J 2006

Optimized and parallelized implementation of the electronegativity equalization method and the atom-bond electronegativity equalization method

SVOBODOVÁ VAŘEKOVÁ, Radka and Jaroslav KOČA

Basic information

Original name

Optimized and parallelized implementation of the electronegativity equalization method and the atom-bond electronegativity equalization method

Name in Czech

Implementace, optimalizace a paralelizace metod EEM a ABEEM

Authors

SVOBODOVÁ VAŘEKOVÁ, Radka (203 Czech Republic) and Jaroslav KOČA (203 Czech Republic, guarantor)

Edition

J Comput Chem, 2006, 0192-8651

Other information

Language

English

Type of outcome

Článek v odborném periodiku

Field of Study

10403 Physical chemistry

Country of publisher

Czech Republic

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

Impact factor

Impact factor: 4.893

RIV identification code

RIV/00216224:14310/06:00015735

Organization unit

Faculty of Science

UT WoS

000234932000015

Keywords in English

charge distribution; electronegativity equalization method; atom-bond electronegativity equalization method; optimization; parallelization; parallel virtual machine

Tags

International impact, Reviewed
Změněno: 14/2/2007 15:18, prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc.

Abstract

V originále

The most common way to calculate charge distribution in a molecule is ab inifio quantum mechanics (QM). Some faster alternatives to QM have also been developed, the so-called "equalization methods" EEM and ABEEM, which are based on DFT. We have implemented and optimized the EEM and ABEEM methods and created the EEM SOLVER and ABEEM SOLVER programs. It has been found that the most time-consuming part of equalization methods is the reduction of the matrix belonging to the equation system generated by the method. Therefore, for both methods this part was replaced by the parallel algorithm WIRS and implemented within the PVM environment. The parallelized versions of the programs EEM SOLVER and ABEEM SOLVER showed promising results, especially on a single computer with several processors (compact PVM).

In Czech

Nejčastěji používanými metodami pro výpočet náboje atomů v rámci molekuly jsou ab-initio kvantově mechanické metody. V nedávné době byly vyvinuty rychlejší metody pro výpočet náboje - eqalizační metody EEM (electronegativity equalization method) a ABEEM (atom-bond electronegativity equalization method), které jsou založeny na DFT. V této práci byly metody EEM a ABEEM implementovány a optimalizovány, přičemž byly vytvořeny programy EEM SOLVER a ABEEM SOLVER. Tyto programy byly otestovány a bylo ověřeno, že jejich výsledky dosahují požadované přesnosti a že jsou výrazně rychlejší než ab-initio metody. Bylo zjištěno, že nejvíce časově náročnou částí equalizačních metod je redukce matice soustavy rovnic, vygenerované při výpočtu. Z tohoto důvodu byla uvedená část algoritmu nahrazena paralelním algoritmem a implementována pomocí PVM (parallel virtual machine). Paralelní verze programů EEM SOLVER a ABEEM SOLVER vykazují výrazné zefektivnění, speciálně při použití víceprocesorového počítače.

Links

GD204/03/H016, research and development project
Name: Strukturní biofyzika makromolekul
Investor: Czech Science Foundation, Structural biophysics of macromolecules
MSM0021622413, plan (intention)
Name: Proteiny v metabolismu a při interakci organismů s prostředím
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Proteins in metabolism and interaction of organisms with the environment