История программ молекулярного моделирования - пример победы свободного ПО
Содержание:
1. Несколько мифов о научном ПО;
2. Специфика научного ПО;
3.История программ молекулярного моделирования (Вы читаете данный раздел);
4. Причины успеха свободного ПО в науке.
Самые первые программы для молекулярного моделирования появились в далекие 60-/70-е годы прошлого века. О распространении и рекламе таких программ никто даже не помышлял, т.к. компьютеры были крайне дороги и несовместимы.
В 80-х ситуация стала меняться. Стала набирать обороты ОС UNIX, появились первые относительно доступные рабочие станции. В научной среде стали популярными компьютеры Silicon Graphics (SGI). Их стоимость все еще была очень большой и в этих условиях платное ПО считалось само собой разумеющимся.
Появились и первые коммерческие пакеты для молекулярного моделирования, такие как CHARMm и GAUSSIAN. Стоимость лицензий была астрономической - под стать стоимости «железа».
В 90-х годах у коммерческой модели разработки наметились первые проблемы. Компьютеры стали персональными, стоимость мощных рабочих станций упала, а программы стали «пиратить». Вдобавок, чем больше ученых подключалось к проблемам молекулярного моделирования, тем больше им требовалось вносить модификаций в исходный код. Его надо было покупать отдельно за очень большие деньги, а модифицировать технически сложно. Естественно, стали появляться новые конкурирующие программы, многие из которых были изначально бесплатными, т.к. разрабатывались с чисто научными, некоммерческими целями. В течение следующего десятилетия коммерческие пакеты «держались на плаву» за счет консервативности научной среды - результатам новых программ просто меньше доверяли.
В 2000-х годах наступил кардинальный перелом. Рабочие станции с проприетарным UNIX ушли в прошлое, а вычислительные кластеры уже работали на свободной ОС GNU/Linux. Количество людей, занятых в области молекулярного моделирования, возросло на порядки -задания такого рода стали давать даже студентам на лабораторных работах. Поскольку найти диск с пиратским GAUSSIAN было очень сложно (это не MS Office, который нужен практически всем), доля бесплатных и легально доступных аналогов резко возросла, как и доля научных публикаций с их использованием. И вот количество перешло в качество - результатам бесплатных программ стали доверять даже консерваторы.
PyMOL
Сейчас в области ПО для молекулярного моделирования существуют два параллельных мира - свободное или, по крайней мере, бесплатное ПО с доступом к исходному коду (Gromacs, NAMD, VMD, PyMOL, Avogadro, GAMESS, NWChem) и проприетарные «мастодонты» (CHARMM, AMBER, GAUSSIAN).
Интересно, что по характеристикам коммерческое ПО уступает своим аналогам. Судите сами: NAMD и Gromacs работают быстрее CHARMM и AMBER (иногда на порядки), заметно легче их в использовании и имеют намного лучше организованную документацию. При этом лицензия на AMBER стоит 400 USD для академического и 20 000 USD для коммерческого использования. Исходный код NAMD и Gromacs запутан и сложен для модификации, но код AMBER даже на их фоне просто кошмарен.
Ascalaph Quantum - тличный интерфейс с поддержкой неэмпирических квантово-механических пакетов NWChem, CP2K и ПК GAMESS / Firefly
Лицензия на GAUSSIAN для Linux стоит 6900 USD. Плюс 2875 USD за дополнительную утилиту GaussView, работать без которой крайне сложно. Плюс 65 USD за документацию. И еще плюс 50 USD за документацию по модификации кода(!). При этом GAUSSIAN не лучшим образом распараллеливается, что жизненно необходимо при расчетах больших молекул. В то же время NWChem имеет большую функциональность, поставляется по свободной лицензии Educational Community License 2.0 (совместима с GPLv3), имеет великолепную до-кументацию и прекрасно распараллеливается. Его утилита ECCE, аналогичная GaussView, не является в полной мере открытой, но тоже бесплатна.
На сегодня в области молекулярного моделирования использовать коммерческие пакеты бессмысленно - лучшую функциональность и производительность можно получить, пользуясь открытыми программами. Почти все эти программы разрабатываются для Linux, а если являются кроссплатформенными, то в Linux работают ощутимо лучше (как, например, VMD). Таким образом, свободное ПО в этом сегменте уверенно победило коммерческое. Коммерческие пакеты все еще существуют в силу инертности научного сообщества и существующей пользовательской базы, но время неуклонно работает против них.
1. Несколько мифов о научном ПО;
2. Специфика научного ПО;
3.
4. Причины успеха свободного ПО в науке.
Самые первые программы для молекулярного моделирования появились в далекие 60-/70-е годы прошлого века. О распространении и рекламе таких программ никто даже не помышлял, т.к. компьютеры были крайне дороги и несовместимы.
В 80-х ситуация стала меняться. Стала набирать обороты ОС UNIX, появились первые относительно доступные рабочие станции. В научной среде стали популярными компьютеры Silicon Graphics (SGI). Их стоимость все еще была очень большой и в этих условиях платное ПО считалось само собой разумеющимся.
Появились и первые коммерческие пакеты для молекулярного моделирования, такие как CHARMm и GAUSSIAN. Стоимость лицензий была астрономической - под стать стоимости «железа».
В 90-х годах у коммерческой модели разработки наметились первые проблемы. Компьютеры стали персональными, стоимость мощных рабочих станций упала, а программы стали «пиратить». Вдобавок, чем больше ученых подключалось к проблемам молекулярного моделирования, тем больше им требовалось вносить модификаций в исходный код. Его надо было покупать отдельно за очень большие деньги, а модифицировать технически сложно. Естественно, стали появляться новые конкурирующие программы, многие из которых были изначально бесплатными, т.к. разрабатывались с чисто научными, некоммерческими целями. В течение следующего десятилетия коммерческие пакеты «держались на плаву» за счет консервативности научной среды - результатам новых программ просто меньше доверяли.
В 2000-х годах наступил кардинальный перелом. Рабочие станции с проприетарным UNIX ушли в прошлое, а вычислительные кластеры уже работали на свободной ОС GNU/Linux. Количество людей, занятых в области молекулярного моделирования, возросло на порядки -задания такого рода стали давать даже студентам на лабораторных работах. Поскольку найти диск с пиратским GAUSSIAN было очень сложно (это не MS Office, который нужен практически всем), доля бесплатных и легально доступных аналогов резко возросла, как и доля научных публикаций с их использованием. И вот количество перешло в качество - результатам бесплатных программ стали доверять даже консерваторы.
PyMOL
Сейчас в области ПО для молекулярного моделирования существуют два параллельных мира - свободное или, по крайней мере, бесплатное ПО с доступом к исходному коду (Gromacs, NAMD, VMD, PyMOL, Avogadro, GAMESS, NWChem) и проприетарные «мастодонты» (CHARMM, AMBER, GAUSSIAN).
Интересно, что по характеристикам коммерческое ПО уступает своим аналогам. Судите сами: NAMD и Gromacs работают быстрее CHARMM и AMBER (иногда на порядки), заметно легче их в использовании и имеют намного лучше организованную документацию. При этом лицензия на AMBER стоит 400 USD для академического и 20 000 USD для коммерческого использования. Исходный код NAMD и Gromacs запутан и сложен для модификации, но код AMBER даже на их фоне просто кошмарен.
Ascalaph Quantum - тличный интерфейс с поддержкой неэмпирических квантово-механических пакетов NWChem, CP2K и ПК GAMESS / Firefly
Лицензия на GAUSSIAN для Linux стоит 6900 USD. Плюс 2875 USD за дополнительную утилиту GaussView, работать без которой крайне сложно. Плюс 65 USD за документацию. И еще плюс 50 USD за документацию по модификации кода(!). При этом GAUSSIAN не лучшим образом распараллеливается, что жизненно необходимо при расчетах больших молекул. В то же время NWChem имеет большую функциональность, поставляется по свободной лицензии Educational Community License 2.0 (совместима с GPLv3), имеет великолепную до-кументацию и прекрасно распараллеливается. Его утилита ECCE, аналогичная GaussView, не является в полной мере открытой, но тоже бесплатна.
На сегодня в области молекулярного моделирования использовать коммерческие пакеты бессмысленно - лучшую функциональность и производительность можно получить, пользуясь открытыми программами. Почти все эти программы разрабатываются для Linux, а если являются кроссплатформенными, то в Linux работают ощутимо лучше (как, например, VMD). Таким образом, свободное ПО в этом сегменте уверенно победило коммерческое. Коммерческие пакеты все еще существуют в силу инертности научного сообщества и существующей пользовательской базы, но время неуклонно работает против них.
