Q2: Installation und Einstellungen

Transkript

1 Q2: Installation und Einstellungen Martin Lehner, Gymnasium Biel-Seeland, Schweiz Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines Übersicht Start der Lernumgebung Programme, Python-Interpreter und Verzeichnisstruktur Python: Download und Einstellungen Einrichtung der Verzeichnisstruktur Fortran Online-Version via Chrome Remote Desktop

2 1 Allgemeines 1.1 Übersicht Die Verwendung der Lernsoftware Q2 setzt folgende Installationen voraus: Abbildung 1: Das Haupt-Menu der Lernsoftware Q2. Installation eines Python-Interpreters mit den Zusatzpaketen: numpy, scipy, pylab, matplotlib. Sehr einfach geht die Einrichtung der Python- Umgebung mit dem Paket CANOPY EXPRESS (siehe Download der Pythonprogramme (q2-menu.py, ciprog.py, vib1d.py, matools.py, anin.py, gauss1.py, gauss2.py) und der vorbereiteten elektronischen Basen (Dateien b-*.txt im Unterverzeichnis bas). Am bequemsten holt man sich Q2.zip, siehe unten). Browser und pdf-reader für die Lerneinheiten und Hilfefunktionen. 2

3 Für Benutzer, die häufig Zweielektronenrechnungen durchführen ist die Verwendung des Fortranprogrammes int2.f90 sehr empfehlenswert. Dazu muss allerdings ein Fortran-Compiler installert werden. Die typische Rechenzeit für die Zweielektronenintegrale zu mittelgrossen Basen reduziert sich damit von mehreren Minuten auf wenige Sekunden. Eine Alternative wäre die Benutzung einiger Integraldateien (im Verzeichnis tra) zu einzelnen (vordefinierten) Basen. Bei Molekülen mit variierendem Kernabstand ist dies allerdings keine Lösung. 1.2 Start der Lernumgebung Q2 kann direkt von der Kommando-Zeile mit python q2-menu.py gestartet werden. Man kann sich natürlich auch eine entsprechende Verknüpfung einrichten, die auf dem Bildschirm angeklickt werden kann. 2 Programme, Python-Interpreter und Verzeichnisstruktur Unter findet man die nötigen Dateien zur Installation von Q2. Falls man das komprimierte File Q2.zip auf den eigenen Rechner überträgt, so hat man die korrekte Verzeichnisstruktur. Zur Ergänzung sind auch noch alle Dateien einzeln abgelegt. 2.1 Python: Download und Einstellungen Da zur Ausführung der Lernsoftware Q2 diverse graphische und numerische Hilfsroutinen benötigt werden (numpy, scipy, pylab, matplotlib) ist es besonders bequem von das Paket CANOPY EXPRESS zu verwenden. Der Download der Installationsdatei ist in der (ausreichenden) Grundversion gratis, wobei ein Python Interpreter 2.7 und viele Zusatzpakete enthalten sind. Die Datei ist zwar etwas unangenehm gross (ca. 200 MB), andererseits muss man sich dann aber überhaupt nicht um die Einbindung der Zusatzprogramme kümmern. Auf folgende Punkte ist zu achten: Es wird zwischen einer 32Bit und einer 64Bit Version unterschieden. 3

4 Bei der Installation ist es empfehlenswert Canopy als Standard-Python- Interpreter zu wählen. Bei mehreren Benutzern muss die Installation mehrfach durchgespielt werden. Ob Q2 mit anderen Python-Versionen problemlos läuft wurde bis jetzt nicht untersucht. 2.2 Einrichtung der Verzeichnisstruktur Das Hauptverzeichnis enthält alle Programme und die Steuerdateien, welche bei der Benutzung erzeugt werden. Folgende Unterverzeichnisse gehören ebenfalls zum Q2 Paket: bas: Enthält vordefinierte (elektronische) Basen für H und He. pdf: Hier sind die Lerntexte und Anleitungen im pdf-format abgelegt. res: Verzeichnis für Resultatsdateien. tra: Einige (transformierte) Integraldateien zu den Heliumbasen. 2.3 Fortran Der Python-Interpreter ist bei numerischen Rechnungen unglaublich langsam. Deshalb sollte für die Berechnung der Zweiteilchenintegrale das beiliegende Fortranprogramm int2.f90 verwendet werden. Auch einige Routinen im Bereich Wellenpaket-Dynamik sollen in Zukunft in einer Fortran-Version vorliegen. Als Gratis-Fortran-Compiler haben sich die Produkte der Organisation GNU bewährt (siehe Für Windows existiert ein kompaktes Installationspaket, welches ohne weitere Programmierumgebung auskommt: ( MinGW, a contraction of Minimalist GNU for Windows, is a minimalist development environment for native Microsoft Windows applications. Am Schluss muss der Speicherort im path eingetragen werden. Der GNU-Fortran-Compiler kann auch unter OS X (Mac) gebraucht werden, allerdings ist dazu die vorgängige Installation von Xcode (auch gratis, aber riesige Datei) nötig. Für Intel-Prozessoren gibt es die etwas schnelleren Intel-Compiler ( welche aber je nach Version nicht ganz billig sind. Der Compiler-Befehl lautet für 4

5 GNU-Fortran zum Beispiel gfortran -o int2.exe int2.f90. Ausserdem muss man unbedingt dran denken im Programmteil ciprog.py den Aufruf von int2.exe an Windows bzw. OS X anzugleichen (siehe Programmkopf). 2.4 Online-Version via Chrome Remote Desktop Via Chrome Remote Desktop ist es im Prinzip möglich Q2 auf einem (ziemlich alten und langsamen Laptop) auszuprobieren. Die nötigen Zugangsdaten können bei Martin Lehner (martin.lehner@gymbiel-seeland.ch) angefordert werden. Die Passwörter werden regelmässig gewechselt und sollten nicht weiter gegeben werden. Diese Lösung ist sehr primitiv eingerichtet und wird eventuell später durch eine ernsthafte Online-Version ersetzt. martin.lehner@gymbiel-seeland.ch 5