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TEPPP

聚合物、蛋白质和周期系统的拓扑纠缠 (TEPPP) 软件

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© 版权所有 2021 Tom Herschberg、Kyle Pifer 和 Eleni Panagiotou

如果您使用此代码，您必须参考以下论文：

Herschberg, T.、Pifer, K. 和 Panagiotou, E.，2022，用于测量聚合物、蛋白质和周期系统中拓扑纠缠的计算包 (TEPPP)，比较。物理。交流。 286 108639

请访问 www.elenipanagiotou.com 了解最新信息

目录

• 什么是TEPPP？

• 入门

• 建筑

• 用法

• 示例

• 高斯链接积分

• 周期性扭动

• 琼斯多项式

• 扫描琼斯多项式

• 执照

• 贡献者

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什么是TEPPP？

TEPPP 是一个软件包，旨在帮助计算分子系统中的多个拓扑纠缠值。当与功能正常的 MPI 安装结合使用时，它可以串行和并行工作。

入门

建筑

TEPPP 需要完全支持 C++17（GCC 10 及更高版本）的编译器。如果需要并行执行，则 PATH 变量中必须存在有效​​的 MPI 安装。

要仅构建软件的串行版本，请运行以下命令：

制作连续剧

要仅构建软件的并行版本，请运行以下命令：

制作MPI

要制作该软件的两个版本，请键入以下命令：

使所有

用法

当前版本的TEPPP仅支持通过命令行运行单个命令以获得期望的结果。如果要分析的系统坐标位于扩展名为 .teppp 以外的文件中，则必须将它们转换为 TEPPP 可读的文件。为此，请在顶级安装目录中运行以下命令：

 ./convertor "/path/to/filename.ext" CHAIN_LENGTH NUM_CHAINS BOX_DIM

其中CHAIN_LENGTH是每个链中的原子数， NUM_CHAINS是系统中的链数， BOX_DIM是周期盒一侧的长度（如果系统使用周期性边界条件）。如果系统不使用周期性边界条件，请为BOX_DIM输入 0。

？请注意，仅支持 .teppp 文件。所有其他数据文件必须由用户或使用转换器实用程序转换为 .teppp。目前，转换器实用程序仅支持 .read_data 文件（所有坐标均采用展开形式）。运行转换器命令后，包含转换数据的文件将位于TEPPP/converted目录中以供进一步使用。

生成具有所需坐标的 .teppp 文件后，任何软件命令都可以与该文件结合使用来生成结果。当前可用的base命令是：

• 琼斯|计算系统中每条链的琼斯多项式

• 路克 |计算系统中每对链之间的链接数Linking Numbers

• 写 |计算系统中每条链的扭动

所有base命令都使用相同的语法调用：

包含要分析的系统坐标的数据文件的文件名（包括路径），后跟 CHAIN_LENGTH NUM_CHAINS ARCHITECTURE (NUM_PROJECTIONS) BOX_DIM，其中 CHAIN_LENGTH：系统中链的长度（假设它们都具有相同的长度） NUM_CHAINS：系统中链的数量 ARCHITECTURE：目前支持环形或线性，分别用0、1表示。 NUM_PROJECTIONS：仅适用于琼斯 - 它是用于计算琼斯多项式的投影数。如果使用环链，请使用 1. BOX_DIM：周期性盒子尺寸，假设立方盒子

除了这些base命令之外，TEPPP 中还包含多种类型的变体命令。 periodic命令分析给定系统的拓扑纠缠，同时考虑周期性边界条件。当前可用的periodic命令有：

• 周期_wr |计算系统中每条链的周期性Writhe

• 周期_lk |计算系统中每对链之间的周期链接数

调用periodic命令的语法与调用base命令的语法相同。

scan命令用于分析链的某些部分而不是整个链的拓扑纠缠。例如，如果用户想要单个链中对该链的整体 Writhe 贡献最大的部分，他们将使用scan命令。当前可用的scan命令有：

• 琼斯_扫描 |计算给定扫描长度沿每条链的琼斯多项式

• lk_扫描 |计算给定扫描长度下每对链的链接数

• wr_扫描|计算给定扫描长度下沿每条链的扭动

调用scan命令需要4个参数，必须在命令行中按如下顺序提供：

1. 包含要分析的系统坐标的数据文件的文件名（包括路径），后跟 CHAIN_LENGTH NUM_CHAINS ARCHITECTURE (NUM_PROJECTIONS)

2. 扫描的初始间隔的长度。

3. 最终扫描间隔的长度。

4. 扫描完成后增加的间隔量。

5. BOX_DIM（可选）

mpi命令是上面讨论的base 、 periodic和scan命令的并行版本。他们利用 MPI 在给定数量的处理器之间分配工作负载，而不是串行执行工作。当前可用的mpi命令有：

• 琼斯_mpi |并行计算系统中每条链的琼斯多项式

• lk_mpi |并行计算系统中每对链之间的链接数

• wr_mpi |并行计算系统中每条链的 Writhe

• 周期_wr_mpi |并行计算系统中每条链的周期Writhe

• 周期_lk_mpi |并行计算系统中每对链之间的周期链接数

• 琼斯_扫描_mpi |以给定间隔并行计算沿每条链的琼斯多项式

• lk_scan_mpi | lk_scan_mpi |并行计算给定间隔内每对链的链接数

• wr_scan_mpi |以给定间隔并行计算沿每条链的扭动

mpi命令与其对应的base 、 periodic和scan具有相同的语法，但必须使用mpirun调用，而不是运行命令本身。

示例

高斯链接积分：

要计算“../data/systemA.teppp”中的系统中每对链之间的高斯链接积分，该系统在长度为 13.35315 的立方周期框中有 100 个线性链，每个长度为 20：

 ./lk“../data/systemA.teppp”20 100 1 13.35315

使用 MPI 将工作分配给 4 个不同的进程：

 mpirun -np 4 ./lk_mpi“../data/systemA.teppp”20 100 1 13.35315

周期性扭动：

要计算“../data/systemA.teppp”中的系统中每条链的周期扭曲，该系统在长度为 13.35315 的立方周期框中有 100 条链，每条链的长度为 20：

 ./periodic_wr“../data/systemA.teppp”20 100 1 13.35315

琼斯多项式：

要计算“../data/systemA.teppp”中的系统中每个链的琼斯多项式，该系统在长度为 13.35315 的立方周期框中有 100 个链，每个链的长度为 20：

 ./琼斯“../data/systemA.teppp”20 100 1 100 13.35315

扫描琼斯多项式：

沿着每个链扫描并计算“../data/systemA.teppp”中的系统中每个子链的琼斯多项式，该系统有 100 个长度为 20 的链，从扫描长度 5 开始，直到扫描长度 10，步长为 5 :

 ./jones_scan“../data/systemC.teppp”20 100 1 100 5 10 5

执照

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