Перед тем, как приступить к работе с пакетом Gromacs на системе Blue Gene/P, рекомендуется выполнить данную пошаговую инструкцию для новых пользователей, чтобы убедиться, что ваше окружение правильно сконфигурировано, и что вам успешно удается запускать Gromacs-задачи на суперкомпьютере.
Данная пошаговая инструкция составлена на основе демонстрационного примера gmxdemo.
Обратите внимание, что
команда mdrun
должна использоваться только для запуска расчетов на фронтэнде,
а команда mdrun_mpi
предназначена для использования только на суперкомпьютере.
Выполните загрузку модуля gromacs
:
Если команда выдает ошибки, проверьте свою конфигурацию окружения Modules.
Скопируйте тестовый пример в свой домашний каталог и перейдите в директорию, в которой находится файл с описанием пептида, поведение которого будет моделироваться (cpeptide.pdb
):
В рамках данного примера идет работа только с одним пептидом.
Для того, чтобы команды были более наглядными, экспортируйте имя файла с его описанием (без расширения) как переменную окружения MOL
:
(Далее предполагается, что все команды выполняются в рамках того же самого терминала. Если планируется использовать несколько терминальных сессий, экспорт переменной необходимо произвести в каждой из них.)
Получите gro- и top-файлы из pdb-файла:
(В ответ на запросы "Select the Force Field" и "Select the Water Model" введите "1" в обоих случаях.)
Задайте для пептида пространственную область, в которой будет выполняться моделирование:
"Растворите" пептид в воде:
Задайте параметры для стадии минимизации энергии — создайте в текущем каталоге файл с именем em.mdp
следующего содержания:
и обработайте его препроцессором:
Выполните минимизацию энергии:
Задайте параметры для стадии подготовки к моделированию, в которой все связи в пептиде жестко зафиксированы, — создайте в текущем каталоге файл с именем pr.mdp
следующего содержания:
и обработайте его препроцессором:
Проведите расчет в условиях, когда все связи в пептиде жестко зафиксированы:
Наконец, задайте параметры для моделирования динамики пептида в растворе воды — создайте в текущем каталоге файл с именем md.mdp
следующего содержания:
и обработайте его препроцессором:
Запустите расчет на суперкомпьютере:
Программа запускается в режиме VN (-m vn
).
Для данного расчета задействовано всего лишь 8 вычислительных узлов (-n 8
), так как система, которая моделируется, является сравнительно небольшой.
Время расчета ограничено пятнадцатью минутами (-w 00:15:00
).
Обратите внимание, что имя исполняемого файла указывается суперкомпьютеру как `which mdrun_mpi`
(не забывайте обратные одинарные кавычки!).
Параметры передаются программе после символов --
.
md.log
и mdrun_mpi.*.err
.
Их содержание можно изучить, например, с помощью команд tail
или less
.
Если на вашей рабочей станции установлен пакет VMD, тогда вы можете выполнить визуализацию проведенного расчета.
cpeptide_b4md.gro
и cpeptide_md.trr
, полученные в результате расчета.
vmd
.
Выберите пункт меню "File - New molecule":
В открывшемся окне "Molecule File Browser" нажмите кнопку "Browse":
Чтобы загрузить описание молекулы, выберите файл cpeptide_b4md.gro
и кликните на кнопке "OK":
Кликните на кнопке "Load":
В окне визуализации вы увидите изображение примерно следующего вида:
Теперь необходимо загрузить информацию о траекториях. Проверьте, чтобы в поле "Load files for:" было указано "0: cpeptide_b4md.gro". Кликните на кнопке "Browse":
Чтобы загрузить траектории, выберите файл cpeptide_md.trr
и кликните на кнопке "OK":
Кликните на кнопке "Load":
Закройте окно "Molecule File Browser".
Перейдите к пункту меню "Graphics - Representations":
В окне "Graphical Representations" на вкладке "Draw style" введите "all not water" в поле "Selected atoms" и укажите "Licorice" в качестве "Drawing method":
В том же окне "Graphical Representations" на вкладке "Trajectory" доведите значение параметра "Trajectory Smoothing Windows Size" до значения "5":
В главном окне кликните на расположенной в правом нижнем углу кнопке, означающей "воспроизведение":
В окне визуализации вы увидите анимацию динамики пептида, который будет иметь примерно следующий вид:
Если же в окне "Graphical Representations" на вкладке "Draw style" указать "Secondary Structure" в качестве "Coloring method" и "NewCartoon" в качестве "Drawing method", то картинка будет иметь следующий вид: