计算机应用技术课件.ppt
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1、计算机应用技术第1页,此课件共40页哦第六讲第六讲 常用软件介绍常用软件介绍本讲主要内容本讲主要内容1.数据处理工具数据处理工具2.分子模拟计算软件分子模拟计算软件3.辅助设计软件辅助设计软件4.过程模拟软件过程模拟软件5.虚拟仪器平台虚拟仪器平台第2页,此课件共40页哦6.1 6.1 数据处理工具数据处理工具6.1.1MATLABMATLAB MATLAB 是是一一种种用用于于算算法法开开发发、数数据据可可视视化化、数数据据分分析析以以及及数数值值计计算算的的高高级级技技术术计计算算语语言言和和交交互互式式环环境境。MATLABMATLAB是是矩矩阵阵实实验室的简称,和验室的简称,和Math
2、ematicaMathematica、MapleMaple并称为三大数学软件。并称为三大数学软件。MATLABMATLAB是是一一种种由由美美国国MathWorksMathWorks公公司司出出品品的的商商业业数数学学软软件件,是是一一种种数数值值计计算算环环境境和和编编程程语语言言,主主要要包包括括MATLABMATLAB和和SimulinkSimulink两两大大部部分分。MATLABMATLAB可可以以进进行行矩矩阵阵运运算算、绘绘制制函函数数和和数数据据图图、实实现现算算法法、创创建建用用户户界界面面、连连接接其其他他编编程程语语言言的的程程序序等等,主主要要应应用用于于工程计算、控制
3、设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测等。工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测等。MATLABMATLAB的的基基本本数数据据单单位位是是矩矩阵阵,它它的的指指令令表表达达式式与与数数学学,工工程程中中常常用用的的形形式式十十分分相相似似,可可支支持持和和调调用用C C,FORTRANFORTRAN,C+C+,JAVAJAVA。第3页,此课件共40页哦MATLAB窗口窗口第4页,此课件共40页哦MATLAB的图形功能强大的图形功能强大第5页,此课件共40页哦6.1.2 6.1.2 Origin OriginOrigin为为OriginLabOriginLab公公司司出出品品
4、的的较较流流行行的的专专业业函函数数绘绘图图软软件件,是是公公认认的的简简单单易易学学、操操作作灵灵活活、功功能能强强大大的的软软件件,既既可可以以满满足足一一般般用用户户的制图需要,也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。的制图需要,也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。OriginOrigin具具有有两两大大主主要要功功能能:数数据据分分析析和和绘绘图图。OriginOrigin的的数数据据分分析析主主要要包包括括统统计计、信信号号处处理理、图图像像处处理理、峰峰值值分分析析和和曲曲线线拟拟合合等等各各种种完完善善的的数数学学分分析析功功能能。OriginOrigin的的绘绘图图
5、是是基基于于模模板板的的绘绘图图,它它本本身身提提供供了了几几十十种种二二维维和和三三维维绘绘图图模模板板而而且且允允许许用用户户自自己己定定制制模模板板。用用户户可可以以自自定定义义数数学学函函数数、图图形形样样式式和和绘绘图图模模板板;可可以以和和各各种种数数据据库库软软件件、办办公公软软件件、图图像像处处理理软软件件等等方方便便的的连连接接;可可导导入入包包括括ASCIIASCII、ExcelExcel、pClamppClamp在在内内的的多多种种数数据据;可可以以把把OriginOrigin图图形形输输出到多种格式的图像文件,譬如出到多种格式的图像文件,譬如JPEGJPEG、GIFGI
6、F、EPSEPS、TIFFTIFF等等。等等。第6页,此课件共40页哦Origin窗口窗口第7页,此课件共40页哦Origin图形在图形在Word中的编辑中的编辑第8页,此课件共40页哦6.2 6.2 分子模拟软件分子模拟软件6.2.1HyperCam6.2.2ChemOffice6.2.3Gaussian6.2.4GAMESS第9页,此课件共40页哦6.2 6.2 分子模拟软件分子模拟软件6.2.1HyperCamHyperCam是是一一款款以以高高质质量量,灵灵活活易易操操作作而而闻闻名名的的分分子子模模拟拟软软件件。通通过过利利用用3D对对量量子子化化学学计计算算,分分子子力力学学及及动
7、动力力学学进进行行模模拟拟动动画画,HyperCam为为您您提提供供比其它比其它Windows软件更多的模拟工具。软件更多的模拟工具。图图形形界界面面,有有半半经经验验方方法法(AM1,PM3等等),UHF,RHF和和CI和和7.0版版新新增增加加的的密密度度泛泛函函。可可进进行行单单点点能能,几几何何优优化化,分分子子轨轨道道分分析析,预预测测可可见见-紫紫外外光光谱,蒙特卡罗和分子力学计算。功能包括:谱,蒙特卡罗和分子力学计算。功能包括:1.结构输入和对分子操作。结构输入和对分子操作。2.显示分子。显示分子。3.化化学学计计算算。用用量量子子化化学学或或经经典典势势能能曲曲面面方方法法,进
8、进行行单单点点、几几何何优优化化和和过过渡渡态态寻寻找找计计算算。可可以以进进行行的的计计算算类类型型有有:单单点点能能,几几何何优优化化,计计算算振振动动频频率率得得到到简简正正模模式式,过过渡渡态态寻寻找找,分分子子动动 力力学学模模拟拟 Langevin动动力力学学模模拟拟,MetropolisMonteCarlo模模拟拟。支支持持的的计计算算方方法法有有:从从头头计计算算,半半经经验验方方法法,分分子子力学,混合计算。力学,混合计算。4.可可以以用用来来研研究究的的分分子子特特性性有有:同同位位素素的的相相对对稳稳定定性性;生生成成热热;活活化化能能;原原子子电电荷荷;HOMO-LUM
9、O能能量量间间隔隔;电电离离势势;电电子子亲亲和和力力;偶偶极极矩矩;电电子子能能级级;MP2电电子子相相关关能能;CI激激发发态态能能量量;过过渡渡态态结结构构和和能能量量;非非键键相相互互作作用用能能;UV-VIS吸吸收收谱谱;IR吸吸收收谱谱;同同位位素素对对振振动动的的影影响响;对对结结构构特特性性的的碰碰撞撞影影响响;团团簇簇的的稳定性。稳定性。第10页,此课件共40页哦6.2.1HyperCam5.支持用户定制的外部程序。支持用户定制的外部程序。6.其它模块:其它模块:RAYTRACE模块,模块,RMSFit,SEQUENCE编辑器,晶体编辑器,晶体构造器;糖类构造器,构像搜寻,构
10、造器;糖类构造器,构像搜寻,QSAR特性,脚本编辑器。特性,脚本编辑器。7.新的力场方法:新的力场方法:Amber2,Amber3,用于糖类的,用于糖类的Amber,Amber94,Amber96。8.ESR谱(电子自旋共振)。谱(电子自旋共振)。9.电极化率。电极化率。10.二维和三维势能图。二维和三维势能图。11.蛋白质设计。蛋白质设计。12.电场。电场。13.梯度的图形显示。梯度的图形显示。14.新增功能:密度泛函理论新增功能:密度泛函理论(DFT)计算;计算;NMR模拟;数据库;模拟;数据库;Charmm蛋白质模拟;半经验方法蛋白质模拟;半经验方法TNDO;磁场中分子计算;激发态几何优
11、化;磁场中分子计算;激发态几何优化;MP2相相关结构优化;新的芳香环图;交互式参数关结构优化;新的芳香环图;交互式参数控制;增强的聚合物构造功能;新增基组。控制;增强的聚合物构造功能;新增基组。第11页,此课件共40页哦HyperCam窗口窗口第12页,此课件共40页哦6.2.2ChemOfficeChemoffice分分为为功功能能不不同同的的几几个个版版本本。其其ChemOfficeUltra版版本本包包含含了了:ChemDrawUltra(化化学学结结构构绘绘图图)、Chem3DUltra(分分子子模模型型及及仿仿真真)和和ChemFinderPro(化化学信息搜寻整合系统学信息搜寻整合
12、系统)。此此外外还还加加入入了了E-NotebookUltra8.0,BioAssayPro8.0,量量化化软软件件MOPAC、Gaussian和和GAMESS的的界界面面,ChemSARServerExcel,CLogP,CombiChem/Excel等等等等,ChemOfficePro还还包包含含了了全全套套ChemInfo数数据据库库,有有ChemACX和和ChemACX-SC,Merck索索引引和和ChemMSDX。第13页,此课件共40页哦ChemOffice的功能的功能(1)1.ChemDraw(是世界上最受欢迎的化学结构绘图软件是世界上最受欢迎的化学结构绘图软件)AutoNom:
13、它可自动依照:它可自动依照IUPAC的标准命名化学结构。的标准命名化学结构。ChemNMR:在:在ChemDraw内预测内预测13C和和1H的的NMR光谱。光谱。ChemProp:预预测测BP、MP、临临界界温温度度、临临界界气气压压、吉吉布布斯斯自自由由能能、logP、折射率、热结构等性质。、折射率、热结构等性质。ChemSpec:可可 输输 入入JCAMP及及 SPC频频 谱谱 资资 料料,用用 以以 比比 较较ChemNMR预测的结果。预测的结果。ClipArt:高高品品质质的的实实验验室室玻玻璃璃仪仪器器图图库库,可可搭搭配配ChemDraw使使用。用。Name=Struct:输输入入
14、IUPAC(国国际际纯纯粹粹与与应应用用化化学学联联合合会会)化化学学名称后就可自动产生名称后就可自动产生ChemDraw结构。结构。第14页,此课件共40页哦ChemOffice的功能的功能(2)2.Chem3D提提供供工工作作站站级级的的3D分分子子轮轮廓廓图图及及分分子子轨轨道道特特性性分分析析,并并和和数数种种量量子子化化学学软件结合在一起。软件结合在一起。ChemProp:预预测测BP、MP、临临界界温温度度、临临界界气气压压、吉吉布布斯斯自自由由能能、logP、折折射射率率、热结构等性质。热结构等性质。ExcelAdd-on:与微软的:与微软的Excel完全整合,并可连结完全整合,
15、并可连结ChemFinder。GaussianClient:量量子子化化学学计计算算软软件件Gaussian的的客客户户端端界界面面,直直接接在在Chem3D运运行行Gaussian,并提供数种坐标格式。,并提供数种坐标格式。CSGAMESS:量量子子化化学学计计算算软软件件GAMESS的的客客户户端端界界面面,直直接接在在Chem3D运行运行GAMESS的计算。的计算。MOPACPro:Fujitsu的的量量子子化化学学计计算算软软件件MOPAC已已内内含含在在Chem3DUltra内,搭配内,搭配Chem3D的图形界面。的图形界面。可以计算瞬时的几何形状及物理特性等。可以计算瞬时的几何形状
16、及物理特性等。第15页,此课件共40页哦ChemOffice的功能的功能(3)3.ChemFinder化化学学信信息息搜搜寻寻整整合合系系统统,可可以以建建立立化化学学数数据据库库、储储存存及及搜搜索索,或或搭搭配配ChemDraw、Chem3D使使用用,也也可可以以使使用用现现成成的的化化学学数数据据库库。ChemFinder是是一一个个智智能能型型的的快快速速化化学学搜搜寻寻引引擎擎,所所提提供供的的ChemInfo是是目目前前世世界界上上最最丰丰富富的的数数据据库库之之一一,包包含含ChemACX、ChemINDEX、ChemRXN、ChemMSDX,并并不不断断有有新新的的数数据据库库
17、加加入入。ChemFinder可可以以从从本本机机或或网网上上搜搜寻寻Word,Excel,Powerpoint,ChemDraw,ISIS格格式式的的分分子子结结构构文文件件。还还可可以以与与微微软软的的Excel结结合合,可可连连结结的的关关连连式式数数据据库库包包括括Oracle及及Access,输输入入的的格格式式包包括括ChemDraw、MDLISISSD及及RD文件。文件。第16页,此课件共40页哦ChemOffice窗口窗口第17页,此课件共40页哦6.2.3GaussianGaussian是是一一个个功功能能强强大大的的量量子子化化学学综综合合软软件件包包。其其可可执执行行程程
18、序序可可在在不不同同型型号号的的大大型型计计算算机机,超超级级计计算算机机,工工作作站站和和个个人计算机上运行,并相应有不同的版本。人计算机上运行,并相应有不同的版本。高高斯斯功功能能:分分子子能能量量和和结结构构、过过渡渡态态能能量量和和结结构构、键键和和反反应应能能量量、分分子子轨轨道道、多多重重矩矩、原原子子电电荷荷和和电电势势、振振动动频频率率、红红外外和和拉拉曼曼光光谱谱、核核磁磁性性质质、极极化化率率和和超超极极化率、热力学性质、反应路径。化率、热力学性质、反应路径。计计算算可可以以对对体体系系的的基基态态或或激激发发态态执执行行。可可以以预预测测周周期期体体系系的的能能量量,结结
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