Gromacs笔记 文件类型

前言：前几个月受openFoam折磨一番后，这两周继续回来学习Gromacs. 这两个开源软件都体现了Linux系统“一切皆文件”思想，参数条件是文件，中间数据是文件，指令是文件等等；而且把不同的功能（前者的网格生成，后者的定义晶胞）分配给单一目标的小程序。

搞清楚文件的组成就懂了一半。不同之处是前者各种文件是以.c文件组织的，注释和表达式当然都是C的格式，为了让用户方便区分（我猜的），设置了层层叠叠的文件夹；而后者基本都在一个目录下运行，起了一大堆后缀名来互相区分，本质上其实都是txt文件。

一个Gmx模拟至少需要三个文件：拓扑.top、结构.gro、参数.mdp

拓扑文件：.top/.itp

topology文件包含除了结构文件以外关于模拟体系的信息；如果用pdb2gmx这种程序生成，就相当于把生成过程中对各种力场的选择都记录下来，算是整合目录+log性质的文件；它需要包含三个层次的拓扑：参数级别、分子级别、体系级别

参数级别，定义一些力场

分子级别，包含键、对、角、二面角等形状

这两部分往往“折叠”成几个itp文件以备复用：

#include xxx.itp 包括Gromacs软件包里自带的文件也包括用户给出的文件

力场的itp文件包含[default]段，分子的itp文件包含[atoms][bonds]…[dihedrals]段

接下来的段给出限制条件，如

[position_restraints]相对于最初位置的限制

体系级别

[system]

系统名称，给出一组字符串描述这个系统，如：XXX in water

[molecules]

给出分子名称和分子数，如：SOL 400000

结构文件：

.pdb protein data bank文件可以很复杂，但不是各种记录都要有

一行开头用一个词标记这行提供的信息类型，如ATOM

ATOM 1 CA LEU A 2 x y z 1.00 1.00 

后面依次表示[1号原子] [α碳] [属于亮氨酸] [在A链上] [残基编号2] [x坐标] [y坐标] [z坐标] [占有率1.0] [温度因子1.0]

.gro

[分子编号] [原子类型][原子标号][x坐标][y坐标][z坐标][x速度] [y速度] [z速度]

最后以盒子形状结尾x y z

处理这个文件的时候，发现原子类型和原子标号间竟然是固定位置，也就是说原子标号达到10000以上会把空格吞掉合并成一个字符串，处理起来产生了一些意外。由于规模太大没有看10万以上到底是个什么情况，会不会继续往前占位；也许是一个漏洞？

参数文件：

.mdp 给出MD模拟的参数和方法

Run parameters：积分算法；计算步数和时间步长

Output：轨迹文件和保存频率

Bond parameters：键的约束，SHAKE/LINCS

Neighborsearching：包括一系列截断距离，如

    rvdw = 1.4 ；1.4nm处截断范德华力

Electrostatics：库伦力的计算方式，如Particle Mewh Ewald法，其中傅里叶变换的格点间距等

Temerature/Pressure coupling：温度压力耦合；按照之前的理解，是将系统里原子的动能按照环境温度/压力给予限制

周期性边界条件，如三维直角坐标 ： pbc = xyz

色散校正，如：DispCorr = EnerPres

速度生成：随机给予的初速度大小和seed

之后的内容与这个md的细分目的有关

如COM motion

如Pull code

参考内容：

Gromacs tutorial/Gromacs manual