Debian Science Nanoscale Physics packages

ABINIT è un pacchetto il cui programma principale permette di trovare l'energia totale, la densità di carica e la struttura elettronica di sistemi fatti da elettroni e nuclei (molecole e solidi periodici) nella teoria del funzionale della densità (DFT), usando pseudopotenziali e basi a onda piana.

ABINIT include anche opzioni per ottimizzare la geometria secondo le forze e le sollecitazioni della DFT, o per eseguire simulazioni molecolari dinamiche usando tali forze, o per generare matrici dinamiche, cariche di Born effettive e tensori dielettrici. Gli stati eccitati possono essere calcolati nella teoria del funzionale della densità dipendente dal tempo (per le molecole), o nella teoria della perturbazione a molti corpi (l'approssimazione GW). In aggiunta al codice principale di ABINIT, sono forniti diversi programmi di utilità.

Questo pacchetto contiene gli eseguibili necessari per effettuare i calcoli (gli pseudopotenziali non sono tuttavia forniti). Per un insieme di pseudopotenziali installare il pacchetto abinit-data.

ASE è un Atomic Simulation Environment scritto nel linguaggio di programmazione Python con lo scopo di impostare, pilotare e analizzare simulazioni atomiche. ASE fa parte di CAMPOS, il progetto CAMP Open Source.

ASE contiene interfacce Python per svariati codici di strutture elettroniche differenti, inclusi Abinit, Asap, Dacapo, Elk, GPAW e SIESTA.

Questo pacchetto contiene gli script eseguibili.

Avogadro è un sistema di grafica e modellamento molecolare pensato per molecole e biomolecole. Può visualizzare proprietà come orbitali molecolari * potenziali elettrostatici e ha uno strumento di uso intuitivo per la creazione di molecole.

Le sue caratteristiche includono:

• modellatore molecolare con ottimizzazione automatica geometrica basata sui campi di forze;
• meccanica molecolare comprese ricerche di limiti e conformazioni;
• visualizzazione di orbitali molecolari e iso-superfici generiche;
• visualizzazione di vibrazioni e disegno degli spettri vibrazionali;
• gestione di unità a cella cristallografiche;
• generazione di input per i pacchetti di chimica quantistica Gaussian, GAMESS e MOLPRO;
• architettura flessibile a plugin e script Python.

Tra i formati di file che Avogadro può leggere sono inclusi PDB, XYZ, CML, CIF, Molden, oltre all'output di Gaussian, GAMESS e MOLPRO.

BINoculars è uno strumento per la riduzione di dati e per l'analisi di grandi insiemi di dati diffrazione di superficie che sono stati acquisiti con un rilevatore bidimensionale di raggi X. L'intensità di ciascun pixel di un rilevatore bidimensionale è proiettata su una griglia tridimensionale in coordinate reciproche di griglia usando un algoritmo di classificazione. Ciò permette una veloce acquisizione ed elaborazione di insiemi di dati ad alta risoluzione e ha come risultato una significativa riduzione delle dimensioni dell'insieme di dati. L'analisi successiva procede poi nello spazio reciproco. È evoluto dalle necessità specifiche del beamline ID03 allo ESRF, ma è una progettazione modulare e può essere facilmente adattato ed esteso per funzionare con dati da altri beamline o da altre tecniche di misurazione.

Cadabra è un sistema di algebra computazionale progettato specificamente per la soluzione di problemi che si incontrano nella teoria dei campi. Ha molte funzionalità per la semplificazione polinomiale di tensori tra le quali simmetrie multi-termine, fermioni e variabili anti-commutative, algebre di Clifford e trasformazioni di Fierz, dipendenza implicita delle coordinate, tipi ad indici multipli e molto altro. Il formato di input è un sottoinsieme di TeX.

CBFlib è una libreria di funzioni ANSI-C che fornisce un semplice meccanismo per accedere a file CBF (Crystallographic Binary File) e a file imgCIF (Image-supporting CIF).

Questo pacchetto contiene vari programmi di utilità.

L'API CIF fornisce un'interfaccia C standard per leggere, scrivere e manipolare CIF (Crystallographic Information File). È indirizzato in particolare a CIF 2.0 ma fornisce anche la gestione di CIF 1.1 e versioni precedenti.

Questo pacchetto contiene cif_linguist, un programma sperimentale per convertire i dati tra varie versioni del formato CIF.

cod-tools è un insieme di strumenti a riga di comando e moduli Perl per manipolare file CIF (Crystallographic Information Format) v1.1 e v2.0.

CP2K è un programma per fare simulazioni di sistemi allo stato solido, liquido, sistemi molecolari e biologici. È espressamente pensato per metodi per strutture elettroniche massivamente paralleli e scalabili linearmente e per simulazioni di dinamica molecolare ab-initio (AIMD) allo stato dell'arte. Le sue caratteristiche comprendono:

CP2K è ottimizzato per il metodo misto GPW (gaussiane e onde piane) basato su pseudopotenziali, ma è in grado di eseguire anche i calcoli a tutti gli elettroni oppure puramente su onde piane/gaussiane. Le sue funzionalità includono:

Metodi della teoria della struttura elettronica ab-initio usando il modulo QUICKSTEP:

• energie e forze della teoria del funzionale della densità (DFT);
• energie e forze Hartree-Fock (HF);
• energie e forze della teoria della perturbazione di secondo ordine di Moeller-Plesset (MP2);
• energie RPA (Random Phase Approximation);
• fase gassosa e condizioni periodiche al contorno (PBC, Periodic Boundary Conditions);
• gli insiemi base includono vari orbitali di tipo gaussiano (GTO) standard, onde piane (PW) pseudopotenziali e un approccio misto gaussiano e con onde piane (aumentate) (GPW / GAPW);
• pseudo potenziali a norma conservata separabili GTH (Goedecker-Teter- Hutter) e NLCC (Non-Linear Core Corrected) o calcolo a tutti gli elettroni;
• pseudopotenziali (PP) incluso il PP a norma conservata separabile Goedecker-Teter-Hutter (GTH);
• funzionali XC di approssimazione della densità locale (LDA) inclusi SVWN3, SVWN5, PW92 e PADE;
• funzionali XC a gradiente corretto (GGA) inclusi BLYP, BP86, PW91, PBE e HCTH120, così come il funzionale XC meta-GCA TPSS;
• funzionali XC ibridi con scambio Hartree-Fock (HFX) esatto inclusi B3LYP, PBE0 e MCY3;
• funzionali XC doppio-ibrido XC inclusi B2PLYP e B2GPPLYP;
• funzionali XC aggiuntivi attraverso LibXC;
• correzioni di dispersione attraverso modelli di potenziale di coppia DFT-D2 e DFT-D3;
• correzioni van der Waals non locali per funzionali XC inclusi B88-vdW, PBE-vdW e B97X-D;
• correzione DFT+U (Hubbard);
• fitting della densità per DFT con Bloechl o DDAPC (Density Derived Atomic Point Charges), per HFX con metodi ADMM (Auxiliary Density Matrix Methods) e per MP2/RPA con RI (risoluzione all'identità);
• tecniche per matrici sparse e prescreening per calcolo di matrici Kohn-Sham (KS) per scalamento lineare;
• minimizzatore del campo autoconsistente (SCF) per trasformazioni di orbitale (OT) o inversione diretta del sottospazio iterativo (DIIS);
• metodo LRIGPW (Local Resolution-of-Identity Projector Augmented Wave);
• energie ALMO-SCF (Absolutely Localized Molecular Orbitals SCF) per scalamento lineare di sistemi molecolari;
• stati eccitati attraverso TDDFPT (teoria della perturbazione della funzione di densità dipendente dal tempo).

Dinamica molecolare ab-initio:

• dinamica molecolare Born-Oppenheimer (BOMD);
• dinamica molecolare Ehrenfest (EMD);
• estrapolazione PS di funzione d'onda iniziale;
• integratore ASPC (Always Stable Predictor-Corrector) reversibile nel tempo;
• dinamica molecolare approssimata Car-Parinello stile Langevin Born-Oppenheimer (dinamica molecolare Car-Parrinello di seconda generazione, SGCP).

Simulazioni miste quantistiche/classiche (QM/MM):

• approccio multigriglia in spazio reale per la valutazione delle interazioni di Coulomb tra la parte QM e quella MM;
• trattamento con accoppiamento elettrostatico con scalamento lineare delle condizioni periodiche al contorno;
• QM/MM adattivo.

Ulteriori funzionalità includono:

• calcoli di energie di singolo punto, ottimizzazioni geometriche e frequenze;
• svariati algoritmi per NEB (Nudged-Elastic Band) (B-NEB, IT-NEB, CI-NEB, D-NEB) per calcoli del percorso a energia minima (MEP);
• ottimizzazione globale delle geometrie;
• solvatazione con il modello SCCS (Solvation via the Self-Consistent Continuum);
• calcoli semi-empirici incluse le parametrizzazioni AM1, RM1, PM3, MNDO, MNDO-d, PNNL e PM6, DFTB (Density-Functional Tight-Binding) e SCP-TB (Self-Consistent Polarization Tight-Binding) con o senza condizioni periodiche al contorno;
• simulazioni di dinamica molecolare (MD) classica in insiemi microcanonici (NVE) o insiemi canonici (NVT) con campionamento Nose-Hover e canonico attraverso termostati a riscalamento di velocità (CSVR);
• metadinamiche inclusa la metadinamica ben-temperata per calcoli dell'energia libera;
• simulazioni classiche del campo di forza (MM);
• simulazioni KS-DFT Monte-Carlo (MC);
• proprietà statiche (es. spettri) e dinamiche (es. diffusione);
• codice ATOM per generazione di pseudopotenziali;
• ottimizzazione integrata dell'insieme di base molecolare.

CP2K non implementa la dinamica molecolare convenzionale di Car-Parrinello (CPMD).

DRAWxtl legge una descrizione base della struttura del cristallo, che include parametri della cella unitaria, gruppi spaziali, coordinate atomiche, parametri termici o mappa di Fourier e produce in output un oggetto geometrico che contiene poliedri, piani, coni di coppie di elettroni, sfere o ellissoidi, legami, contorni di Fourier di iso-superfici e legami delle celle unitarie.

Vengono prodotti quattro tipi di grafica:

• una finestra OpenGL per la visualizzazione immediata;
• un linguaggio di scena POV-RAY (Persistence of Vision Ray Tracer) per disegni di qualità tipografica;
• il VRML (Virtual Reality Modeling Language) per la diffusione in Internet;
• un rendering PostScript della finestra OpenGL per coloro che desiderano un output di alta qualità ma non hanno POV-RAY installato.

I formati di file che DRAWxtl può leggere includono CIF, FDAT, FullProf (pcr), GSAS, SCHAKAL, SHELX, DISCUS e WIEN2k.

La European Theoretical Spectroscopy Facility (ETSF) è una rete europea dedicata a fornire supporto e servizi per la ricerca in corso in laboratori universitari, governativi e industriali.

La ETSF è divisa in 7 traiettorie, ognuna delle quali si occupa di uno specifico argomento scientifico:

• ottica;
• spettroscopia di perdita di energia;
• trasporto quantistico;
• spettroscopia risolta nel tempo;
• spettroscopia di fotoemissione;
• spettroscopia vibrazionale;
• spettroscopia a raggi X.

Per permettere l'adozione delle sue raccomandazioni riguardanti la standardizzazione, la ETSF propone sia diverse librerie e diversi strumenti che implementano o usano queste specifiche, sia software di utilizzo più generale.

ETSF_IO è una libreria di routine F90 per leggere e scrivere il formato di file ETSF. Questo pacchetto contiene gli strumenti utente per:

• controllare la conformità dei file alle specifiche,
• estrarre dati dai file,
• unire file multipli da esecuzioni parallele, come previsto dalle specifiche.

FeynMF è un pacchetto LaTeX per disegnare facilmente diagrammi di Feynman di qualità professionale, illustrazioni che descrivono le interazioni fondamentali delle particelle subatomiche. I diagrammi possono essere creati usando il programma Metafont o MetaPost. FeynMF impagina la maggior parte dei diagrammi in maniera soddisfacente dalla struttura del grafo senza nessun bisogno di un intervento manuale. Tuttavia tutte le potenzialità di Metafont e MetaPost sono disponibili per casi più oscuri.

Notare che si avrà bisogno del pacchetto texlive-metapost per poter usare la versione di FeynMF basata su MetaPost.

Finalcif is a full-featured CIF file editor to make editing and validation of CIF files easy. It collects all the information from a work folder needed in order to finalize a CIF file for publication. In any case, one can also import a valid CIF file to complete the information. In ideal cases, it takes one click to have a publication-ready file.

Essentially, one should have the corresponding CIF file for FinalCif in its original 'work' folder, which contains all other files such as SAINT list files, SADABS list file, SHELX list files, etc. that led to this CIF file.

Checking the final CIF file with the IUCr CheckCIF server is a one-click problem in FinalCif. One gets a web and PDF report or just a local PLATON CIF check for computers without internet.

FinalCif generates beautiful CIF reports in seconds for publication as MS Word files (also compatible with Openoffice etc.). The report includes tables of structure properties like R-values or atom parameters and a report text about the experiment conditions.

The button "save cif file" saves the current file under 'name'-finalcif.cif. FinalCif will never make changes to the original CIF file.

Fityk è un programma flessibile e portabile per l'interpolazione non lineare di funzioni analitiche (in particolare per funzioni con picchi) e l'analisi dati (solitamente dati sperimentali). In altre parole, per l'analisi e la separazione di picchi non lineari.

È stato sviluppato per l'analisi di pattern di diffrazione, ma può anche essere usato in altri campi, poiché il concetto e le operazioni specifiche per la cristallografia sono separati dal resto del programma.

Fityk offre vari metodi di interpolazione non lineare, sottrazione di fondo, calibrazione di dati, posizionamento facilitato di picchi e variazione dei parametri del picco, automazione tramite script e molto altro. Il principale vantaggio del programma è la flessibilità: i parametri dei picchi possono essere arbitrariamente collegati con altri parametri, ad esempio la larghezza del picco può essere una variabile indipendente, può essere la stessa larghezza di un altro picco o un'espressione complicata relativa a tutti i picchi.

Per il materiale JavaScript nella documentazione è necessario libjs-sphinxdoc.

Garlic è stato scritto per lo studio di proteine della membrana. Può essere usato per visualizzare altre proteine ed anche altri oggetti geometrici. Questa versione di garlic riconosce il formato PDB versione 2.1. Garlic può anche essere usato per analizzare sequenze proteiche.

Dipende solamente dalle librerie X, non sono necessarie altre librerie.

Le sue caratteristiche includono:

• la posizione e lo spessore del piano di sezione sono visibili in una piccola finestra;
• i legami atomici, così come gli atomi, sono trattati come oggetti disegnabili indipendentemente;
• i colori degli atomi e dei legami dipendono dalla posizione: sono disponibili cinque modalità di mappatura (come per i piani);
• possibilità di visualizzare immagini stereo;
• possibilità di visualizzare altri oggetti geometrici, come la membrana;
• le informazioni sugli atomi sono disponibili per l'atomo su cui è posizionato il puntatore del mouse: non è necessario fare clic, semplicemente muovere il mouse sopra la struttura!;
• capacità di caricare più di una struttura;
• capacità di disegnare grafici di Ramachandran, strutture delle alfa-eliche, diagrammi di Venn, grafici di idrofobicità media e di momento idrofobico;
• il prompt dei comandi è disponibile alla base della finestra principale e può visualizzare un messaggio di errore e una stringa di comando.

Programma basato su GTK per la visualizzazione e la manipolazione di molecole isolate, sistemi periodici e strutture cristalline. Nonostante sia in fase di sviluppo è ragionevolmente funzionante. Ha le seguenti caratteristiche:

• supporto per diversi tipi di file (CIF, BIOSYM, XYZ, XTL, MARVIN e GULP);
• semplice strumento di creazione e manipolazione di molecole;
• finestra di dialogo per creare configurazioni di partenza per simulazioni di dinamiche molecolari;
• strumenti assortiti per la visualizzazione (informazioni geometriche, evidenziazione di regioni, ecc.);
• animazione di file BIOSYM (anche animazioni rendered, vedi sotto).

GDIS permette anche di svolgere le seguenti azioni attraverso altri pacchetti:

• rendering di modelli (grazie a POVRay);
• minimizzazione dell'energia (grazie a GULP),
• calcoli morfologici (grazie a cdd);
• elaborazione di gruppi spaziali (grazie a SgInfo);
• visione della tavola periodica degli elementi (grazie a GPeriodic);
• caricamento di tipi di file addizionali, come PDB (grazie a Babel).

GGobi è un programma open source di visualizzazione per esplorare dati a molte dimensioni. Fornisce grafici altamente dinamici e interattivi come tour di grafici, oltre a grafici più familiari quali grafici di dispersione, a barre e a coordinate parallele. I grafici sono interattivi e collegati con pennelli e identificazioni.

Vedere http://www.ggobi.org for more information.

Ghemical è un pacchetto software per la chimica computazionale scritto in C++. Ha un'interfaccia utente grafica e supporta sia modelli di meccanica quantistica (semi-empirici), sia modelli di meccanica molecolare. Sono attualmente disponibili l'ottimizzazione geometrica, dinamiche molecolari e un vasto insieme di strumenti di visualizzazione che usano OpenGL.

Ghemical si basa su codice esterno per fornire i calcoli di meccanica quantistica. I metodi semi-empirici MNDO, MINDO/3, AM1 e PM3, che sono inclusi nel pacchetto, provengono dal pacchetto MOPAC7 (di pubblico dominio). Per i metodi ab initio è usato il pacchetto MPQC: i metodi basati sulla teoria Hartree-Fock sono attualmente supportati con i set di base da STO-3G a 6-31G**.

Gnuplot è una utilità portabile da riga di comando per tracciare interattivamente grafici a partire da dati e funzioni che supporta differenti formati di uscita, includendo driver per molte stampanti, (La)TeX, (x)fig, PostScript e altri. L'output per X11 è fornito dal pacchetto gnuplot-x11.

I file di dati e le funzioni auto-definite possono essere manipolati attraverso un linguaggio interno simile al C. È in grado di effettuare smussamenti, interpolazioni di spline o interpolazioni non lineari. È in grado di lavorare con numeri complessi.

Questo metapacchetto serve per installare un gnuplot completo di funzionalità (-qt, -x11 o -nox).

Codice Python per la teoria del funzionale di densità (DFT) basato sul metodo PAW (Projector-Augmented Wave) e l'ambiente ASE (Atomic Simulation Environment). Usa i metodi delle griglie uniformi nello spazio reale e delle griglie multiple, funzioni base centrate sugli atomi o onde piane.

GPeriodic è un piccolo programma basato su X/GTK+ che permette di sfogliare la tavola periodica degli elementi chimici e di visualizzare informazioni abbastanza dettagliate per ogni elemento. Attualmente sono elencati 118 elementi.

Grace è uno strumento punta-e-clicca che permette all'utente di disegnare grafici X-Y. Questo programma si chiamava in precedenza Xmgr.

Alcune delle sue caratteristiche sono: scala definibile dall'utente, segni di intervallo sugli assi, etichette, simboli, stile per le linee, colori, regressione polinomiale, spline, medie mobili, DFT/FFT, correlazione incrociata e autocorrelazione, modalità non interattiva per il disegno senza supervisione, supporto per copie fisiche per PostScript, FrameMaker e svariati formati immagine.

La teoria dei grafi consente lo studio di informazioni strutturali costruendo una rappresentazione geometrica di grafi astratti e reti. La creazione automatica di grafi è un'importante applicazione in tecnologie chiave come la progettazione di database, l'ingegneria del software, VLSI e progettazione di reti e interfacce visuali in diversi domini. Situazioni in cui questi strumenti potrebbero essere utili sono:

• desiderio di ristrutturare un programma ma con la necessità prima di capire le relazioni tra i tipi, le procedure e i file sorgenti;
• ricerca dei colli di bottiglia in una backbone internet, non solo nei collegamenti individuali, ma anche nelle loro relazioni;
• debug di un protocollo o di una micro-architettura rappresentata come una macchina a stati finiti in cui si deve capire come si verifichi un certo errore;
• si desidera esplorare un database, una base di conoscenza o un programma distribuito rappresentato graficamente;
• si desidera avere una visione d'insieme dei collegamenti tra i documenti;
• si vogliono scoprire schemi ripetuti e interessi condivisi in un database di chiamate telefoniche e messaggi email.

Questo pacchetto contiene gli strumenti a riga di comando.

La libreria scientifica GNU (GSL) è una raccolta di funzioni per l'analisi numerica. Le funzioni sono scritte in C da zero dal gruppo GSL e presentano un'API moderna per programmatori C, consentendo al contempo la scrittura di wrapper per linguaggi di livello molto alto.

Questo pacchetto fornisce svariati binari di esempio.

URL: http://www.gnu.org/software/gsl/

Gwyddion è un programma modulare per la visualizzazione e l'analisi di dati ottenuti con microscopia a sonda a scansione (SPM, Scanning Probe Microscopy). È principalmente pensato per l'analisi di dati nel campo dell'altezza ottenuti con tecniche di microscopia quali:

• microscopia a forza atomica (AFM);
• microscopia a forza magnetica (MFM);
• microscopia a scansione per effetto tunnel (STM);
• microscopia ottica a scansione in campo prossimo (SNOM o NSOM) e altri. Tuttavia può essere usato per analisi di immagini e campi altezza arbitrari.

Questo pacchetto contiene l'applicazione principale ed i suoi moduli. Contiene anche un creatore di miniature per GNOME, e Xfce, che crea anteprime per tutti i tipi di file gestiti da Gwyddion.

BLAS (Basic Linear Algebra Subroutines) è un insieme di procedure efficienti per la maggior parte delle operazioni di base su matrici e vettori. È ampiamente usato come base per altri software di algebra lineare di qualità elevata, per esempio lapack e linpack. Questa implementazione è quella di riferimento per Fortran 77 che si trova dentro netlib.

Questo pacchetto contiene la versione condivisa della libreria.

LAPACK versione 3.X è una libreria FORTRAN esaustiva che effettua operazioni di algebra lineare con incluse le inversioni di matrici, le soluzioni del metodo dei minimi quadrati di insiemi lineari di equazioni, analisi di autovettori, decomposizione ai valori singolari, ecc. È un pacchetto veramente esaustivo e degno di rispetto che ha trovato un vasto uso nella comunità scientifica.

Questo pacchetto contiene la versione condivisa della libreria.

SSM is a macromolecular coordinate superposition library, written by Eugene Krissinel of the EBI.

The library implements the SSM algorithm of protein structure comparison in three dimensions, which includes an original procedure of matching graphs built on the protein's secondary-structure elements, followed by an iterative three-dimensional alignment of protein backbone Calpha atoms.

This package contains the binaries of the libraries

MayaVi2 è uno strumento multipiattaforma per la visualizzazione di dati scientifici 2D e 3D. Le sue caratteristiche includono:

• visualizzazione di dati scalari, vettori e tensori in 2 e 3 dimensioni;
• facile creazione di script usando Python;
• facile estensibilità grazie a fonti, moduli e filtri dati personalizzati;
• lettura di svariati formati di file: VTK (vecchi e XML), PLOT3D, ecc.;
• salvataggio delle visualizzazioni;
• salvataggio del rendering delle visualizzazioni in svariati formati immagine.

MayaVi2 è stato progettato pensando alla possibilità di creare script e alla estensibilità. Benché l'applicazione mayavi2 sia usabile di per sé, può essere usata come plugin Envisage che permette di incorporarla in modo nativo in applicazioni utente. In alternativa può essere usato come motore di visualizzazione per qualunque applicazione.

Questo pacchetto fornisce anche TVTK che fa da wrapper per oggetti VTK in modo da fornire una comoda API Pythonica, gestendo al contempo gli attributi Traits e gli array NumPy/SciPy. TVTK è implementato per la maggior parte in Python puro, tranne che per un piccolo modulo di estensione.

MPQC è un programma di chimica quantistica ab-initio. È specificamente progettato per elaborare molecole in modo altamente parallelo.

Può calcolare energie e gradienti per i seguenti metodi:

• Hartree-Fock (HF) closed shell e Hartree-Fock open shell ristretto;
• teoria del funzionale della densità (DFT);
• teoria perturbativa closed shell di Moeller-Plesset del secondo ordine (MP2).

In aggiunta può calcolare le energie per i seguenti metodi:

• teoria open shell MP2 e closed shell MP2 esplicitamente correlate (MP2-R12);
• teoria perturbativa open shell di secondo ordine (OPT2[2]);
• ZAPT2 (Z-averaged pertubation theory).

Include anche un ottimizzatore interno di coordinate geometriche.

MPQC è costruito sulla base del toolkit SC (Scientific Computing).

NCO è una serie di programmi noti come operatori. Gli operatori sono programmi indipendenti, eseguibili da riga di comando in una shell POSIX. Gli operatori ricevono uno o più file netCDF in ingresso, eseguono alcune operazioni (es., calcolare la media, hyperslabbing), e producono un file netCDF in uscita. NCO in origine era stato progettato per manipolare e analizzare dati climatici, tuttavia lavora su qualsiasi serie di dati con struttura netCDF.

Si può usare ncview per dare uno sguardo facile e veloce ai propri file NetCDF solo premendo dei pulsanti. Si possono vedere dei semplici filmati dei dati, guardare seguendo varie dimensioni, dare uno sguardo ai reali valori dei dati, cambiare le mappe dei colori, invertire i dati e fare altre semplici operazioni visive.

Contiene i programmi ncdump e ncgen che convertono rispettivamente file NetCDF in ASCII e viceversa. NetCDF (network Common Data Form) è un'interfaccia per l'acceso a dati scientifici e una libreria software liberamente distribuibile che fornisce un'implementazione dell'interfaccia. La libreria netCDF definisce anche un formato indipendente dall'architettura per rappresentare dati scientifici. Insieme, interfaccia, libreria e formato permettono la creazione, l'accesso e la condivisione di dati scientifici.

NeXus è un formato di dati comune per la scienza di neutroni, raggi X e muoni. Esso viene sviluppato come standard internazionale da scienziati e programmatori che rappresentano le principali strutture scientifiche in Europa, Asia, Australia e Nord America per facilitare una maggiore cooperazione nell'analisi e visualizzazione di dati di neutroni, raggi X e muoni.

Questo è il pacchetto che contiene alcune applicazioni per leggere e scrivere file NeXus.

Octave è un linguaggio di alto livello (per la maggior parte compatibile con Matlab®) orientato principalmente al calcolo numerico. Fornisce una comoda interfaccia a riga di comando per risolvere numericamente problemi lineari e non.

Octave può essere esteso dinamicamente con file C++ forniti dall'utente.

The KIM API is an Application Programming Interface for atomistic simulations. The API provides a standard for exchanging information between atomistic simulation codes (molecular dynamics, molecular statics, lattice dynamics, Monte Carlo, etc.) and interatomic models (potentials or force fields). It also includes a set of library routines for using the API with bindings for:

FORTRAN 77, Fortran 90/95, Fortran 2003 C, C++

Atomistic simulation codes that support the KIM API work seamlessly with the KIM-compliant interatomic models (KIM Models) distributed on this website. The interface is computationally efficient and often requires relatively minor changes to existing codes.

This package contains models and model-drivers for KIM-API

Open MPI è un progetto che combina tecnologie e risorse da parecchi altri progetti (FT-MPI, LA-MPI, LAM/MPI e PACX-MPI) per poter costruire la miglior libreria MPI disponibile. Open MPI è un'implementazione conforme con MPI-3.1 completamente nuova e offre vantaggi per venditori di sistemi e di software, sviluppatori di applicazioni e ricercatori nel campo dell'informatica.

Funzionalità:

• piena conformità agli standard MPI-3.1;
• sicurezza e concorrenza dei thread;
• creazione dinamica dei processi;
• alte prestazioni su tutte le piattaforme;
• gestione dei compiti affidabile e veloce;
• tolleranza agli errori della rete e dei processi;
• gestione dell'eterogeneità di rete;
• una sola libreria gestisce tutte le reti;
• strumentazione in fase di esecuzione;
• supporta diversi schedulatori di compiti;
• messaggi di errore internazionalizzati;
• progettazione basata su componenti, API documentate.

Questo pacchetto contiene i programmi di utilità di Open MPI.

OpenMX (Open source package for Material eXplorer) è un pacchetto di programmi per simulazioni su materiali a nanoscala basato su teorie funzionali di densità (DFT), pseudopotenziali a norma conservata e funzioni di basi pseudo-atomiche localizzate. Dal momento che il codice è progettato per la realizzazione di calcoli ab initio su larga-scala su computer paralleli, si prevede che OpenMX possa essere uno strumento utile e potente per la scienza dei materiali a nano-scala in un'ampia varietà di sistemi come biomateriali, nanotubi di carbonio, materiali magnetici e conduttori a nano-scala.

PSI3 è un programma di chimica quantistica ab-initio. È progettato specialmente per calcolare accuratamente le proprietà di molecole piccole o medie usando tecniche ad alta correlazione.

Può calcolare energie e gradienti con i seguenti metodi:

• Hartree-Fock closed shell e open shell ristretto (RHF/ROHF) (inclusi gli hessiani per RHF);
• teoria perturbativa di Møller-Plesset (MP2) per closed shell;
• Complete Active Space SCF (CASSCF);
• Coupled-cluster con singole e doppie eccitazioni (CCSD);
• Coupled-cluster con singole e doppie eccitazioni e triple eccitazioni perturbative (CCSD(T)) (solo con funzioni d'onda di riferimento non-ristrette (UHF)).

Inoltre può calcolare le energie con i seguenti metodi:

• Hartree-Fock open shell non ristretto (UHF);
• Teoria perturbativa di Møller-Plesset closed/open shell (MP2);
• Teoria MP2 correlata esplicitamente (MP2-R12) per closed shell e teoria MP2 scalata per componente di spin (SCS-MP2);
• Multireference configuration-interaction (MRCI);
• Coupled-cluster con singole e doppie eccitazioni e triple eccitazioni perturbative (CCSD(T));
• Coupled-cluster con singole e doppie eccitazioni con approssimazione del secondo e terzo ordine (CC2/CC3);
• Multireference coupled-cluster con singole e doppie eccitazioni (MRCCSD);
• Equazione coupled-cluster del moto con singole e doppie eccitazioni closed shell e open shell ristretto (EOM-CCSD).

Le altre funzionalità:

• formato di input flessibile, modulare e personalizzabile;
• calcolo degli stati d'eccitamento con i metodi CC2/CC3, EOM-CCSD, CASSCF, MRCI e MRCCSD;
• ottimizzatore delle coordinate geometriche interne;
• calcoli delle frequenze armoniche;
• proprietà di un elettrone quali momento del dipolo/quadripolo, orbitali naturali, potenziale elettrostatico, costanti di accoppiamento iperfine
• densità di spin;
• utilizzo della simmetria molecolare punto-gruppo per aumentare l'efficienza.

The lmfit Python package provides a simple, flexible interface to non-linear optimization or curve fitting problems. The package extends the optimization capabilities of scipy.optimize by replacing floating pointing values for the variables to be optimized with Parameter objects. These Parameters can be fixed or varied, have upper and/or lower bounds placed on its value, or written as an algebraic expression of other Parameters.

The principal advantage of using Parameters instead of simple variables is that the objective function does not have to be rewritten to reflect every change of what is varied in the fit, or what relationships or constraints are placed on the Parameters. This means a scientific programmer can write a general model that encapsulates the phenomenon to be optimized, and then allow user of that model to change what is varied and fixed, what range of values is acceptable for Parameters, and what constraints are placed on the model. The ease with which the model can be changed also allows one to easily test the significance of certain Parameters in a fitting model.

The lmfit package allows a choice of several optimization methods available from scipy.optimize. The default, and by far best tested optimization method used is the Levenberg-Marquardt algorithm from MINPACK-1 as implemented in scipy.optimize.leastsq. This method is by far the most tested and best support method in lmfit, and much of this document assumes this algorithm is used unless explicitly stated. An important point for many scientific analysis is that this is only method that automatically estimates uncertainties and correlations between fitted variables from the covariance matrix calculated during the fit.

A few other optimization routines are also supported, including Nelder-Mead simplex downhill, Powell's method, COBYLA, Sequential Least Squares methods as implemented in scipy.optimize.fmin, and several others from scipy.optimize. In their native form, some of these methods setting allow upper or lower bounds on parameter variables, or adding constraints on fitted variables. By using Parameter objects, lmfit allows bounds and constraints for all of these methods, and makes it easy to swap between methods without hanging the objective function or set of Parameters.

Finally, because the approach derived from MINPACK-1 usin the covariance matrix to determine uncertainties is sometimes questioned (and sometimes rightly so), lmfit supports methods to do a brute force search of the confidence intervals and correlations for sets of parameters.

This is the Python 3 version of the package.

SciPy integra il popolare modulo NumPy (pacchetto python-numpy), raccogliendo insieme in un unico pacchetto una varietà di moduli di alto livello per le scienze e l'ingegneria.

SciPy è un insieme di strumenti scientifici e numerici open source per Python. Attualmente gestisce funzioni speciali, integrazione, risolutori per equazioni differenziali ordinarie (ODE), ottimizzazione di gradienti, algoritmi genetici, strumenti di programmazione parallela, un compilatore da-espressione-a-C++ per una veloce esecuzione e altro ancora.

SymPy è una libreria Python per matematica simbolica (manipolazione). Mira a diventare un CAS (Computer Algebra System, sistema di algebra al computer) completo pur mantenendo il codice il più semplice possibile allo scopo di essere comprensibile e facilmente estensibile. SymPy è scritto interamente in Python e non richiede alcuna libreria esterna, tranne opzionalmente per la gestione del disegno tecnico.

Questo pacchetto contiene la versione Python 3 di SymPy.

Pyxplot è uno strumento di disegno di grafici generico, un linguaggio di scripting scientifico, una suite per grafica vettoriale e un pacchetto di elaborazione dei dati. La sua interfaccia è progettata per rendere le attività comuni, ad esempio il disegno di grafici di date con etichette, accessibili attraverso comandi brevi, semplici e intuitivi.

Pyxplot produce immagini di qualità tipografica. A questo scopo il testo è reso con tutta la flessibilità e la qualità dell'ambiente di impaginazione LaTeX.

L'esauriente documentazione e gli esempi si possono trovare nel pacchetto pyxplot-doc. Una galleria di grafici di esempio è disponibile sul sito web del progetto.

Quantum ESPRESSO (prima chiamato PWscf) è una suite integrata di sorgenti per calcoli di strutture elettroniche e modellazione di materiali alla nanoscala. È basato sulla teoria del funzionale densità, sulle onde piane e sui pseudopotenziali (sia a norma conservata, sia ultrasoft, sia PAW).

Tra le funzionalità vi sono:

• calcoli dello stato fondamentale e della struttura delle bande tramite sollecitazioni, forze ed energie totali autocoerenti di onde piane;
• pseudopotenziali a norma conservata e ultrasoft (Vanderbilt) separabili, PAW (Projector Augmented Waves);
• vari funzionali di scambio e correlazione, dalla LDA alle approssimazioni di gradiente generalizzato (PW91, PBE, B88-P86, BLYP) fino a funzionali meta-GGA, di scambio esatto (HF) e ibridi (PBE0, B3LYP, HSE);
• dinamica molecolare Car-Parrinello e Born-Oppenheimer;
• ottimizzazione strutturale che include stati di transizione e percorsi ad energia minima;
• magnetismo non collineare e accoppiamento spin-orbita;
• proprietà di risposta che includono frequenze di fononi e autovettori, cariche efficaci e tensori dielettrici, sezioni d'urto Raman ed infrarossi, spostamenti chimici EPR e NMR;
• proprietà spettroscopiche come l'eccitazione elettronica e le righe K ed L1 nello spettro di assorbimento ai raggi X (XAS, X-ray Absorption Spectra).

SasView is software for the analysis of Small-Angle Scattering (SAS) data.

It fits analytic functions describing different types of material microstructure to experimental data in order to determine the shape, size and degree of ordering.

SasView also includes tools for calculating scattering length densities, slit sizes, resolution, fringe thicknesses/d-spacings, the (Porod) invariant ('total scattering'), and distance distribution functions.

SasView is a Small Angle Scattering Analysis Software Package, originally developed as part of the NSF DANSE project under the name SansView, now managed by an international collaboration of facilities.

This package installs the sasview executable script.

Questo pacchetto installa i pacchetti Debian Science utili per il calcolo numerico. Il pacchetto fornisce un sistema di calcolo orientato ai vettori e di visualizzazione per il calcolo scientifico e l'analisi dei dati. Questi pacchetti sono simili ai sistemi commerciali come Matlab e IDL.

Scilab è un pacchetto software scientifico basato su matrici. Scilab contiene centinaia di funzioni matematiche incorporate, ricche strutture di dati (inclusi polinomi, razionali, sistemi lineari, elenchi, ecc.) e viene fornito con diversi toolbox specifici per controlli, elaborazione di segnali, ...

Questo pacchetto fornisce anche Xcos, un editor grafico per progettare modelli di sistemi ibrido-dinamici. I modelli possono essere progettati, caricati, salvati, compilati e simulati. Soluzione stabile ed efficiente per necessità industriali e accademiche, Xcos fornisce funzionalità per la modellazione di sistemi meccanici (automobilistici, aeronautici, ...), circuiti idraulici (dighe, modelli di tubazioni, ...), sistemi di controllo, ecc. Sono anche fornite funzionalità di Modelica.

Installare il pacchetto "scilab-cli" per avere una versione minima di scilab.

Una libreria libera multipiattaforma di procedure C++ veloci per disegnare dati fino a tre dimensioni. Può esportare disegni in file bitmap e vettoriali EPS, SVG, IDTF. Ci sono semplici interfacce a finestra basate su GLUT, FLTK o Qt. MathGL può anche essere usata in console. Sono presenti interfacce per un insieme di linguaggi come: C, Fortran, Pascal, Forth, Python, Octave.

Questo pacchetto contiene l'ambiente a finestre udav basato su mathgl.

V_Sim visualizza strutture atomiche come cristalli, bordi di granuli, molecole e così via; tanto in formato binario quanto in formato puro testo.

La resa è ottenuta in pseudo-3D con sfere (atomi) e frecce (spin). L'utente può interagire tramite molte funzioni per scegliere la visualizzazione, impostare i legami, disegnare piani di sezione, calcolare superfici da campi scalari, duplicare nodi, misurare la geometria... Inoltre V_Sim permette di esportare le visualizzazioni come immagini PNG, JPG, PDF (bitmap), SVG (schema) ed altri formati. Ci sono anche alcuni strumenti per colorare gli atomi secondo valori dati o per animare sullo schermo diversi file posizione.

The analysis of macromolecular structures often requires a comprehensive definition of atomic neighborhoods. Such a definition can be based on the Voronoi diagram of balls, where each ball represents an atom of some van der Waals radius. Voronota is a software tool for finding all the vertices of the Voronoi diagram of balls. Such vertices correspond to the centers of the empty tangent spheres defined by quadruples of balls. Voronota is especially suitable for processing three-dimensional structures of biological macromolecules such as proteins and RNA.

Since version 1.2 Voronota also uses the Voronoi vertices to construct inter-atom contact surfaces and solvent accessible surfaces. Voronota provides tools to query contacts, generate contacts graphics, compare contacts and evaluate quality of protein structural models using contacts.

Axiom è utile per la ricerca e lo sviluppo di algoritmi matematici. Definisce una gerarchia di tipi, rigorosa e matematicamente corretta. Ha un linguaggio di programmazione ed un compilatore incorporato.

Axiom è stato sviluppato sin dal 1973 ed è stato venduto come prodotto commerciale. È stato rilasciato come software libero.

Sono in corso sforzi per estendere questo software per (a) sviluppare un'interfaccia utente migliore; (b) renderlo utile come strumento di insegnamento; (c) sviluppare un protocollo server per l'algebra; (d) integrare matematica aggiuntiva; (e) ricostruire l'algebra in uno stile di programmazione documentato; (f) integrare la programmazione logica; (g) sviluppare un Axiom Journal con contributi referenziati.

Questo pacchetto contiene il programma eseguibile principale e tutti i moduli di algebra precompilati e autocaricabili.

Data Explorer è un sistema di strumenti e di interfacce utente per visualizzare dati. In generale la visualizzazione dei dati può essere considerata un processo a 3 stadi:

  1. descrizione ed importazione dei dati;
  2. elaborazione dei dati attraverso un programma di visualizzazione;
  3. presentazione dell'immagine risultante.
Questo è il pacchetto principale.

Data Explorer è un sistema di strumenti e di interfacce utente per visualizzare dati. In generale la visualizzazione dei dati può essere considerata un processo a 3 stadi:

  1. descrizione ed importazione dei dati;
  2. elaborazione dei dati attraverso un programma di visualizzazione;
  3. presentazione dell'immagine risultante.
Questo è il pacchetto contenente la documentazione. Include l'aiuto

in-linea e la documentazione in formato HTML.

Questo pacchetto contiene esempi di script e reti per OpenDX Data Explorer. Ad essi si fa riferimento nel tutorial OpenDX, ma possono essere usati anche da soli per sfogliarli e analizzarli.

Hierarchical Data Format 5 (HDF5) è un formato file ed una libreria per l'archiviazione di dati scientifici. HDF5 è stato pensato ed implementato per ovviare alle mancanze di HDF4.x. Ha un modello dei dati più potente e flessibile, supporta file più grandi di 2 GB e supporta l'I/O in parallelo.

Questo pacchetto contiene strumenti ausiliari per HDF5.

Hierarchical Data Format 5 (HDF5) è un formato file ed una libreria per l'archiviazione di dati scientifici. HDF5 è stato pensato ed implementato per ovviare alle mancanze di HDF4.x. Ha un modello dei dati più potente e flessibile, supporta file più grandi di 2 GB e supporta l'I/O in parallelo.

Questo pacchetto contiene strumenti runtime per HDF5.

Questo modulo fornisce un'interfaccia all'impaginazione e alla generazione di immagini di grafi orientati e non orientati in numerosi formati (PostScript, PNG, ecc.) usando i programmi "dot", "neato", "twopi", "circo" e "fdp" dal progetto GraphViz (http://www.graphviz.org/ oppure http://www.research.att.com/sw/tools/graphviz/).

Maxima è un programma di calcolo totalmente simbolico. È completo di funzionalità poiché gestisce manipolazione simbolica di polinomi, matrici, funzioni razionali, integrali, metodi Todd-Coxeter per l'analisi dei gruppi finiti, grafici, calcoli in virgola mobile a precisione arbitraria. Comprende un debugger simbolico a livello di sorgente per il codice di maxima. Maxima è basato sull'originale Macsyma sviluppato al MIT negli anni Settanta. È piuttosto affidabile, è dotato di un buon garbage collector e non ha perdite di memoria. È fornito con centinaia di auto-test.

Questo pacchetto contiene l'eseguibile principale e i file di sistema di base.

NetCDF (network Common Data Form) è un'interfaccia per l'acceso a dati scientifici e una libreria software liberamente distribuibile che fornisce un'implementazione dell'interfaccia. La libreria netCDF definisce anche un formato indipendente dall'architettura per rappresentare dati scientifici. Insieme, interfaccia, libreria e formato permettono la creazione, l'accesso e la condivisione di dati scientifici.

Questo pacchetto contiene la documentazione per la libreria NetCDF in vari formati.

Open MPI è un progetto che combina tecnologie e risorse da parecchi altri progetti (FT-MPI, LA-MPI, LAM/MPI e PACX-MPI) per poter costruire la miglior libreria MPI disponibile. Open MPI è un'implementazione conforme con MPI-3.1 completamente nuova e offre vantaggi per venditori di sistemi e di software, sviluppatori di applicazioni e ricercatori nel campo dell'informatica.

Questo pacchetto contiene le pagine di manuale che descrivono lo standard Message Passing Interface.

PyMca è un insieme di applicazioni e librerie Python per l'analisi di spettri di fluorescenza a raggi X.

Le applicazioni incluse in questo pacchetto sono:

• edfviewer - visualizzazione e ispezione di file di dati in ESRF Data Format;
• elementsinfo - visualizza dati di raggi X specifici di un elemento;
• mca2edf - converte un file dal formato SPEC MCA a EDF;
• peakidentifier - visualizza picchi di fluorescenza a raggi X in un dato intervallo di energia;
• pymcabatch - fitting non interattivo di spettri;
• pymcapostbatch - post-elaborazione dei risultati del fitting non interattivo;
• pymca - analisi interattiva dei dati;
• pymcaroitool - strumento per immagini Region-of-interest (ROI).

Il toolkit PyMca può leggere file di dati nei formati SPEC, ESRF data file (EDF), OMNIC, HDF5, AIFIRA e SupaVisio.

Questi sono gli script del pacchetto.

Pygraphviz è un'interfaccia Python per il pacchetto di definizione e visualizzazione di grafici Graphviz.

Con Pygraphviz si possono creare, modificare, leggere, scrivere e disegnare grafici usando Python per accedere alla struttura dei dati del grafico e agli algoritmi di definizione di Graphviz.

Questo pacchetto contiene la versione per Python 3 di python-pygraphviz.

Qtiplot è un software completo per il tracciamento di grafici simile al software Origin di OriginLab. (Per ulteriori informazioni su Origin, si veda http://www.originlab.com.)

Può fare grafici a due e tre dimensioni di qualità tipografica, sia da insiemi di dati, sia da funzioni. Può eseguire interpolazioni non lineari e multi picco.

Alcune caratteristiche:

• multipiattaforma: funziona nativamente su sistemi Windows, Mac OS X e Linux/UNIX;
• completamente gestibile con script Python;
• disegno di grafici 3D basato su OpenGL;
• grafici di qualità adatta alla pubblicazione e facile esportazione in diversi formati di immagini (EMF, EPS, PS, PDF, SVG, BMP, JPG, PNG, TIFF, ecc.);
• facile integrazione con il sistema tipografico di LaTeX;
• fogli di calcolo potenti e versatili con calcoli logici su colonne e facile importazione/esportazione di file multipli;
• accesso con un clic alle vaste procedure interne di analisi dei dati;
• analisi statistica avanzata: t-Test di Student, ANOVA, test chi quadrato per varianza, test di normalità di Shapiro-Wilk;
• curve fitting lineare e non lineare con pesi e stime di errori statistici dei parametri del modello;
• fit multipicco;
• strumenti per analisi di immagini;
• gestione di modelli: tutte le impostazioni per disegnare grafici, tabelle e matrici possono essere salvate e recuperate successivamente per un veloce processo di modifica;
• file di progetto basati su cartelle, un esploratore di progetto potente con funzionalità interne di trascina e rilascia e di ricerca;
• importazione completa di workbook di Excel e fogli di calcolo ODF (Open Document Format), dBase, SQLite e database Microsoft Access.

Questo metapacchetto installa i pacchetti Debian Science relativi alla matematica. Chi installa questo pacchetto potrebbe essere interessato al debtag field::mathematics e, in base alle proprie esigenze, al metapacchetto education-mathematics.

Questo metapacchetto fa parte del Debian Pure Blend "Debian Science" e installa pacchetti relativi alla statistica. Questa è un'attività generica che può essere utile per qualsiasi lavoro scientifico. Dipende da moltissimi pacchetti R, oltre che da alcuni altri strumenti che sono utili per fare statistiche. Inoltre è suggerita l'attività Debian Science per la matematica per installare, in modo opzionale, tutto il software relativo alla matematica.