CN111538499B - 一种构建计算材料模拟平台的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种构建计算材料模拟平台的方法和设备，该方法包括：配置服务器底层架构以使用于材料模块的应用软件可在服务器上安装编译；以VASP软件为接口将相应软件接口与VASP软件的接口对接以形成软件合集，并将软件合集中的相应软件安装在服务器中并基于服务器底层架构进行软件优化；设定关键词，在VASP软件的输入文件中查关键词以得到VASP软件需调用的次级应用软件，使各个应用软件之间可以相互调用；在服务器中配置图形可视化界面，并将可视化界面与软件集合中的相应软件进行关联。通过使用本发明的方案，能够使科研人员可以在平台上进行一整套的分析模拟，极大的节省了软件安装部署、学习使用、更新的时间成本，会有效提高科研人员的工作效率。
Description
技术领域
本领域涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种构建计算材料模拟平台的方法和设备。
背景技术
算力已经成为衡量一个国家高尖端科学技术发展的重要指标，提供强大算力的正是超级计算机，中国的超级计算机近些年发展势头迅猛，神威太湖之光以及天河二号分别在最近的全球超算T500榜单中位列第三、四名，并且总上榜数量上以288台排名第一。所以无论是从超算数量上还是品质上都可以看出国家对于超级计算机性能和算力的极致追求。超级计算机很重要的一个应用领域就是科学计算，在生物基因分析、新材料预测模拟、核物理研究、药品制备、工程模拟、环境监测等领域都发挥着极为重要的科学作用，是许多科学研究工作的核心技术,更是科学研究中不可或缺的强大工具。
“材料基因组计划”是美国在2011年启动，并在2014年升级为《材料基因组计划战略规划》。这个战略规划的核心内容是：建立高通量材料计算方法以及高通量材料实验方法和材料数据库，意旨在原子和分子层面上认识、设计和计算新材料，通过数据库已有材料的结构与性能的相关性，指导新材料的设计和开发。2016年开始，我国首次将材料基因组工程与技术列入国家重点研发计划。从科学研究角度来讲，材料基因工程的实现方法就是利用先进软件在超级计算机上进行模拟，从而实现“理论指导实验，预测新材料以及新的物理现象”。在计算机上实现材料模拟，必须有成熟的相关软件以及强大的硬件资源。在软件方面，目前已经有一些基于第一性原理计算、分子动力学、蒙特卡洛模拟、量子分子动力学等理论的计算模拟软件可以直接用于解决科学问题，得到合理的模拟结果。其中VASP软件是一款通过近似求解薛定谔方程来得到研究体系的基态能量，从而得到一系列的基态性质的基于第一性原理计算的商用软件，也是计算材料科学领域应用最为广泛的软件之一。目前全球绝大多数超算中心都安装了VASP软件，据统计，VASP软件的作业机时占用全球总机时的12-20％，但由于其类似于Linpark，是重型浮点计算密集型应用，因此实际上其耗电量所占比例高达30-50％。VASP软件功能强大，可以较为准确的给出体系的基态物理性质。但是对于新材料研究人员来说，基态物理性质(能量或者力)只能够帮助科学家理解材料的稳定构型，也就是实际解决的科学问题是非常有限的，对于材料结构所对应的某些物理化学方面的性质则无法给出更深入的模拟结果。所以，尽管科研人员的出发点都是材料模拟，但实际上需要不同物理化学研究领域的研究人员开发适合各自背景的后处理软件，因此实际上存在大量的基于VASP接口的材料性能分析软件，这涉及到力学(理想强度、弹性模量、泊松比)、电学(能带结构、电子态密度)、输运性质(塞贝克系数、电导率)、热力学(自由能，热膨胀系数)等物理性质，以及一些更为专业化的新材料探索软件，比如目前研究的热点，锂电池、热点材料、超高热导率、化学催化等方向。但是，对于科研人员来说，各自的基础知识以及学科背景都是有限的，因此即便存在这样的大量的基于各个方向的软件工具，但对于研究人员来说，解决具体的科学问题，仍然是棘手且浪费时间以及计算资源的，因为对于软件的安装编译以及使用调试都不是物理化学背景的科研人员所擅长解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种构建计算材料模拟平台的方法和设备，通过使用本发明的方法，能够使科研人员可以在平台上进行一整套的分析模拟，极大的节省了软件安装部署、学习使用、更新的时间成本，会有效提高科研人员的工作效率，简化繁琐的软件学习过程。
基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种构建计算材料模拟平台的方法，包括以下步骤：
配置服务器底层架构以使用于材料模块的应用软件可在服务器上安装编译；
以VASP软件为接口将相应软件接口与VASP软件的接口对接以形成软件合集，并将软件合集中的相应软件安装在服务器中并基于服务器底层架构进行软件优化；
设定关键词，在VASP软件的输入文件中查关键词以得到VASP软件需调用的次级应用软件，使各个应用软件之间可以相互调用；
在服务器中配置图形可视化界面，并将可视化界面与软件集合中的相应软件进行关联。
根据本发明的一个实施例，配置服务器的底层架构包括以下步骤：
搭建底层Linux操作系统；
配置操作系统中的节点内以太网与节点间IB高速网络；
初始化并行环境和线程环境；
配置NFS(网络文件系统)服务和NIS(网络信息服务)服务。
根据本发明的一个实施例，以VASP软件为接口将相应软件接口与VASP软件的接口对接以形成软件合集，并将软件合集中的相应软件安装在服务器中并基于服务器底层架构进行软件优化包括：
选取与VASP软件最匹配的编译器，并添加编译器选项以对应用软件进行代码级别的优化；
依据服务器的计算机底层架构，选取可使用的高级指令集以对应用软件进行微架构级别的优化。
根据本发明的一个实施例，应用软件的调用具备三个逻辑关系，包括：
首先调用第一级别为基本物理性质研究以及新材料预测的软件进行分析；
然后调用第二级别为基本物理性质细分为力、热、光、电、磁学性质研究的软件进行分析；
最后调用第三级别为各种性质具体使用软件、物理量输出的软件进行分析结果的计算。
根据本发明的一个实施例，在服务器中配置图形可视化界面，并将可视化界面与软件集合中的相应软件进行关联包括：
利用JAVA语言进行图形化界面的设计；
使用Apache工具将在Linux系统计算的数据和在Windows系统计算的数据进行导入或导出。
本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种构建计算材料模拟平台的设备，设备包括：
配置模块，配置模块配置为配置服务器底层架构以使用于材料模块的应用软件可在服务器上安装编译；
优化模块，优化模块配置为以VASP软件为接口将相应软件接口与VASP软件的接口对接以形成软件合集，并将软件合集中的相应软件安装在服务器中并基于服务器底层架构进行软件优化；
调用模块，调用模块配置为设定关键词，在VASP软件的输入文件中查关键词以得到VASP软件需调用的次级应用软件，使各个应用软件之间可以相互调用；
关联模块，关联模块配置为在服务器中配置图形可视化界面，并将可视化界面与软件集合中的相应软件进行关联。
根据本发明的一个实施例，配置模块还配置为：
搭建底层Linux操作系统；
配置操作系统中的节点内以太网与节点间IB高速网络；
初始化并行环境和线程环境；
配置NFS服务和NIS服务。
根据本发明的一个实施例，优化模块还配置为：
选取与VASP软件最匹配的编译器，并添加编译器选项以对应用软件进行代码级别的优化；
依据服务器的计算机底层架构，选取可使用的高级指令集以对应用软件进行微架构级别的优化。
根据本发明的一个实施例，应用软件的调用具备三个逻辑关系，包括：
首先调用第一级别为基本物理性质研究以及新材料预测的软件进行分析；
然后调用第二级别为基本物理性质细分为力、热、光、电、磁学性质研究的软件进行分析；
最后调用第三级别为各种性质具体使用软件、物理量输出的软件进行分析结果的计算。
根据本发明的一个实施例，关联模块还配置为：
利用JAVA语言进行图形化界面的设计；
使用Apache工具将在Linux系统计算的数据和在Windows系统计算的数据进行导入或导出。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的构建计算材料模拟平台的方法，通过配置服务器底层架构以使用于材料模块的应用软件可在服务器上安装编译；以VASP软件为接口将相应软件接口与VASP软件的接口对接以形成软件合集，并将软件合集中的相应软件安装在服务器中并基于服务器底层架构进行软件优化；设定关键词，在VASP软件的输入文件中查关键词以得到VASP软件需调用的次级应用软件，使各个应用软件之间可以相互调用；在服务器中配置图形可视化界面，并将可视化界面与软件集合中的相应软件进行关联的技术方案，能够使科研人员可以在平台上进行一整套的分析模拟，极大的节省了软件安装部署、学习使用、更新的时间成本，会有效提高科研人员的工作效率，简化繁琐的软件学习过程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为根据本发明一个实施例的构建计算材料模拟平台的方法的示意性流程图；
图2为根据本发明一个实施例的构建计算材料模拟平台的设备的示意图；
图3为根据本发明一个实施例的构建的计算材料模拟平台的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
基于上述目的，本发明的实施例的第一个方面，提出了一种构建计算材料模拟平台的方法的一个实施例。图1示出的是该方法的示意性流程图。
如图1中所示，该方法可以包括以下步骤：
S1配置服务器底层架构以使用于材料模块的应用软件可在服务器上安装编译；
S2以VASP软件为接口将相应软件接口与VASP软件的接口对接以形成软件合集，并将软件合集中的相应软件安装在服务器中并基于服务器底层架构进行软件优化，以VASP软件为基础，通过整合的接口调用其他软件进行全面的材料模拟研究分析；
S3设定关键词，在VASP软件的输入文件中查关键词以得到VASP软件需调用的次级应用软件，使各个应用软件之间可以相互调用，输入文件为需要研究分析的材料的基础数据，输出文件为分析后的结果数据；
S4在服务器中配置图形可视化界面，并将可视化界面与软件集合中的相应软件进行关联。
本发明设计了一款以VASP接口为基础，功能强大的材料模拟研究分析软件集成平台的构建方法。根据本方法构建的平台可以包含15款材料研究领域最先进并得到学术认证的软件，涵盖锂电池、热电材料、拓扑绝缘体材料、高通量搜索材料、超硬材料，超高热导率材料，新型太阳能电池材料等多个重点研究领域，目的在于研究人员只要具备最基本的计算模拟基础，就可以在平台上的对于自己感兴趣的材料进行一步到位的分析，大大节省了研究人员对于软件部署以及学习使用的时间，实用性极高。
构建该平台主要需要解决的技术问题包括以下四个方面：第一方面是整合以VASP软件为接口的功能性软件，并设计相应的各级选项，搭建新材料一体化研究平台的架构；第二方面是实现所有应用软件在Linux系统上的安装编译，并基于计算机底层架构进行代码级别的软件优化；第三方面是利用python语言处理VASP输入输出文件以及各接口软件之间的调用，保证平台的正常运行；第四方面是以传统PBS调度系统为基础，利用shell脚本语言实现计算资源的最优化调度。
通过本发明的技术方案，能够使科研人员可以在平台上进行一整套的分析模拟，极大的节省了软件安装部署、学习使用、更新的时间成本，会有效提高科研人员的工作效率，简化繁琐的软件学习过程。
在本发明的一个优选实施例中，配置服务器的底层架构包括：
搭建底层Linux操作系统；
配置操作系统中的节点内以太网与节点间IB高速网络；
初始化并行环境和线程环境；
配置NFS服务和NIS服务。
服务器底层架构的构建主要包括Linux操作系统(Redhat或者Centos)的搭建、节点内以太网与节点间IB高速网络的配置、并行环境(MPI/Openmpi)、线程(OpenMP)环境的初始化、NFS/NIS服务配置、系统维护管理等，使得相应的软件可以在服务器中安装和编译。
在本发明的一个优选实施例中，以VASP软件为接口将相应软件接口与VASP软件的接口对接以形成软件合集，并将软件合集中的相应软件安装在服务器中并基于服务器底层架构进行软件优化包括：
选取与VASP软件最匹配的编译器，并添加编译器选项以对应用软件进行代码级别的优化；
依据服务器的计算机底层架构，选取可使用的高级指令集以对应用软件进行微架构级别的优化。
还需要把相应的软件在服务器上进行安装编译，计算机底层为传统x_86架构，编译每款应用软件首先考虑编译器与软件的适配度。目前主流编译器包括GNU、Intel、CLANG以及PGI编译器，但平台的稳定运行性很大程度上要求所有软件的编译要选择同一种编译器，使得函数调用的时候不会出现数组越界、栈分配等“segment fault”。因此对于某些软件，需要首先进行平台移植，然后才能顺利编译。应用软件的运行往往依赖于多款第三方数学库，如线性代数库Openblas，快速傅里叶变换数学库FFTW，LAPACK等。一个数学库可能被多个应用软件调用，因此需要满足所有应用软件的兼容性，尽量选取稳定且适配度高的版本。
在本发明的一个优选实施例中，应用软件的调用具备三个逻辑关系，包括：
首先调用第一级别为基本物理性质研究以及新材料预测的软件进行分析；
然后调用第二级别为基本物理性质细分为力、热、光、电、磁学性质研究的软件进行分析；
最后调用第三级别为各种性质具体使用软件、物理量输出的软件进行分析结果的计算。
使用本方法构建的平台主要可以包括如下表1中所示的应用软件，以VASP软件为基础，通过整合的接口调用其他软件进行全面的材料模拟研究分析。
表1软件名称及说明
在本发明的一个优选实施例中，在服务器中配置图形可视化界面，并将可视化界面与软件集合中的相应软件进行关联包括：
利用JAVA语言进行图形化界面的设计；
使用第三方工具Apache将在Linux系统计算的数据和在Windows系统计算的数据进行导入或导出。
首先进行用户Web界面的开发，利用JAVA语言实现图形化界面设计；
分析数据管理的管理方式为后端计算在Linux系统进行，前端计算在windows系统进行，为了方便用户对于数据的处理和保存，使用第三方工具Apache的commons-fileupload.jar以及commons-io.jar实现两者之间文件的导入导出。
计算结果后处理的方式为利用gunplot以及python绘图工具matplotlib实现计算结果的图形化。
实施例
如图3所示为使用本发明的方法构建的平台的一个实施例。该平台的构建方法如下：
首先，配置平台的硬件环境，包括：
搭建Linux操作系统(Redhat或者Centos)；
配置节点内以太网与节点间IB高速网络；
初始化并行环境(MPI/Openmpi)、线程(OpenMP)环境；
配置NFS/NIS服务，使得节点间实现无密码访问。
然后，在以上搭建的硬件环境下，构建软件整合系统，包括：
第一步，根据软件不同的应用方向预设平台各级选项，并与VASP软件的INPUT文件参数以及OUTPUT文件进行关键词对接。其中应用软件的分类方式总体分为三级别：
第一级别包含两类基本物理性质研究以及新材料预测；
第二级别中基本物理性质细分为力、热、光、电、磁学性质研究；新材料预测包含高通量搜索、机器学习两部分；
第三级别则是对应于各种性质具体使用软件，物理量输出，以及VASP输出输出文件对应；
第二步，完成软件的安装编译，包括：
首先需要根据计算机底层架构对于软件进行移植；
然后选取与软件适配度最高的编译器，包括GNU、Intel、CLANG以及PGI编译器；
安装软件依赖的第三方数学库，包括常用的线性代数库Openblas，LAPACK，快速傅里叶变换数学库FFTW等。一个数学库可能被多个应用软件调用，因此需要满足所有应用软件的兼容性，尽量选取稳定且适配度高的版本；
第三步，在以上硬件环境搭建完毕以及软件环境配置完成的基础上，对于软件在特定平台进行优化。优化主要依据计算机底层架构可以提供的高级指令集(AVX512\SSE2等)、缓存类型、循环展开等方式，对于应用软件进行代码级别的优化。这些优化通过软件编译选项CFLAGS(C编译器)、FFLAGS(Fortran编译器)以及CXXFLAGS(C++编译器)实现；
第四步，整理以上所有软件的调用关系，主要参考步骤一中平台各级选项设置，从第三级到第一级，利用python语言对于要实现同一材料模拟功能的多款接口软件调用关系进行整合，保证平台的顺利运行。
接下来，构建平台的可视化系统，包括以下四个步骤：
利用JAVA语言实现图形化界面设计，实现用户Web界面开发；
通过使用第三方工具Apache的commons-fileupload.jar以及commons-io.jar实现后端Linux系统与前端windows系统之间文件的导入导出，方便用户对于数据的处理和保存；
利用gunplot以及python绘图工具matplotlib实现计算结果的图形化以及计算结果后处理。
最后，需要构建资源调度系统，包括：
利用PBS调度系统实现计算资源管理：根据计算集群是否空闲以及当前空闲资源与用户需求的匹配度给出调度；
在上边提到的PBS调度系统的基础上，考虑计算资源的优化调度。修改PBS的Shell脚本，根据计算机架构，如CPU核心数、节点内计算核心数、内存带宽等，以及VASP并行参数KPAR、NPAR，K空间撒点数等具体特征，进行计算资源的最优化配置与调度，实现软件在计算平台最大限度的扩展性计算。
最后增加功能性分析工具，根据用户具体研究需求，在平台初始化可用的应用软件资源。在VASP软件中根据INCAR参数(VASP重要输入文件)关键词，在VASP源代码利用Fortran(VASP代码语言)进行代码功能分类，在平台初始化时候实现INCAR参数的推荐设置。对于其他接口软件，则服从软件调用规则(上边提到的)，根据VASP关键词，利用python语言实现软件初始化。
本平台重极大的简化了计算模拟的入门难度，一方面非常适用于科研小白，而另一方面对于资深的计算模拟研究人员来说，更是可以简化不必要的软件学习使用以及安装部署，让科研人员可以将时间集中在科学问题的处理和分析，有效提高科研人员的工作效率，以及科研产出。
通过本发明的技术方案，能够使科研人员可以在平台上进行一整套的分析模拟，极大的节省了软件安装部署、学习使用、更新的时间成本，会有效提高科研人员的工作效率，简化繁琐的软件学习过程。
需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，上述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中存储介质可为磁碟、光盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
基于上述目的，本发明的实施例的第二个方面，提出了一种构建计算材料模拟平台的设备，如图2所示，设备200包括：
配置模块，配置模块配置为配置服务器底层架构以使用于材料模块的应用软件可在服务器上安装编译；
优化模块，优化模块配置为以VASP软件为接口将相应软件接口与VASP软件的接口对接以形成软件合集，并将软件合集中的相应软件安装在服务器中并基于服务器底层架构进行软件优化；
调用模块，调用模块配置为设定关键词，在VASP软件的输入文件中查关键词以得到VASP软件需调用的次级应用软件，使各个应用软件之间可以相互调用；
关联模块，关联模块配置为在服务器中配置图形可视化界面，并将可视化界面与软件集合中的相应软件进行关联。
在本发明的一个优选实施例中，配置模块还配置为：
搭建底层Linux操作系统；
配置操作系统中的节点内以太网与节点间IB高速网络；
初始化并行环境和线程环境；
配置NFS服务和NIS服务。
在本发明的一个优选实施例中，优化模块还配置为：
选取与VASP软件最匹配的编译器，并添加编译器选项以对应用软件进行代码级别的优化；
依据服务器的计算机底层架构，选取可使用的高级指令集以对应用软件进行微架构级别的优化。
在本发明的一个优选实施例中，应用软件的调用具备三个逻辑关系，包括：
首先调用第一级别为基本物理性质研究以及新材料预测的软件进行分析；
然后调用第二级别为基本物理性质细分为力、热、光、电、磁学性质研究的软件进行分析；
最后调用第三级别为各种性质具体使用软件、物理量输出的软件进行分析结果的计算。
在本发明的一个优选实施例中，关联模块还配置为：
利用JAVA语言进行图形化界面的设计；
使用Apache工具将在Linux系统计算的数据和在Windows系统计算的数据进行导入或导出。
需要特别指出的是，上述系统的实施例采用了上述方法的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到上述方法的其他实施例中。
此外，上述方法步骤以及系统单元或模块也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元或模块功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实现的可能示例，并且仅为了清楚地理解本发明的原理而提出。可以在不脱离本文所描述的技术的精神和原理的情况下对上述实施例进行许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内并且由所附权利要求保护。
Claims (10)
1.一种构建计算材料模拟平台的方法，其特征在于，包括以下步骤：
配置服务器底层架构以使用于材料模块的应用软件可在所述服务器上安装编译；
以VASP软件为接口将相应软件接口与所述VASP软件的接口对接以形成软件合集，并将所述软件合集中的相应软件安装在所述服务器中并基于所述服务器底层架构进行软件优化；
设定关键词，在所述VASP软件的输入文件中查所述关键词以得到所述VASP软件需调用的次级应用软件，使各个所述应用软件之间可以相互调用；
在所述服务器中配置图形可视化界面，并将所述可视化界面与所述软件合集中的所述相应软件进行关联。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，配置服务器的底层架构包括以下步骤：
搭建底层Linux操作系统；
配置所述操作系统中的节点内以太网与所述节点间IB高速网络；
初始化并行环境和线程环境；
配置NFS服务和NIS服务。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以VASP软件为接口将所述相应软件接口与所述VASP软件的接口对接以形成软件合集，并将所述软件合集中的相应软件安装在所述服务器中并基于所述服务器底层架构进行软件优化包括：
选取与所述VASP软件最匹配的编译器，并添加编译器选项以对所述应用软件进行代码级别的优化；
依据所述服务器的计算机底层架构，选取可使用的高级指令集以对所述应用软件进行微架构级别的优化。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述应用软件的调用具备三个逻辑关系，包括：
首先调用第一级别为基本物理性质研究以及新材料预测的软件进行分析；
然后调用第二级别为基本物理性质细分为力、热、光、电、磁学性质研究的软件进行分析；
最后调用第三级别为各种性质具体使用软件、物理量输出的软件进行分析结果的计算。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述服务器中配置图形可视化界面，并将所述可视化界面与所述软件集合中的所述相应软件进行关联包括：
利用JAVA语言进行图形化界面的设计；
使用Apache工具将在Linux系统计算的数据和在Windows系统计算的数据进行导入或导出。
6.一种构建计算材料模拟平台的设备，其特征在于，所述设备包括：
配置模块，所述配置模块配置为配置服务器底层架构以使用于材料模块的应用软件可在所述服务器上安装编译；
优化模块，所述优化模块配置为以VASP软件为接口将相应软件接口与所述VASP软件的接口对接以形成软件合集，并将所述软件合集中的相应软件安装在所述服务器中并基于所述服务器底层架构进行软件优化；
调用模块，所述调用模块配置为设定关键词，在所述VASP软件的输入文件中查所述关键词以得到所述VASP软件需调用的次级应用软件，使各个所述应用软件之间可以相互调用；
关联模块，所述关联模块配置为在所述服务器中配置图形可视化界面，并将所述可视化界面与所述软件合集中的所述相应软件进行关联。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述配置模块还配置为：
搭建底层Linux操作系统；
配置所述操作系统中的节点内以太网与所述节点间IB高速网络；
初始化并行环境和线程环境；
配置NFS服务和NIS服务。
8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述优化模块还配置为：
选取与所述VASP软件最匹配的编译器，并添加编译器选项以对所述应用软件进行代码级别的优化；
依据所述服务器的计算机底层架构，选取可使用的高级指令集以对所述应用软件进行微架构级别的优化。
9.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述应用软件的调用具备三个逻辑关系，包括：
首先调用第一级别为基本物理性质研究以及新材料预测的软件进行分析；
然后调用第二级别为基本物理性质细分为力、热、光、电、磁学性质研究的软件进行分析；
最后调用第三级别为各种性质具体使用软件、物理量输出的软件进行分析结果的计算。
10.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述关联模块还配置为：
利用JAVA语言进行图形化界面的设计；
使用Apache工具将在Linux系统计算的数据和在Windows系统计算的数据进行导入或导出。
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