C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -1-
C7800
Počítačová chemie a
molekulové modelování I -
cvičení
Petr Kulhánek, Jakub Štěpán
kulhanek@chemi.muni.cz
Národní centrum pro výzkum biomolekul, Přírodovědecká fakulta
Masarykova univerzita, Kotlářská 2, CZ-61137 Brno
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -2-
Obsah
 Klastr WOLF
• Učebna 1.18, struktura, pravidla používání, správci
 První přihlášení
• Desktopová prostředí, standardní aplikace, textové
editory, terminály, vědeckotechnické aplikace
 Změna hesla
• Příkaz passwd
 Vzdálené přihlašování
• Příkaz ssh
• Autorizace pomocí klíčů
 Linux v kostce
• Souborový systém, přehled příkazů
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -3Klastr
WOLF
 Učebna 1.18
 Struktura
 Pravidla používání
 Správci
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -4Učebna
1.18
Učebna s 23 PC
3D vizualizace
Uspořádaní do
výpočetního klastru
Učebna je volně přístupná studentům, kteří jsou členové LCC skupiny a dále
studentům, kterým v daném semestru v učebně probíhá výuka.
Bezpečnost práce!
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -5Struktura
klastru WOLF
univerzitní síť
wolf.ncbr.muni.cz
místní síť
wolf.wolf.inet
wolf
switch
wolf03 wolf04 wolf05wolf02wolf01
wolf06 wolf07 wolf08 wolf23
server pracovní stanice (výpočetní uzly)
veřejně nedostupná doména:
wolf.inet
Operační systém: Ubuntu 12.04 (Precise) LTS
http://www.ubuntu.com/
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -6Pravidla
používání
Klastr WOLF je určen výhradně pro účely výuky či pro vědeckou práci v rámci
Národního centra pro výzkum biomolekul.
Závazná jsou pravidla užívání počítačové sítě Masarykovy univerzity:
https://is.muni.cz/auth/do/rect/normy/smernicerektora/Smernice_MU_9-2013.pdf
Klastr WOLF je vysloveně zakázáno používat pro:
 stahování nelegálního obsahu (autorsky chráněná díla apod.)
 rozesílání virů, spamů, nevyžádané pošty a podobných materiálů
 prolomení ochrany jiných počítačů
 čtení, mazaní či změnu nechráněného obsahu souborů jiných uživatelů
Přihlašovací jméno a heslo tvoří identitu uživatele a proto ji zásadně
nesdělujeme třetím osobám, neukládáme či zasíláme (např. e-mailem) v
nešifrované formě!
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -7Správci
klastru – řešení problému
Hlavní správce klastru WOLF:
Jakub Štěpán
Správa účtů, hardware, systému a systémových aplikací
Správce aplikací pro vědecko-technické výpočty (moduly):
Petr Kulhánek
Než kontaktujete správce, konzultujte svůj problém s vaším kolegou, vyučujícím nebo
školitelem. Pokud problém nevyřešíte, oznamte problém správcům e-mailem na
support@lcc.ncbr.muni.cz
Ve zprávě uveďte
 Popis problému, název příkazu
 Jméno uživatele, stroje
 Kopie chybového výstupu (celý od zadání příkazu)
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -8První
přihlášení
 Desktopová prostředí
 Standardní aplikace
 Textové editory
 Terminály
 Vědecko-technické aplikace
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -9Přihlášení
– LightDM X manager
Volba desktopového
prostředí
Přihlašovací jméno (Enter)
Heslo (Enter)
Výchozí klávesnice je anglická (EN).
Při použití numerické části klávesnice zkontrolujte, zdali je aktivován NumLock.
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -10Desktopová
prostředí
KDE GNOME
Unity (v menu volba Ubuntu) Xfce
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -11Standardní
aplikace
;Hlavní menu
Filtrování výsledků
Podskupina menu
Firefox webový prohlížeč
OpenOffice/LibreOffice textový editor (Writer)
tabulkový kalkulátor (Calc)
prezentace (Impress)
Gimp editor rastrové grafiky
Inkscape editor vektorové grafiky
Okular prohlížeč PDF dokumentů
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -12Textové
editory
kwrite gedit
Midnight commander
(příkaz mc)
vestavěný editor (F4)
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -13-
Terminály
Příkazová řádka je přístupná přímo z textových terminálů. V grafickém prostředí X11 je
nutné spustit vhodnou aplikaci emulující textový terminál.
xterm konsole
jednoduché, standard na všech UNIXových
systémech
jednoduché přitom značně
konfigurovatelné
Výchozím adresářem je: /home/vas_login
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -14Příkazová
řádka
[kulhanek@wolf ~]$
jméno uživatele
jméno počítače
aktuální adresář (~ znamená domovský adresář /home/vas_login)
Prompt - typ uživatele / výzvy ($ běžný uživatel, # super uživatel, další možné %, >)
místo pro příkaz
Příkaz se vykoná zmáčknutím klávesy Enter.
Kopírování textu: Ne pomocí Ctrl+C! Pro kopírování textu z terminálu stačí text označit, pro
následné vložení stiskněte kolečko myši.
Automatické doplňování: zmáčknutím klávesy Tab (tabulátor) se interpret příkazové řádky
snaží dokončit rozepsané slovo. Doplňují se jména příkazů, cesty a jména souborů (pokud
jeden stisk nic nevyvolá, existuje více možností doplnění, opakovaný stisk je zobrazí).
Historie: pomocí kurzorových šipek nahoru a dolů lze procházet seznamem již zadaných
příkazů. Příkaz z historie lze znovu použít nebo upravit a upravený použít. Historie je
přístupná i příkazem history.
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -15Vědecko-technické
aplikace
Přehled dostupných aplikací:
$ module
$ module versions vmd
Přehled dostupných verzí aplikace:
Aktivace aplikace:
$ module add vmd
Spuštění aplikace z modulu vmd
$ vmd
Vědeckotechnické aplikace, které jsou instalovány v několika verzích (verze aplikace, typ
kompilace, paralelní verze), jsou dostupné ve formě modulů. Před použitím aplikace je
nutné příslušný modul aktivovat.
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -16Program
VMD
Representation
Program slouží k vizualizaci (bio)molekul a k analýze výsledků molekulárně dynamických
simulací. Program je volně dostupný (vyžaduje registraci) a je dostupný i pro operační
systém MS Windows.
http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -17Program
VMD
Selekce (volba) části molekuly:
protein – zvolí všechny aminokyseliny
water – zvolí všechny molekuly vody
chain X – zvolí řetězec X
resname X – zvolí residuum s názvem X
resid X – zvolí residuum s číslem X
Příklady:
chain A
chain A B C
resname ASP GLU
resid 1
resid 1 to 100
Bližší informace:
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -18-
Cvičení
1. Přihlaste se do desktopového prostředí Unity (volba Ubuntu v menu volby prostředí).
Přihlašovací jméno je guestXX, kde XX je číslo vašeho počítače ve formátu 01 – 23.
Přihlašovací heslo vám sdělí vyučující.
2. Vyzkoušejte systémové aplikace (Gimp, Libre Office Writer, Inkscape)
3. Vyzkoušejte se přihlásit do jiných desktopových prostředí (Xfce, Gnome, KDE) a najděte
v nich aplikační menu a zkuste spustit některé aplikace.
4. Otevřete terminál. Aktivujte modul vmd a poté spusťte program vmd. Do programu
načtěte strukturu proteinu uloženou v PDB souboru
/home/kulhanek/Documents/2013/C7800_MM_cv/1DC1.pdb
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -19Změna
hesla
 Příkaz passwd
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -20Změna
hesla, příkaz passwd
 Heslo se mění po přihlášení do systému z příkazové řádky pomocí příkazu passwd.
 Po jeho spuštění jste dotázaní na současné platné heslo a poté na heslo nové. Nové heslo
se je nutné zadat dvakrát, aby se omezily možné překlepy.
 Změna se projeví na všech počítačích klastru WOLF.
 Heslo by mělo být dostatečně silné. Mělo by obsahovat kombinaci písmen (malých a
velkých), číslic a speciálních znaků.
 Při zadávání hesla nepoužíváme numerickou část klávesnice, speciální klávesy a
přemykače kromě klávesy Shift. Vyvarujete se tak problémům se zadáváním hesla na
jiných počítačích.
Výchozí klávesnice je anglická (EN).
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -21Tvar
hesla
A valid password should be a mix of upper and lower case letters, digits, and other
characters. You can use an 8 character long password with characters from at least
3 of these 4 classes, or a 7 character long password containing characters from all
the classes. An upper case letter that begins the password and a digit that ends
it do not count towards the number of character classes used.
Platné heslo by mělo být kombinací malých a velkých písmen, číslic a dalších znaků.
Můžete použít 8 znaků dlouhé heslo se znaky z alespoň 3 z těchto 4 kategorií, nebo
7 znaků dlouhé heslo obsahující znaky ze všech tříd. Velké písmeno, kterým heslo
začíná a čísla, kterými končí se nezapočítávají do počtu znaků použitých tříd.
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -22Změna
hesla - passwd
kulhanek@wolf:~$ passwd
Enter login(LDAP) password:
You can now choose the new password or passphrase.
A valid password should be a mix of upper and lower case letters,
digits, and other characters. You can use an 8 character long
password with characters from at least 3 of these 4 classes, or
a 7 character long password containing characters from all the
classes. An upper case letter that begins the password and a
digit that ends it do not count towards the number of character
classes used.
A passphrase should be of at least 3 words, 11 to 40 characters
long, and contain enough different characters.
Alternatively, if no one else can see your terminal now, you can
pick this as your password:
Enter new password:
Re-type new password:
LDAP password information changed for kulhanek
passwd: password updated successfully
kulhanek@wolf:~$
při psaní hesel se nezobrazují
žádné znaky
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -23-
Cvičení
1. Odhlaste se z aktivního sezení.
2. Přihlaste se vašim přiděleným přihlašovacím jménem a dočasným heslem.
3. Otevřete terminál.
4. Změňte heslo příkazem passwd.
5. Odhlaste se.
6. Přihlaste se vašim přiděleným přihlašovacím jménem a vámi změněným heslem.
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -24Vzdálené
přihlašování
 Příkaz ssh
 Autorizace pomocí ssh klíčů
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -25Vzdálené
přihlášení
Existuje několik možností vzdáleného přihlášení (rsh, XDMCP, apod.) avšak
nejpoužívanějším a nejbezpečnějším je použití příkazu ssh (secure shell).
$ ssh [user@]hostname [command]
Příklady použití:
Syntaxe:
jméno uživatele;
pokud není uvedeno, použije se
jméno přihlášeného uživatele
jméno počítače příkaz, který se má vykonat;
pokud není uveden, zpřístupní se
příkazová řádka
[] - možno vynechat
$ ssh wolf.wolf.inet
Ukončení přihlášení:
$ exit
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -26Přihlašování
bez hesla v rámci klastru
[kulhanek@wolf01 ~]$ cd .ssh
[kulhanek@wolf01 .ssh]$ ssh-keygen
Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (/home/kulhanek/.ssh/id_rsa):
Enter passphrase (empty for no passphrase):
Enter same passphrase again:
Your identification has been saved in /home/kulhanek/.ssh/id_rsa.
Your public key has been saved in /home/kulhanek/.ssh/id_rsa.pub.
The key fingerprint is:
e9:07:0b:fc:17:23:b3:c5:1a:8a:0c:1a:98:8f:fe:28 kulhanek@wolf01.wolf.inet
Nic se nezadává!
2. Vložení veřejného klíče do seznamu autorizovaných klíčů:
[kulhanek@wolf01 .ssh]$ cat id_rsa.pub >> authorized_keys
Výhody:
 nemusí se neustále zadávat heslo
 bezpečnější použití příkazů ssh a scp ve
skriptech
 urychlení práce
Nevýhody:
 v případě kompromitace jednoho
počítače, jsou kompromitovány
všechny počítače se vzájemně
autorizovanými veřejnými klíči.
Podrobnější popis: man ssh
1. Vytvoření dvojice veřejného a soukromého klíče:
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -27-
Cvičení
1. Přihlaste se příkazem ssh na uzel wolf.wolf.inet
2. Příkazem who zjistěte, kdo je na uzlu přihlášen.
3. Odhlaste se příkazem exit.
4. Aktivujte si přihlašování bez hesla v rámci klastru WOLF.
5. Ověřte funkčnost přihlašování bez hesla. Přihlaste se na uzel wolf.wolf.inet pomocí
příkazu ssh.
Pro další cvičení je nutné mít aktivované
přihlašovaní bez hesla v rámci
klastru WOLF.
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -28Linux
v kostce
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -29Souborový
systém
Speciální jména adresářů:
. aktuální adresář (tečka)
.. rodičovský adresář (dvě tečky)
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -30Identifikace
adresářů a souborů
/
home
bin
user
test.txt
absolutní cesta identifikující soubor
/home/user/test.txt
relativní cesta identifikující soubor
User/test.txt
Cesta k adresáři nebo souboru může být uvedena jako absolutní nebo relativní. Jména
adresářů a souborů se oddělují lomítkem /.
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -31Souborový
systému na klastru WOLF
wolf01
/scratch
wolf02
/scratch
wolf03
/scratch
wolf04
/scratch
/home
........
Sdílený obsah na všech uzlech klastru WOLF.
Data jsou zálohována. Kapacita na uživatele
omezena na 1,5GB kvótou.
Rozdílný obsah na každém uzlu.
Data na svaku /scratch se nezálohují a mohou být
kdykoliv smazána bez předchozího upozornění.
Kapacita není omezena kvótou na uživatele.
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -32Nápověda
příkazů, hledání příkazů
Navigace v textu nápovědy:
● posun v textu po řádcích (kurzorové šipky nahoru a dolů nebo klávesy j a k)
● posun v textu po stránkách (PgDn a PgUp nebo klávesy f a b)
● vyhledávání ( /hledaný_text , klávesa n pro další vyhledávání )
● zavření nápovědy (klávesa q)
On-line manuálové stránky ve formátu HTML:
http://linux.die.net/man/
Užitečné příkazy:
• whatis vypíše krátký popisek příkazu (z manuálové stránky)
• apropos hledá příkazy obsahující v popisku v manuálu zadané klíčové slovo
• info zobrazení info stránek příkazů (obdoba manuálových stránek)
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -33Spouštění
příkazů a aplikací
Příkazy a systémové aplikace
Uživatelské programy a skripty
$ ls -l
$ cp soubor.txt soubor1.txt
$ ./muj_script
$ ~/bin/my_application
Spouštění aplikací na pozadí
$ gimp &
Zrušení výpisu do terminálu
$ kwrite &> /dev/null
zadáváme pouze jméno příkazu nebo
aplikace
jméno programu nebo skriptu
udáváme včetně cesty (absolutní
nebo relativní)
na konec (za argumenty a přesměrování) příkazu
uvedeme ampersand
příkaz argumenty příkazu (mění chování příkazu nebo tvoří
vstupní informace pro zpracování)
přesměrování výstupu uvádíme na konec příkazu
(za argumenty)
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -34Základní
příkazy
Souborový systém:
• pwd vypíše cestu k aktuálnímu pracovnímu adresáři
• cd změní aktuální pracovní adresář
• ls vypíše obsah adresáře
• mkdir vytvoří adresář
• cp zkopíruje soubor či adresář
• mv přesune soubor či adresář
• rm odstraní soubor či adresář
Zjišťovací příkazy:
• hostname vypíše jméno počítače
• whoami vypíše jméno přihlášeného uživatele
• id vypíše identifikační čísla uživatele
• w kdo je přihlášený a co dělá
• ps vypíše běžící procesy
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -35Vytvoření
adresářů
• Vytvoření adresáře
$ mkdir jmeno_adresare
• Vytvoření vnořených adresářů
$ mkdir -p jmeno_adresare1/jmeno_adresare2/jmeno_adresare3
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -36-
Kopírování
• Ke kopírování slouží příkaz cp
$ cp soubor1 soubor2
vytvoří kopii souboru "soubor1" s názvem "soubor2"
$ cp soubor1 soubor2 soubor3 adresar1/
kopíruje soubory "soubor1 ", "soubor2", "soubor3" do adresáře "adresar1"
$ cp -r adresar1 adresar2
vytvoří kopii adresáře "adresar1" s názvem "adresar2"; pokud adresář
"adresar2" již existuje, vytvoří kopii adresáře "adresar1" jako podadresář
adresáře "adresar2"
$ cp -r soubor1 adresar2 soubor3 adresar1/
kopíruje soubory "soubor1", "soubor3" a adresář "adresar2" do adresáře
"adresar1"
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -37-
Přesouvání
• K přesouvání nebo přejmenovávání slouží příkaz mv
$ mv soubor1 soubor2
přejmenuje soubor "soubor1" na "soubor2"
$ mv soubor1 soubor2 soubor3 adresar1/
přesune soubory "soubor1", "soubor2", "soubor3" do adresáře "adresar1"
$ mv adresar1 adresar2
přejmenuje adresář "adresar1" na "adresar2"; pokud adresář "adresar2" již
existuje, přesune adresář "adresar1" do adresáře "adresar2"
$ mv soubor1 adresar2 soubor3 adresar1/
přesune soubory "soubor1", "soubor3" a adresář "adresar2" do adresáře
"adresar1"
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení -38-
Mazání
• K mazání slouží příkaz rm
$ rm soubor1
odstraní soubor "soubor1"
$ rm -r adresar1
odstraní adresář "adresar1"