRL-d

(bitte nicht das „Kreuz“ unter Windows!)

Pager less

Anzeige einer Datei ohne sie zu verändern

wichtig bei laufenden Rechnungen!

less <dateiname>

Quit : q

Follow mode: SHIFT-f

Anfang: p Ende SHIFT-g SPC, b,

Suche: /SCF , dann n oder SHIFT-n

Prozessanzeige top


Anzeige über Auslastung der CPUs

load-Anzeige

maximal 1 pro Core

Beenden (in top) eigner Prozesse: mit k(ill)

Anzeige von Prozessen: ps

PID: process ID

beenden mit kill <PID>

Unix: Editoren

Gebräuchlichste Editoren

vi schnell, mächtig, kryptisch

emacs sehr gut, aber umfangreich

nedit einfach, intuitiv, nicht überall verfügbar

Funktion 1/Einarbeitungszeit

Editor vi

Einfüge- und Kommandomodus, Umschalten mit

ESC, Kommando mit :

Insert :i

Replace :r (ein Zeichen), :R

Löschen :dd (eine Zeile), :x (Zeichen)

ESC :wq write and quit

Hilfe: vi :help

auch als Windows-Version!

Editor nedit

(N)irwana (Edit)or

menügesteuert

Aufruf: nedit datei &

Copy & paste

Menü / Help

Editor (x)emacs

Anleitung: http://chi.aci.uni-heidelberg.de

Graphischer Modus auch für Einsteiger.

sowohl emacs als auch xemacs

Textmodus mit emacs –nw (für console)

Komplexer Editor (aber gut!)

META-Taste = ALT , also M-x = ALT-x

Hilfe: CTRL-h i (Hilfe-Index)

Probieren: M-x doctor RET





Editor (x)emacs

gibt es auch unter Windows

gut zum Ansehen/Editieren von Files die unter Linux erzeugt wurden

cut & paste

markieren: CTRL-space und dann cursor setzen

in den Zwischenspeicher: ALT-w

kopieren mit CTRL-y

Kommandos emacs


C- : ctrl-Taste

M- : Alt-Taste

cluster


45 Opteron Rechner, 100+ Cores

16 AMD MP Rechner, 32 Cores

Master Quad-Xeon

Arbeitskreis-Rechenknoten Chi (master node)

AMD XP 1900 16x2

AMD Opteron45x2

AMD Quad

cluster Schlangensystem

Anzeige laufender Rechnungen

listnodes

Jobs werden der Reihe nach verarbeitet.

Status R: running Q: queued

Anhalten/Löschen von Jobs

killjob <jobid>

Beispiel Quantenmechanik

Gaussian 03

Input erstellen

Abschicken

Inputs erstellen

xyz Koordinaten

Z-Matrix

(redundant coordinates)

Alles Textdateien! Mit jedem Editor zu öffnen

Eingabe: Z-Matrix

Beschreibung des Moleküls in internen Koordinaten

(keine Translation, keine Rotation)

Bindungen, Winkel, Diederwinkel (Torsionen)

Vorteil: klare Beschreibung (e.g. Torsionsprofil von

Ethan)

Z-Matrix

1. Atom: keine Freiheitsgrade!

2. Atom: Bindung zu 1.

2. Atom: Bindung und Winkel

3+. Atom: Bindung, Winkel, Torsion

Rein geometrische Beschreibung, kein Kraftfeld!

(Elektronendichte)

Eingabe: g03 – H2O

#P HF/6-31G* opt iop(6/7=3) geom=printinputorient gfinput

Leerzeile

Water optimization

Leerzeile

0 1

H1

O2 H1 r1

H3 O2 r1 H1 a1

Variables:

r1 1.0

a1 104.5

Leerzeile

XYZ Input

Leichter aus anderen Programmen / Formaten zu

erhalten;

Reihenfolge der Atome unwichtig (keine

Abhängigkeiten)

Für große Moleküle empfehlenswert

Eingabe XYZ

#P HF/6-31G* opt iop(6/7=3) geom=printinputorient gfinput

Leerzeile

Formaldehyde optimization

Leerzeile

0 1

C 0.0 0.0 z1

O 0.0 1.22 0.0

H 0.94 -0.54 0.0

H -0.94 -0.54 0.0

Variables:

z1

Leerzeile

Rechnung abschicken 1-2-3

1. Input erstellen (mit nedit/emacs/vi) h2o.com

2. Abschicken: g03 h2o.com

3. Schlangensystem: listnodes

4. less h2o.out (kein &!)

5. In less: SHIFT-f (follow mode)

6. In less: CTRL-c , (q)

QM-Rechnung Files

Endung Inhalt

.com g03 Eingabedatei

.out g03 Ausgabedatei

.chk.bz2 Komprimiertes Checkpointfile

.fchk.bz2 Formatiertes Checkpointfile

Visualisierung z.B. molden

1. Eingabe von: molden &

2. Öffnen der h2o.out Datei

3. Visualisierung der Optimierung etc.

4. Orbitale, HOMO/LUMO

5. Ändern der Z-Matrix möglich.

andere Möglichkeiten

gaussview 3.0 (g03v)

molekel

Tools grep

Durchsuchen von Textdateien

Beispiel: SCF Done in h2o.out

grep "SCF Done" h2o.out

grep "SCF Done" h2o.out | less

siehe: man grep

Tools bzip2/bunzip2

Komprimieren von Dateien

Komprimieren

bzip2 h2o.out

Ergebnis : h2o.out.bz2

Dekomprimieren

bunzip2 h2o.out.bz2

Ergebnis: h2o.out

analog mit gzip/gunzip (Endung .gz)

Tools zip

Erstellen von Archiven (Windows-compatibel)

zip –r zipfile.zip g03-files/ erstellt komprimiertes Archiv mit allen Dateien

in g03-files

unix-tool: tar Erstellen

gzip: tar czvf tarfile.tar.gz g03-files

bzip2: tar cjvf tarfile.tar.bz2 g03-files

Entpacken

tar xzvf tarfile.tar.gz

tar xjvf tarfile.tar.bz2

Tools bc

"Taschenrechner"

bc -l

1.234+4.321

quit

Tools dos2unix/unix2dos

Umwandeln der Zeilenendung unter Unix und

Windows

Editoren emacs, vim machen das unter Windows

automatisch (aber z.B. nicht nodepad)

auf dem Server verfügbar

lokal mittels cygwin installierbar

man recode

Tools > >> | < <<

File-IO umleiten und Pipes

cat hallo > hallo2

Inhalt der Datei hallo nach hallo2 schreiben

cat hallo >> hallo2

Inhalt der Datei hallo an Datei hallo2 anfügen (append)

grep "SCF Done" h2o.out | less

Suche nach Zeilen mit „SCF Done“ und Anzeige in less

grep "A" *.out | grep "B" | less

Pipe-Symbol : Verknüpfung von Input und Output

Tools (windows) winzip

Kopieren von Dateien zwischen Windows und Linux

frei erhältlich

Explorer-Interface (zwei Fenster nebeneinander)

sicher, einfach

Tools Dateiformate

Umwandlung verschiedener Formate mit newzmat

z.B. Aus dem checkpoint file eine neue Eingabestruktur:

1. bunzip2 h2o.chk.bz2

2. newzmat 03 –ichk h2o.chk –ocart h2o-o.com

3. bzip2 h2o.chk.bz2

andere Möglichkeiten

babel

maestro (graphische Oberfläche)

mercury (graphisch, Teil der CSD-Datenbank)

molekel

Beispiel QM-Rechnung

Rechnungstypen

Single point SP (default)

Geometry optimization OPT

Frequency calculation FREQ

Eigenschaftsberechnungen

etc.

Programme

gaussian 03 , turbomol, jaguar, dalton, nwchem …..

QM-Rechnung SCF

Self Consistent Field

Iteratives Verfahren zum Optimieren der Dichte:

Abbruch wenn Pn = Pn-1

Geometrie-Optimierung

Zyklus

SCF Done

Converged?

Stationary Point Found.

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