【正文】 31G(d) FOpt@$file/N Link1%Chk=$file:r%NoSave MP2/631+G(d,p) SP Guess=Read Geom=AllCheckENDecho $file Done with status $status Statusend end of foreachecho All Done. Status以 NQS 進行批次計算在提供 NQS 批次計算功能的 UNIX 計算機上，可用批次模式進行 Gaussian 計算。在 Gaussian 啟動檔案內(nèi)定義的指令 subg09 可用來將計算工作送到批次計算環(huán)境中排序執(zhí)行。以下是指令語法：subg09 queuename jobname [scrdir dir1][exedir dir2][p n]只領(lǐng)需要兩個參數(shù)，排序名稱和計算工作名稱。計算輸入檔來自檔案 計算輸出檔是 ， 和互動模式一樣。NQS 記錄文件名是 。選想?yún)?shù) scrdir 和 exedir 分別用來取代預(yù)設(shè)的暫存目錄區(qū)和執(zhí)行文件目錄區(qū)。其它的參數(shù)都當(dāng)作是 NQS 的選項。尤其是 p n 可用來指定在排序中的優(yōu)先級為 n。 這是程序啟動的優(yōu)先級（1 是最低），但不影響后續(xù)程序的優(yōu)先級。從一互動環(huán)境中送出一個 NQS 計算工作，需先產(chǎn)生一個這樣的檔案（檔名為 ）： QSUB r name o eo QSUB lt 2000 lT 2100 QSUB lm 34mw lM 34mwg09 這里 name 應(yīng)換成適合該計算工作的名稱。第一行指定計算工作的名稱，輸出檔案檔名，并要求錯誤訊息包含在輸出黨內(nèi)。兩個時間參數(shù)設(shè)定略有差異，容許額外的計算工作控制指令做清理的動作（例如超過時間限制的時候?qū)z驗檔做歸檔整理）。內(nèi)存參數(shù)設(shè)定的數(shù)值用在執(zhí)行計算工作時最初的程序安排，也用在程序執(zhí)行時使用的動態(tài)內(nèi)存。這計算工作用以下指令送出排序執(zhí)行：$ qsub 計算輸出檔案會放在目前的工作目錄區(qū)內(nèi)。Last updated on: 9 Jun 2009計算效能的考慮Gaussian程序的設(shè)計是要在各種計算機組態(tài)上能夠很又效率的執(zhí)行。通常，這程序嘗試在已給的內(nèi)存和磁盤空間限制下選擇最有效率的計算方法。因為 Gaussian 提供許多種計算方法的選擇，了解各種方法的可能性和折衷，有助于達到最佳的計算效能。進行之前，先強調(diào)兩點： 程序選擇的預(yù)設(shè)方法，除了非常大的計算工作外，都能提供很好的計算效能。注意，為了反映目前典型的問題大小，Gaussian 09 程序預(yù)設(shè)的計算方法已經(jīng)做了調(diào)整。舊版預(yù)設(shè)的計算方法適用于最多 100 個基底函數(shù)的小型計算工作。通常 Gaussian 程序預(yù)選的計算方法是針對較長時間計算所做的設(shè)計。 若經(jīng)常性的需要執(zhí)行非常大的計算工作，為了較加的計算效能，建議在檔案 f內(nèi)設(shè)定適當(dāng)?shù)倪x項默認值，像是可用的內(nèi)存容量和磁盤空間，例如： M 可用內(nèi)存大小 MaxDisk=可用磁盤空間大小可用內(nèi)存容量看磁盤空間大小的設(shè)定單位是 8 bytes （默認值）的計算器字；整數(shù)后可緊跟著 KB，MB，GB，KW，MW 或 GW （中間不能有空格），分指定單位是 kilo，mega 或 giga bytes 或計算器字。預(yù)設(shè)的內(nèi)存大小是256 MB，預(yù)設(shè)的暫存磁盤空間是無限 (1)，也就是假設(shè)有足夠的磁盤空間完成所指定的計算工作。大部分的計算機上要求整體的程序執(zhí)行效能，一旦檔案 建立之后，就不需要再采取其它特別的動作。內(nèi)存需求的估算在現(xiàn)代的計算機上使用 Gaussian 09 程序， 對大部分計算工作類型和方法，以及使用到包含 g 函數(shù)的基底函數(shù)，預(yù)設(shè)的內(nèi)存大小 256 MB是足夠的。若基底函數(shù)包含 h 或更高階角動量函數(shù)（例如 ccpVQZ），則需要增加內(nèi)存空間。以下公式可用來預(yù)估各種類型 Gaussian 計算工作所需的內(nèi)存大?。▎挝皇?8byte 計算器字）：M + 2(NB)2這里 NB 是計算中所用基底函數(shù)的數(shù)目， M 所需內(nèi)存的最小值，通常用預(yù)設(shè)的內(nèi)存大小足夠代表這個值。注意 1 MW = 1,048,576 計算器字 (= 8,388,608 bytes)。合并的高階角動量函數(shù)（ f 和更高階的函數(shù)）的微分需要更多的內(nèi)存。這一章其余的部份說明各種選擇隱含的取舍，了解這些知識才能設(shè)法在各別的計算工作獲得最佳的效能，而不只是整體的最佳效能。所用的技巧涵蓋非常大和非常小的計算工作。更多的相關(guān)資料可在參考文獻中找到 [Schlegel91]。并行計算的內(nèi)存需求使用共享內(nèi)存的多個計算何新的時候，所需內(nèi)存和使用單一計算核心所需的內(nèi)存容量相近。在分散內(nèi)存環(huán)境下使用多個計算核心（即經(jīng)由 Linda），the amount of memory specified in %Mem 所設(shè)定的內(nèi)存空間應(yīng)該等于或大于使用單計算核心所需的內(nèi)存大小。Gaussian 09 程序中，兩種并行計算的方式可以合并。例如，可用以下指令在四個計算機上使用八個計算核心，每個計算機上有兩個計算核心共享該計算機的內(nèi)存：%Mem=128MW 每一個計算核心需要的內(nèi)存大小%LindaWorkers=sysa,sysb,sysc,sysd 指定四個 Linda 計算機，每個計算機有多個計算核心.%NProcShared=2 在每個計算機上使用兩個共享內(nèi)存的計算核心.SCF 程序為了要加速直接 HF 和 DFT 計算，迭代工作分兩個階段進行： 使用積分準(zhǔn)確渡到小數(shù)點下六位，DFT 計算使用中等程度的積分網(wǎng)格，使電子密度收斂到 105 。進行 21 不迭代計算后結(jié)束，不論是否以完全收斂。若分子系統(tǒng)中有任何過渡金屬，這步驟自動省略。 繼續(xù) SCF 迭代計算，使用積分準(zhǔn)確渡到小數(shù)點下十位數(shù)，密度收斂到 108 。者兩階段的迭代次數(shù)最高到 128 步。和整個計算過程中采用完全積分準(zhǔn)確度相比，這方法要快上許多，在目前為止所做過的測試中，絕大部分的情況也沒有降低收斂的速度。遇到困難的情況的時候，可用 SCF=NoVarAcc選項要求采用完全積分準(zhǔn)確度，進行計算。見 SCF 關(guān)鍵詞章節(jié)。收斂問題情況預(yù)設(shè)的 SCF 計算方法使用在迭代子空間（DIIS）外插方法中兩種直接反轉(zhuǎn)（Direct Inversion）的結(jié)合：EDIIS 和 CDIIS。EDIIS [Kudin02] 使用能量外插，主宰 SCF 收斂程序的早期迭代步驟。CDIIS，根據(jù) Fock 和密度矩陣的對易式（mutator）做外插，處理 SCF 收斂后期迭代。這計算方法很可靠，舊版程序遇到的 SCF 收斂困難問題，現(xiàn)在用這預(yù)設(shè)的計算方法幾乎都可以解決。少數(shù)有收斂困難的情況，Gaussian 09 提供 Fermi 增寬（broadening）和阻尼（damping）方法，搭配 CDIIS （幫含自動能階移動 level shifting）。若預(yù)設(shè)的方法無法收斂，可用以下替代選項（用對應(yīng)的關(guān)鍵自作標(biāo)簽）：SCF=Fermi要求在早期迭代試作溫度增寬（temperature broadening） [Rabuck99]，在開始的幾次 SCF 迭代計算中，結(jié)合 CDIIS 和動態(tài)阻尼（dynamic damping）。遇到 SCF 收斂問題的時候，這是第一種選擇。 SCF=QC這是二次收斂的 SCF 方法，根據(jù) Bacskay [Bacskay81] 方法。這方法結(jié)合線性極小化，加上 Bacskay 提出的NewtonRaphson計算方法，保證最后會到達一個穩(wěn)定點。通常，SCF=QC 比傳統(tǒng)的 SCF 方法貴兩倍。因為 SCF=QC 是可靠的，可用在直接SCF 方法，當(dāng)遇到收斂困難的問題是，這方法常是第二種選擇。可用在 RHF 和 UHF，但不能用在復(fù)數(shù)或ROHF計算。 Guess=Alter有時收斂困難是警告最初猜測中的電子填入錯誤的軌域。最出的猜測必須先檢查，特別是填入軌域的對稱性。Guess=Alter 可用來更改要填入的分子軌域選擇。 SCF(MaxCyc=N)將SCF 迭代總數(shù)增加到 N。 注意，只增加預(yù)設(shè)方法的 SCF 迭代總數(shù)幾乎沒用。 這些方法都趨向于強制收斂到軌域空間內(nèi)最接近的穩(wěn)定點，相對于軌域旋轉(zhuǎn)來說，不一定是能量最小的點。穩(wěn)定性計算可用來檢查是否適當(dāng)?shù)?SCF 解已經(jīng)獲得（見 Stable 關(guān)鍵詞）。另外，還需要確認最后的波函數(shù)對應(yīng)所要的電子狀態(tài)，特別是使用關(guān)鍵詞 Guess=Alter的時候。工具程序 freqmem 可用來估算不同參數(shù)的頻率計算所需最佳的內(nèi)存大?。ㄒ嗉?，一次完成主要步驟所需內(nèi)存的容量）。MP2 能量，梯度和振動頻率MP2有四種計算方法，但大部分的情況由程序自動決定選用哪一種方法。方法選擇的重要關(guān)鍵是 MaxDisk的數(shù)值，這變量的數(shù)值依據(jù)計算機系統(tǒng)的組態(tài)環(huán)境做設(shè)定（見第三章），設(shè)定可用磁盤空間的最大值。若在計算路徑或檔案 內(nèi)沒有設(shè)定 MaxDisk，Gaussian 程序會假設(shè)計算機系統(tǒng)會提供足夠的磁盤空間進行計算，但遇到大型的計算工作時，可能不是這種情況。因此，設(shè)定可用的內(nèi)存和磁盤空間的大小，是目前改善 MP2 計算效能最重要的方式。設(shè)定后，可讓程序在種可用的計算方法中，選出一種最適合計算機組態(tài)的計算方法。在檔案 內(nèi)用 M 指令和MaxDisk i關(guān)鍵自作設(shè)定（計算輸入檔內(nèi)也可用 MaxDisk 和 %Mem 指令做設(shè)定）。高階相干方法MP2以上的相干作用方法 （MP3，MP4，CCSD，CISD，QCISD，等等﹍都需要將某些轉(zhuǎn)換過的分子軌域積分儲存到磁盤上，因此（和 MP2 能量和梯度的計算不同）對磁盤空間的需求會隨分子的大小成長而有巨大的成長。但是，有幾種另類的方式，像是轉(zhuǎn)換過的機分的產(chǎn)生方式，有多少積分要被儲存，以及剩下的項要如何計算等等，以改善對計算機系統(tǒng)資源的需求。Gaussian 程序預(yù)設(shè)的選項是半直接計算方法。在計算工作的 SCF 計算階段，原子軌域可被寫出和使用，或用直接計算或 incore 方式進行 SCF。要用到的時候重新計算原子軌域積分，在磁盤上只儲存最少數(shù)量的分子軌域（見以下說明）。剩余的項用重新計算的原子軌域積分計算。 以下幾點書名 MaxDisk 對后SCF 方法的影響： CID，CISD，CCD，BD，和 QCISD 能量計算有固定的儲存空間需求，和 O2N2 成比例，比例因子很大，但遵循 MaxDisk 的限制，以避免更大的儲存空間需求。 CCSD，CCSD(T)，QCISD(T)，和 BD(T) 能量計算有固定的磁盤空間需求，和 ON3 成比例，這無法用 MaxDisk 做限制。 CID，CISD，CCD，QCISD 密度和 CCSD 梯度有固定的磁盤空間需求，和 N4/2 成比例（填滿殼層系統(tǒng)），或和3N4/4 成比例（未填滿殼層系統(tǒng)）。CIS 和 TD 能量和梯度除了積分儲存方式的選擇，明智使用重新啟動計算的功能能夠改善 CIS 和 TD 計算的成本。積分儲存方式用單激發(fā) CI 計算分子激發(fā)態(tài)有五種方法（用 CIS 關(guān)鍵詞中對應(yīng)的選項做設(shè)定）。注意， TD 計算只能使用前兩種：Direct利用迭代對角化方法，計算指定數(shù)目的電子態(tài)，從雙電子積分建構(gòu)乘積向量，需要用的時候才計算雙電子積分。這計算方法降低了內(nèi)存和詞空間的需求到 O(N2)。這是 TD計算的預(yù)設(shè)選項。InCore要求原子軌域 Raffenetti 組合要存放在內(nèi)存內(nèi)。Incore 計算效能很高，但只適用于小型分子系統(tǒng)或使用具有大內(nèi)存的計算機，因為這計算方法需要 N4/4 計算器字的內(nèi)存。若計算機系統(tǒng)有足夠的內(nèi)存，這計算方法會自動采用。 MO利用迭代（Davidson）對角化方法解出指定數(shù)目的電子態(tài)，利用分子軌域積分構(gòu)成乘積向量。這是最快的計算方法，并且是預(yù)設(shè)選項?；缀瘮?shù)數(shù)目不超過 150 的分子系統(tǒng)，這計算方法效能做好，并且和填滿電子的分子軌域數(shù)目有關(guān)。填滿電子個分子軌域數(shù)目越多，應(yīng)越早采用直接計算方法。因為只有兩個虛擬（未填電子）軌域的積分（甚至還有梯度的計算）才會用到，程序并且嘗試遵循 MaxDisk 的限制。所需最小磁盤空間 4O2N2 （未填滿殼層系統(tǒng)的需求是 6O2N2 ）。 這是 CIS. 方法的預(yù)設(shè)選項。重新啟動計算工作和波函數(shù)的再利用CIS 和 TD 計算工作可從 Gaussian 檢查檔重新啟動，繼續(xù)未完成的計算工作。在小型計算工作這這功能用處不大，因為小型計算可用分子軌域進行，因為必須完成新的積分計算和今分轉(zhuǎn)換，但這功能在直接 CIS 計算中很有用。若直接 CIS 計算工作在 CIS 計算階段因故中斷，應(yīng)在 CIS=Restart 或 TD=Restart 關(guān)鍵詞的設(shè)定中加上 SCF=Restart ，因為整個計算步驟（或優(yōu)選計算步驟）完成后，最后的 SCF 波函數(shù)才會搬到檢查文件中永久的位置（可用 Guess=Read 讀?。?。CIS 和 TD 激發(fā)態(tài)電子密度若只要做電子密度分析，并且已經(jīng)找到激發(fā)態(tài)，CIS 電子密度可從檢查文件中復(fù)原，利用 Density=(Check,Current) Guess=Only，指示對應(yīng)目前的計算方法（假設(shè)為 CIS）取回任何儲存在檔案內(nèi)的的廣義密度，然后重復(fù)電子分布分析。注意可以檢查單粒子（unrelaxed）密度和廣義（relaxed）密度，但在 CIS 理論的店雙極矩和其它性質(zhì)已知是不太準(zhǔn)確，若使用單粒子電子密度（亦即，若軌域放松(orbital relaxation)項被忽略） [Foresman92, Wiberg92]。因此，強烈不建議使用 CIS 單粒子電子密度，除非是為了要和采用正確的電子密度的計算做比較，或和無法計算廣義電子密度的方法的計算結(jié)果做比較。要產(chǎn)生多個狀態(tài)的廣義電子密度需要做另外的計算，因為每一個狀態(tài)都要執(zhí)行一次 CPHF 計算。要進行這類計算，先解出第一個激發(fā)態(tài)所有的狀態(tài)和電子密度： CIS=(Root=1,NStates=N) Density=Current若要計算 N 個狀態(tài)。然后進行 N1 次計算，使用以下的計算路徑：CIS=(Read,Root=M,NStates=N) Density=Current從狀態(tài) M=2 到 N。未填滿殼層激發(fā)態(tài)的陷阱因為 UHF 參考狀態(tài)不是 S2 的本征函態(tài)，因此也不是 CIS 或