Startseite Liste von Input-Files  


Input-Files

Allgemeine Bemerkungen

Die Erstellung eines Input-Files kann ziemlich mühevoll sein. Die Vorgehensweise bei der Erstellung des Input-Files (d. h. einer Liste von Befehlsgruppen mit Schlüsselwörtern) stammt noch aus der Zeit der Lochkarteneingabe. Das wird deutlich, wenn man sich den Output-File anschaut. Dort wird das Einlesen des Input-File entsprechend dokumentiert. Auf der GAMESS-Homepage (http://www.msg.ameslab.gov/GAMESS/GAMESS.html)  findet man eine ausführliche Dokumentation zur Erstellung eines Input-Files (setzt aber z.T. gute Vorkenntnisse voraus, manches ist nicht zu verstehen und manches funktioniert auch nicht, hängt auch von der GAMESS-Version ab). Für die Einarbeitung in  GAMESS ist es sinnvoll, sich zuerst ein ganz einfachen Input-File zu erstellen, damit eine Rechnung zu starten und zu schauen, was herauskommt. Dann kann man allmählich die Komplexität der Aufgabe erhöhen. Wir beginnen mit einem "künstlichen" System, ein lineares H4 mit einem Elektron, d. h. H43+. Dieses System hat den Vorteil, dass man die Ergebnisse direkt mit denen des Hückelverfahrens für Butadien vergleichen kann. Als Alternative kann man auch mit dem H2-Molekül starten oder Input-Files aus einer Liste auswählen (entweder als kommentierte Input-Files oder als reine Textfiles).  
Der Text der folgenden Input-Files (H-Atom) ist zur besseren Unterscheidung von eingefügten Erläuterungen dunkelblau dargestellt.

!
! H-Atom (Input-File: h_sto-6g)
!
 $CONTRL SCFTYP=ROHF MULT=2 RUNTYP=ENERGY COORD=CART $END
--$CONTRL EXETYP=CHECK $END
 $SYSTEM TIMLIM=1000 MEMORY=100000 $END
--$SCF DIRSCF=.TRUE. $END
 $BASIS GBASIS=STO NGAUSS=6 $END
 $GUESS GUESS=HUCKEL $END
 $DATA
H-Atom
C1
H 1.0 0.00000 0.00000 0.00000
 $END

Eine Zeile, die in der ersten Spalte ein Ausrufungszeichen (oder irgendein anderes Zeichen) enthält, wird als Befehlszeile ignoriert (sie dient häufig als Kommentarzeile). 
Jede Befehlsgruppe (input group, "Lochkarte") beginnt mit einem Leerzeichen und dem Namen der Gruppe, welchem ein $-Zeichen vorangestellt ist und wird mit dem Befehl $END beendet. Groß-und Kleinschreibung wird nicht unterschieden. Dazwischen stehen Schlüsselwörter (key words), die die zu lösende Aufgabe spezifizieren.
Die erste Befehlszeile (die Reihenfolge ist aber beliebig) stellt die Befehlsgruppe $CONTRL (Steuerung) dar. Sie enthält Angaben zur eigentlichen Aufgabe: SCFTYP=ROHF: eine ROHF-Rechnung (open RHF-SCF) ist durchzuführen. MULT=2: Die Spinmultiplizität des zu berechnenden Systems beträgt 2 (Dublettzustände). RUNTYP=ENERGY: Die Energie des Systems bei der vorgegeben Molekülgeometrie ist zu berechnen (single-point calculation); da es sich bei unserem ersten Beispiel um ein Atom handelt, ist diese Aussage entsprechend zu verstehen. Man hätte dieses Schüsselwort auch weglassen können, da RUNTYP=ENERGY die Standard-Einstellung (default) ist.  COORD=CART: das Koordinatensystem der Geometrieeingabe sind kartesische Koordinaten (x, y, z). Häufig werden interne Koordinaten verwendet: Z-Matrix

 --$CONTRL EXETYP=CHECK $END

Diese Zeile stellt eine andere $CONTRL-Befehlsgruppe dar, die aber durch die vorangestellten Bindestriche unwirksam ("auskommentiert")gemacht wurde. Sie soll dem Nutzer im Input-File nur anzeigen, dass man gegebenenfalls auch das Schlüsselwort EXETYP=CHECK verwenden könnte. Mit diesem Schlüsselwort kann man den Input-File überprüfen lassen. Man braucht dann nur die beiden Bindestriche zu entfernen (darauf achten, dass das $-Zeichen in der 2.Spalte steht). Dieser Check ist bei komplizierteren Input-Files wärmstens zu empfehlen. Wenn alles in Ordnung ist, setzt man die Bindestriche wieder davor und kann damit die Rechnung ausführen lassen (EXETYP=RUN ist default). 

 $SYSTEM TIMLIM=1000 MEMORY=1000000 $END

Die $SYSTEM-Befehlsreihe enthält die Schlüsselwörter TIMLIM=1000: Die Zeitbegrenzung für den Job beträgt 1000 min. MEMORY=1000000: bereitgestellte Speicherkapazität = 1000000 Words. Man hätte sie für unser Beispiel auch weglassen können. 

--$SCF DIRSCF=.TRUE. $END

Variante der SCF-Rechnung (direkte Berechnung): keine Zwischenspeicherung der berechneten Integrale auf die Festplatte. 

  $BASIS GBASIS=STO NGAUSS=6 $END

Bereitstellung des Basissatzes. GBASIS=STO: Slater Type Orbitals (wasserstoffähnliche AO's, aber ohne Knotenflächen). NGAUSS=6: Das AO wird durch 6 Gauss-Funktionen dargestellt (grafische Darstellung). Man kann den Basissatz auch explizit eingeben. 

  $GUESS GUESS=HUCKEL $END

Berechnung der Start-Wellenfunktionen mit Hilfe des erweiterten Hückel-Verfahrens. 
Bei anspruchsvolleren Rechnungen ist es notwendig, bessere Startwellenfunktionen zu verwenden. Dies geschieht über GUESS=MOREAD.

 $DATA
H-Atom
C1
H 1.0 0.00000 0.00000 0.00000
 
$END

Input-Daten: 1.Zeile nach $DATA: Titel der Aufgabe, 2.Zeile: Symmetrie; hier C1, d.h. keine Molekülsymmetrie. Die Symmetrieangabe ist mit Tücken verbunden.
3.Zeile: Name (Symbol) des Atoms, Ordnungszahl, kartesische Koordinaten.

Startet man die Rechnung mit diesem Input-File (Start), so erhält man den Output-File "h_sto-6g".

Weitere Beispiele mit Erläuterungen findet man hier: Input-Files, Output-Files. 31 Test-Inputfiles findet man auch auf der GAMESS-Homepage (TESTS.DOC.pdf).

Seitenanfang Liste von Input-Files Arbeiten mit GAMESS