写给ALKEMIE课题组新生入门

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写给ALKEMIE课题组新生入门

MobaXterm安装及使用

俗话说，“工欲善其事必先利其器”。类似网购电子产品，我觉得新生入门第一步就应该是“拆快递”，得先把“快递”拿到手里折腾折腾再说。这里的“快递”就是指咱们集群每个人的个人账号。至于后续第一性原理计算会用到的软件如 VASP、CP2K 等可以慢慢学。

本节首先讲讲如何在 Windows 系统中使用 SSH（Secure Shell）客户端登录集群账号。“网购”环节没啥好说的，首先你得自己找老师开通集群账号。

如果你觉得集群账号没有管理员权限不方便，可以自己在 Windows 里面安装一个 Linux 子系统 WSL2。安装过程非常简单。

SSH 客户端市面上有挺多，我此前使用的 XShell，后面也跟着师兄、师姐转投了 MobaXterm。

访问 MobaXterm官网下载 MobaXterm 的安装包，解压后双击 .msi 文件根据提示安装。打开软件后，点击左上角的 Session (会话控制)，在弹出的窗口中选择 SSH，输入 Remote host、Specify username 和 Port=2022，如图所示：

首次登录时，需要输入管理员给的初始密码（注意密码是屏幕不可见的，敲键盘没响应不用惊讶），然后 Enter 确认进入个人账号。

登录成功后，第一件事是键入 passwd 命令根据提示修改密码。首次登录一定要修改初始密码，否则下次用初始密码登录时可能会提示 access denied，然后一脸尴尬地去找管理员重新设置初始密码。

MobaXterm 界面分为文件区（左）和终端区。勾选左下角的 Follow terminal folder 可以让两个区块的路径保持一致。文件传输和下载可以采用直接拖拽的方式。

MobaXterm 一个常用的功能是，在文件区选中两个文件 A 和 B，右键 Compare text files 可以直观地比较它们的异同并修改（比命令 diff A B 好用很多），如图所示：

Linux的基本命令

Linux 命令行是一个强大的工具，它允许用户通过输入特定的命令来执行操作，管理文件和目录，配置网络和系统，以及执行许多其他任务。对于初学者来说，掌握一些基本的 Linux 命令是非常重要的，这些命令包括文件操作、目录导航、权限设置和文件编辑等。

不熟悉 Linux 的基本命令时可以求助度娘，敲多了自然而然地就知道每个命令的含义。可以使用 man command 查看 command 手册（例如，man ls 显示 ls 命令的详细介绍），并使用 q 退出手册。

刚开始不用太着急，初学者先学会并掌握下面列出的一些常用命令即可：

cd dir/ 是访问 dir/ 文件夹；

ls dir/ 是查看 dir/ 文件夹列表；

mkdir dir/ 是新建文件夹 dir/，注意路径中最好不要出现中文；

cp A B 是把 A 复制为 B；

cp -r dir1/ dir2/ 是把文件夹 dir1/ 复制为 dir2/；

mv A B 是把 A 移动为 B；

rm A 是删除文件 A；

rm -rf dir/ 是递归删除文件夹 dir/；

vi A 是使用 VIM 文本编辑器编辑文件 A；

cat A 是查看文件 A 的内容；

qsub runvasp.pbs 是提交运行 VASP 程序的 PBS 脚本；

Linux 最常用的文本编辑器是 VIM。如前所述，键入命令 vi XXX 即可编辑 XXX 文件（可以省去 touch XXX 创建空文件这一步骤）。VIM 文本编辑器常用模式有四个：

Normal-mode：初始模式，在该模式下可以使用 VIM 快捷键，如 dd 剪切光标所在行，yy 复制光标所在行，p 粘贴行，u 撤销上一步操作等等，熟练掌握快捷键能极大地提高你的工作效率；

Insert-mode：在初始模式下键入 i、a 或者 o 进入文本编辑模式，编辑完成后需要键入 Esc 返回初始模式；

Command-mode：在初始模式下键入 : 进入命令行模式，键入 wq 即可保存退出，q! 是不保存退出，set nu 显示行号，/str 查找文本 str，%s/旧文本/新文本/gc 是替换旧文本为新文本，同样是 Esc 退出；

Visual-mode：在初始模式下键入 v 进入，Esc 退出；

在 ~/.vimrc 中写入 set number 即可在 VIM 文本编辑器中显示行号。

ps：除了使用 VIM 文本编辑器，也可以使用命令 sed 或 awk 实现文本替换。例如命令 sed -i "s/A/B/g" XXX 是替换 XXX 中的 A 为 B；又如命令 awk '{ gsub(/dft_forces/, "forces"); print $0 }' train.xyz > out.xyz 是替换文本中的 dft_forces 为 forces 并输出到 out.xyz 文件中。熟练掌握 VIM 编辑器后可以试一试，效率翻倍！

ps：使用别名 alias 可以极大提升工作效率。例如，设置一个别名 alias ll='ls -al' 即可键入 ll 列出所有文件包括隐藏文件的详细信息。如果要永久使用该别名，可以将该命令写入 ~/.bashrc 配置文件（文件名前面加一个点表示隐藏文件）里面，然后 source ~/.bashrc 加载配置文件即可。单独键入 alias 可以列出系统中已设置的所有别名。下面给出我个人的 ~/.bashrc 中的别名设置，仅供参考：

PBS 作业基本命令

常用的 PBS 作业基本命令有：

qsub *.pbs 提交作业；

qstat 查看自己的作业运行情况；

showq 查看所有人的作业运行情况；

qdel jobid 取消作业，jobid 通过 qstat 查看。

不常用的 PBS 作业命令例如：

qmove 将作业移动到另一个队列；

pbsnodes 列出集群中所有节点的状态和属性等。

PBS 脚本中 PBS 作业属性以 #PBS 的方式指定，其中

N：作业名称；

l：设定作业所需资源，nodes 设定作业所需节点资源，ppn 为节点的核数，walltime 设定作业所需的最大 wallclock 时间；

q：设定作业队列名称；

S：设定 shell 类型；

PBS 内置变量包括 PBS_NODEFILE（包含作业所用计算节点的文件名）、PBS_O_WORKDIR（执行 qsub 命令所在的绝对路径）、PBS_QUEUE（作业所执行的队列名称）、PBS_JOBNAME（用户指定的作业名称）等。

课题组集群3的 VASP 作业提交脚本 runvasp.pbs 如下。修改变量 $EXEC 可以执行不同的计算。

使用集群上已经安装好的软件

在 Linux 中，当同一款编辑器、运行库、软件存在多个版本且多个版本都需要在不同的场景或人员使用时，配置这些内容的环境变量是一个非常繁琐的过程，而 module 工具则提供了一个简单快速的方法。换言之，通过 module 你可以使用集群上已经安装好的软件。

使用 module 管理软件之前注意要在 ~/.bashrc 文件中添加环境变量 export MODULEPATH=/opt/modulefiles。新账号如果需要自己检查下 ~/.bashrc 文件中有没有这一行。

常用的 module 命令如下：

module avail：显示可以使用的模块

module load：加载模块

module unload：卸载模块

module list：显示已经加载的模块

ps：一个小技巧是在 ~/.bashrc 中添加命令 module load XXX，即可自动加载 XXX 软件。但是一定要慎重设置，避免调用其它软件时出现环境冲突。

下面列出集群 3 中已经安装的软件列表：

集群上有的软件一般就不要自己再重复安装了（除非管理员没有更新）。

例如，想要使用 Anaconda 可以直接 module load anaconda/3-python3.7.3，然后 conda create -n XXX python=* 创建指定版本号为 * 的 Python 环境 XXX，对应的环境路径就会自动添加到 ~/.conda/envs 中。但是集群现在限制联网，所以创建环境时进度条会卡住。如果你要求不高 Python 3.7 也能将就，那么 conda create -n XXX --clone base 克隆 base 环境就好。否则，还是自己安装一个 Anaconda 吧。