Installez et configurez N’IMPORTE QUEL logiciel de code physique sur Ubuntu Linux

La science devient encore plus difficile lorsque vous devez travailler avec de grands nombres, des équations complexes ou lorsque vous avez besoin de calculs rapides. Mais ces dernières années, ces problèmes ont été considérablement réduits grâce aux ordinateurs et plus précisément, grâce aux projets open-source axés sur l’apport d’une meilleure compréhension et expérience au moment de faire des calculs.

En tant qu’étudiant en Physique, j’utilise plusieurs outils spécialisés et la plupart d’entre eux sont open source. Je vais partager l’un d’entre eux aujourd’hui qui s’appelle Elk code, un projet open source axé sur la physique du solide.

Bien qu’il soit disponible dans les référentiels Ubuntu, il existe plusieurs dépendances que vous devez installer et configurer explicitement.

Qu’est-ce que le code Elk ?

En quelques mots et grâce à sa page officielle, le code Elk est une onde plane augmentée linéarisée à plein potentiel tout électronique code avec un rôle important dans le domaine de la théorie de la fonctionnelle de la densité.

Ce qu’il fait est de déterminer les propriétés des solides cristallins avec de nombreuses fonctionnalités avancées telles que optimisation de la géométrie, Tracés 2D et 3D, etc.

Installer le compilateur Intel Fortran sur Ubuntu

Il peut être un peu difficile de démarrer avec, mais la clé est d’installer des bibliothèques mathématiques et des compilateurs dans votre système avant d’installer le code Elk.

Des compilateurs comme GNU Fortran ou Intel Fortran sont disponibles pour le processus, cependant, il est recommandé d’installer le compilateur Intel Fortran car la plupart des problèmes à l’intérieur du code sont résolus avec lui.

Le compilateur Intel Fortran est composé de deux parties :

Obtenir la boîte à outils Intel oneAPI Base

Commençons! Ouvrez un terminal dans Ubuntu et utilisez la commande suivante pour télécharger la partie requise :

wget https://registrationcenter-download.intel.com/akdlm/irc_nas/17977/l_BaseKit_p_2021.3.0.3219.sh

Ça devrait ressembler à ça:

installation intel fortran 1

Après cela, dans le même terminal, tapez la commande suivante :

sudo bash l_BaseKit_p_2021.3.0.3219.sh

Vous regarderez quelque chose comme ça sur votre terminal avant qu’une nouvelle fenêtre ne s’ouvre, ne vous inquiétez pas ! Cela fait partie du processus.

installation intel fortran 2

Cela ouvrira une interface graphique :

installation intel fortran 3

Cliquez sur le bouton “Continuer”, et Intel oneAPI Base Toolkit commencera à télécharger :

installation intel fortran 4

Une fois le téléchargement terminé, vous devriez voir cette fenêtre :

installation intel fortran 5

Vous verrez ce qui est exactement inclus dans cette API. Il est fortement recommandé d’installer chaque paquet qu’il contient. Acceptez les termes du contrat de licence et appuyez sur le bouton “Continuer”.

installation intel fortran 6

Après cela, la page suivante est une sorte de page de validation. S’il manque quelque chose, il vous avertit.

Par exemple, dans ce cas, nous avons reçu un avertissement concernant le pilote GPU, mais passons-le et poursuivons le processus, car, comme nous pouvons le voir, le produit peut toujours être utilisé avec le processeur.

Alors cliquez simplement sur le bouton flèche droite.

installation intel fortran 7

Dans cette partie, si vous avez installé Eclipse IDE et que vous souhaitez y intégrer les bibliothèques, sélectionnez la première, sinon, ignorez simplement l’intégration et cliquez sur le bouton flèche droite. Une fois cela fait, vous pourrez voir la dernière partie avant l’installation complète.

installation intel fortran 8

Lisez le programme d’amélioration du logiciel Intel et entrez votre choix sur la collecte de vos informations, puis appuyez sur le bouton “Installer”. Enfin, l’installation va commencer.

installation intel fortran 9

La durée de l’installation dépendra de la vitesse de votre connexion Internet, soyez patient et laissez Intel terminer la tâche.

Une fois la tâche terminée, vous verrez quelque chose comme ceci :

installation intel fortran 10

Cela signifie que l’installation d’Intel oneAPI Base Toolkit est terminée. maintenant, commençons par le suivant.

Installation de la boîte à outils Intel oneAPI HPC

Pour être honnête, c’est presque le même processus, donc ça va être un peu plus rapide.

Commençons par utiliser cette commande :

wget https://registrationcenter-download.intel.com/akdlm/irc_nas/17912/l_HPCKit_p_2021.3.0.3230.sh
installation intel fortran 11

Une fois le processus ci-dessus terminé, utilisez la commande suivante :

sudo bash l_HPCKit_p_2021.3.0.3230.sh
installation intel fortran 12

Après cela, le processus d’installation commencera comme celui que vous avez vu auparavant.

installation intel fortran 13

Cliquez sur continuer et le téléchargement commence :

installation intel fortran 14

Une fois terminé (ce téléchargement est vraiment rapide), la fenêtre suivante apparaîtra sur votre bureau. Acceptez les termes et conditions et cliquez sur Continuer.

installation intel fortran 15

Comme cela a été fait auparavant, sautons l’intégration des bibliothèques avec n’importe quel IDE.

installation intel fortran 16

Et enfin, saisissez votre choix pour la collecte de vos informations et cliquez sur le bouton « Installer ».

installation intel fortran 17

Les bibliothèques commenceront à être téléchargées et installées sur votre système, attendez simplement que ce processus se termine. N’oubliez pas que la vitesse de téléchargement dépend de votre connexion Internet, alors soyez patient.

installation intel fortran 18

Une fois le processus terminé, cliquez sur le bouton Terminer.

installation intel fortran 19.png
Étape 19 de l’installation d’Intel Fortran

Et c’est pratiquement la clé de l’installation et de la fonctionnalité complètes du code Elk. Ces deux librairies sont indispensables à la bonne exécution.

Configurer les compilateurs

Enfin, lançons la ligne de commande suivante pour démarrer ces deux bibliothèques dans le terminal :

source /opt/intel/oneapi/setvars.sh
installation intel fortran 20.png

Allez maintenant dans ce répertoire :

cd /opt/intel/oneapi/mkl/2021.3.0/interfaces

Dans ce dossier, vous en trouverez d’autres, mais les plus importants sont :

  • fftw2xc
  • fftw2x_cdft
  • fftw2xf
  • fftw3xc
  • fftw3x_cdft
  • fftw3xf
  • mklmpi

Dans chaque dossier affiché ci-dessus, vous devrez exécuter la commande suivante :

make libintel64

Une chose importante est qu’à partir de maintenant, chaque fois que vous utilisez Elk-code, vous devez exécuter la ligne suivante sur votre terminal pour habiliter ces deux bibliothèques.

source /opt/intel/oneapi/setvars.sh

Avec ces étapes précédentes, vous êtes prêt pour l’étape la plus importante, l’installation d’Elk-code sur votre distribution Linux.

Installer n’importe quel code sur Ubuntu

Commençons bien sûr à télécharger le code Elk, dont la dernière version se trouve sur la page SourceForge.

démarrage de l'installation 00

Extrayez le dossier téléchargé.

démarrage de l'installation 01

Maintenant, téléchargeons la dernière version stable de la bibliothèque Wannier90, qui vous aidera à calculer les propriétés électroniques avancées des matériaux avec une efficacité et une précision élevées, à partir de son site officiel.

démarrage de l'installation 03

Une fois téléchargé le fichier .tar.gz, localisons-le sur l’application Fichiers et double-cliquons dessus pour extraire son contenu.

démarrage de l'installation 04

Accédez au dossier extrait et ouvrez-le dans le terminal.

démarrage de l'installation 06

Tapez ces commandes une par une :

source /opt/intel/oneapi/setvars.sh
cp ./config/make.inc.ifort ./make.inc
make
make lib
cp libwannier.a ../elk-7.2.42/src/
cd ../
démarrage de l'installation 07

Nous sommes sur le point de terminer. Continuez à taper la commande suivante sur votre terminal, une par une.

wget http://www.tddft.org/programs/libxc/down.php?file=5.1.4/libxc-5.1.4.tar.gz
démarrage de l'installation 08

Exécutez maintenant ces commandes une par une :

mv down.php?file=5.1.4%2Flibxc-5.1.4.tar.gz libxc-5.1.4.tar.gz
tar -zxvf libxc-5.1.4.tar.gz
cd libxc-5.1.4
./configure CC=icc FC=ifort
make
make check
sudo make install
cp /opt/etsf/lib/libxc.a ../elk-7.2.42/src/
cp /opt/etsf/lib/libxcf90.a ../elk-7.2.42/src/
démarrage de l'installation 09

A la fin du processus, vous aurez quelque chose comme ça sur votre terminal :

démarrage de l'installation 10

S’il vous plaît, fermez le terminal et, enfin, il est temps de faire la dernière partie, passons directement au dossier de code Elk précédent extrait. Une fois là-bas, ouvrez le dossier dans le terminal.

démarrage de l'installation 11

Et tapez les deux commandes suivantes :

source /opt/intel/oneapi/setvars.sh
cp /opt/intel/oneapi/mkl/2021.3.0/include/mkl_dfti.f90 src/

Presque là. Lancez la configuration :

./setup

Votre terminal devrait ressembler à ceci :

démarrage de l'installation 15

Vous écrivez le numéro 1 car vous avez installé le compilateur Intel Fortran.

Ne fermez pas le terminal ; revenons au dossier de code Elk sur l’application Fichiers et ouvrons le fichier appelé “make.inc”:

démarrage de l'installation 16

Effacez chaque mot qu’il contient et entrez ceci à la place :

MAKE = make
F90 = mpiifort
F90_OPTS = -O3 -ip -xHost -qopenmp
F77 = mpiifort
F77_OPTS = -O3 -ip -xHost -qopenmp
AR = xiar
LIB_SYS =
SRC_OMP =
SRC_MPI =

LIB_LPK = -lmkl_intel_lp64 -lmkl_intel_thread -lmkl_core -liomp5 -lpthread
#LIB_LPK = -L/opt/intel/oneapi/mkl/2021.3.0/lib/intel64 -lmkl_cdft_core -lmkl_intel_ilp64 -lmkl_intel_thread -lmkl_core -lmkl_blacs_intelmpi_ilp64 -liomp5 -lpthread -lm -ldl
SRC_MKL =

LIB_libxc = libxcf90.a libxc.a
SRC_libxc = libxcf90.f90 libxcifc.f90

SRC_FFT = mkl_dfti.f90 zfftifc_mkl.f90

LIB_W90 = libwannier.a
SRC_W90S =

SRC_OBLAS = oblas_stub.f90
SRC_BLIS = blis_stub.f90

Enregistrez le fichier et revenez au terminal. Enfin, tapez simplement :

make
démarrage de l'installation 18

Et d’accord ! Une fois cette dernière étape terminée, vous aurez installé n’importe quel code sur votre système Linux.

génial! Cette dernière étape est un peu lente, mais détendez-vous, c’était tout ce que vous aviez à faire. Vous avez enfin terminé tous les processus. Toutes nos félicitations!

Conclusion personnelle

Ce processus pourrait être un peu exhaustif, mais chaque étape est très importante pour le bon fonctionnement du logiciel. J’espère vraiment que si vous êtes un scientifique ou si vous voulez simplement être curieux à propos de ce sujet, ce message vous sera très utile.

D’autre part, si vous voulez en savoir plus sur la façon dont le code Elk peut vous aider dans les calculs, il existe une excellente vidéo sur l’obtention d’une équation d’état à l’aide du code Elk. Bonne chance!