ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Компьютеры из "Возможности химии сегодня и завтра" ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БОЛЬШИХ КОМПЬЮТЕРОВ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ. [c.211] Сравнивая два примера расчетов, описанных ниже, легко понять, какую огромную пользу извлекают химики из этого совершенствования ЭВМ. В 60-х годах появились первые теоретические расчеты многоатомных молекул, основанные на уравнении Шредингера, в которых не использовались какие-либо упрощающие допущения (неэмпирические, или аЬ initio, расчеты). Особенно большое значение имело исследование процесса внутреннего вращения вокруг связи углерод-углерод в молекуле этана СгНе. В тот момент, когда при вращении атомы водорода у одного из углеродных атомов располагаются точно напротив атомов водорода у соседнего углерода, энергия достигает максимума. Для определения высоты этого барьера внутреннего вращения был проведен теоретический расчет (метод самосогласованного поля ) с применением базисного набора из 16 функций. [c.211] Разительно отличается по сложности от этого расчета другое подобное исследование, недавно выполненное для декаметилферроцена [С5(СНз)5]гРе. В этом случае базисный набор состоял из 501 функции. В таких расчетах необходимая мощность компьютера возрастает пропорционально четвертой степени числа базисных функций. Это означает, что расчеты, проведенные для декаметилферроцена, в (501/16) , т.е. в миллион раз сложнее, чем расчет для молекулы этана. [c.211] Компьютер этого типа стал рабочей лошадкой в современной химии. Такие компьютеры, как DE VAX 11/780, по своим возможностям сейчас сравнимы с большими ЭВМ, которые были доступны в конце 60-х годов. Суперминикомпьютеры данного типа произвели настоящую революцию в химических расчетах, поскольку при большой мощности и высоком быстродействии они относительно дешевы (300—600 тыс. долл.). [c.212] За последние 20 лет в использовании компьютеров в химическом эксперименте также пройдены три важных этах а. Первый этап — это компьютеризация. Совершенствование как самих ЭВМ, так и программного обеспечения на этом этапе необычайно расширило возможности накопления данных в ходе измерения. Второй этап — это автоматизация. Непрерывный контроль и поддержание необходимых значений наиболее важных параметров в ходе эксперимента расширили возможности управления процессами. И наконец, этап технологии знаний открыл новую эру в применении компьютеров, когда они начинают решать задачи высокого уровня, возникающие при анализе и интерпретации накопленной информации. [c.212] УВЕЛИЧЕНИЕ СКОРОСТИ РАСЧЕТА В МИЛЛИОН РАЗ ЗА 20 ЛЕТ. [c.212] Другая область науки, которая нуждается в суперкомпьютерах, — это компьютерная биохимия. Большинство методов расчетов, моделирующих динамику биомолекул, требуют учета одновременных смещений многих атомов. Полный моделирующий расчет для молекулы белка небольшой молекулярной массы в водном растворе, в котором на расчет каждой отдельной конформации затрачивается 100 пс, потребует около 100 ч на DE VAX 11/780 или 10 ч на IBM 3033. А для расчета константы скорости простого активационного процесса необходимо провести серию моделирующих расчетов, чтобы определить свободную энергию активации и, кроме того, дополнительное моделирование для нахождения вкладов неравновесных процессов. Для этого может понадобиться до 1000 ч на DE VAX 11/780. Более сложные расчеты или более продолжительное моделирование можно провести уже только с помощью суперкомпьютеров, у которых гораздо более высокое быстродействие. [c.213] Вернуться к основной статье