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FAME2.0使用教程

三維光子晶體能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算的快速算法（FAME，F(xiàn)ast Algorithms for Maxwell's Equations）作者：南京應(yīng)用數(shù)學(xué)中心林文偉教授團(tuán)隊(duì)及東南大學(xué)李鐵香教授團(tuán)隊(duì)用途：光通訊、光子集成器件設(shè)計(jì)及國(guó)防科技等領(lǐng)域的研究4.0版本的北太天元更新了FAME到FAME2.0，包括Windows版本和Ubuntu22.04版本。FAME2.0 需要 CUDA環(huán)境才能正常加載和使用，推薦 NVIDIA? GeForce? GTX 1050、Tesla? K40、Quadro? P1000 及以上顯卡，并推薦安裝 CUDA 10 及以上版本。FAME2.0配套的CUDA環(huán)境可以在網(wǎng)盤上下載，下載對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)的庫(kù)文件后放到 軟件安裝目錄/plugins/FAME目錄下通過(guò)網(wǎng)盤分享的文件：FAME2.0依賴庫(kù)鏈接: https://pan.baidu.com/s/1MQVk8xjzHclt19gpFxmI9Q?pwd=j26v 提取碼: j26v

load_plugin()

1.首先我重新打開(kāi)北太；2.我準(zhǔn)備加載Test插件，Test和My_First_plugin就插件名稱不同代碼基本都是一致(唯一的區(qū)別就是圖2所示，多了一條語(yǔ)句52行）。我有2個(gè)有疑問(wèn)：①我并沒(méi)有主動(dòng)加載My_First_plugin，但是我加載Test的時(shí)候會(huì)報(bào)符號(hào)沖突？②我希望在加載插件的時(shí)候能夠輸出插件的作用是什么？因此我在初始化外部庫(kù)句柄的時(shí)候添加了一條輸出語(yǔ)句。然后加載Test插件的時(shí)候，北太直接自己關(guān)閉了。

制作插件時(shí)，所實(shí)現(xiàn)函數(shù)的輸入能否為txt文件？

制作插件時(shí)，所實(shí)現(xiàn)函數(shù)的輸入能否為txt文件？

編譯時(shí)發(fā)生了這個(gè)錯(cuò)誤。

main.cpp:4:10: fatal error: bex/bex.hpp: No such file or directory    4 | #include "bex/bex.hpp"      |          ^~~~~~~~~~~~~compilation terminated.

工作區(qū)無(wú)法識(shí)別 symbolic 插件創(chuàng)建的符號(hào)變量

使用 symbolic 插件提供的 sym 命令創(chuàng)建符號(hào)變量 x 后，工作區(qū)不顯示任何變量信息使用 whos 命令查看發(fā)現(xiàn)只有 ans 這個(gè)變量，且類型識(shí)別為 extern. 將這個(gè) ans 賦值給 x 之后，無(wú)論參與運(yùn)算工作區(qū)都是不顯示任何信息的，也就是工作區(qū)無(wú)法識(shí)別 extern 這種類型的變量。目前將所有公布過(guò)的正式版本都安裝嘗試了一遍，都是這種情況。

北太天元V3.0|助力國(guó)防科技發(fā)展，F(xiàn)AME插件獲《中國(guó)科學(xué)報(bào)》報(bào)道

      近日，《中國(guó)科學(xué)報(bào)》以“仿真計(jì)算只需30分鐘，數(shù)學(xué)力量拓展新型材料的自主創(chuàng)新”為題，報(bào)道由南京應(yīng)用數(shù)學(xué)中心林文偉教授和東南大學(xué)李鐵香教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)、基于GPU計(jì)算平臺(tái)的FAME軟件包，該軟件包以仿真插件的形式已正式發(fā)布在北太天元（Ubuntu版）v3.0*。      *已支持Ubuntu20.04版本，更多版本持續(xù)更新中      《中國(guó)科學(xué)報(bào)》報(bào)道截圖      報(bào)道中提到，“北太天元（Ubuntu版）v3.0成功上線FAME插件，將進(jìn)一步促進(jìn)FAME算法的推廣應(yīng)用，將助力我國(guó)光通訊、光子集成器件的設(shè)計(jì)及國(guó)防科技等核心領(lǐng)域迸發(fā)自主創(chuàng)新活力。”關(guān)于FAME：助力工程領(lǐng)域應(yīng)用      光子晶體是由不同折射率的介質(zhì)周期性排列而形成的規(guī)則結(jié)構(gòu)材料，具有普通光學(xué)材料所不具備的光子禁帶特性，在科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界被稱為“光半導(dǎo)體”或“未來(lái)的半導(dǎo)體”，被譽(yù)為二十一世紀(jì)最具潛力的新型材料。      近年來(lái)，南京應(yīng)用數(shù)學(xué)中心林文偉教授和東南大學(xué)李鐵香教授團(tuán)隊(duì)在三維光子晶體能帶結(jié)構(gòu)的快速計(jì)算方面進(jìn)行了深入研究，成功設(shè)計(jì)了三維光子晶體能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算的快速算法FAME（Fast Algorithms for Maxwell's Equations），算法整體呈現(xiàn)O(n log n)計(jì)算時(shí)間的復(fù)雜度，且FAME的計(jì)算過(guò)程有利于程序的并行化實(shí)現(xiàn)。      FAME可對(duì)（雙）各向同（異）性、具有擬周期邊界條件的三維光子晶體的全部14種布拉維晶格結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)快速數(shù)值仿真。相比其他三維光子晶體仿真軟件而言，F(xiàn)AME運(yùn)用了先進(jìn)的數(shù)學(xué)技巧，計(jì)算內(nèi)存需求小，利用GPU高性能計(jì)算技術(shù)可實(shí)現(xiàn)計(jì)算效率的極大提升。      以三維光子晶體的面心立方晶格和NVIDIA Tesla V100顯卡為例，在五百萬(wàn)的離散矩陣規(guī)模下，F(xiàn)AME可以在30分鐘左右完成能帶結(jié)構(gòu)的計(jì)算，仿真速度是其CPU版本的50倍以上。      FAME 插件的快速仿真技術(shù)有助于提升材料學(xué)、物理學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的研究效率。用戶可基于 FAME 插件高效搭建三維光子晶體能帶結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)逆向的材料電磁參數(shù)和幾何結(jié)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計(jì)。調(diào)用FAME：僅需2步，在北太天元完成調(diào)用      運(yùn)行北太天元后，在命令行窗口輸入以下內(nèi)容加載該插件：load_plugin(“FAME”)      加載完成后，在命令行窗口輸入以下內(nèi)容即可調(diào)用函數(shù)：Eigenvalue=FAME(“FAME_opt.txt”, “Eigenvalue.txt”)具體使用說(shuō)明可查看北太天元幫助文檔中相關(guān)板塊在北太天元運(yùn)行FAME得到的計(jì)算結(jié)果示例下載北太天元（Ubuntu版）v3.0即刻體驗(yàn)FAME復(fù)制網(wǎng)址到瀏覽器即可下載rollsroyceclub.cn/download      未來(lái)，北太振寰將持續(xù)提升服務(wù)水平，將前沿領(lǐng)域的創(chuàng)新性成果與北太天元結(jié)合，推動(dòng)科研成果轉(zhuǎn)化落地，為國(guó)家科技創(chuàng)新發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。      歡迎廣大高校加入北太天元開(kāi)發(fā)者隊(duì)伍！如需合作請(qǐng)聯(lián)系：market@baltamatica.com。_____________________________________________      以下為全文報(bào)道：      作者：韓揚(yáng)眉  來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)       報(bào)道原文鏈接：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/12/514424.shtm      仿真計(jì)算只需30分鐘，數(shù)學(xué)力量拓展新型材料的自主創(chuàng)新      近日，由南京應(yīng)用數(shù)學(xué)中心林文偉教授和東南大學(xué)李鐵香教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)、基于GPU計(jì)算平臺(tái)的FAME軟件包以仿真插件的形式正式發(fā)布，該成果有望推動(dòng)新型材料高效仿真算法在相關(guān)領(lǐng)域的自主開(kāi)發(fā)應(yīng)用。      光子晶體是由不同折射率的介質(zhì)周期性排列而形成的規(guī)則結(jié)構(gòu)材料，具有普通光學(xué)材料所不具備的光子禁帶特性，在科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界被稱為“光半導(dǎo)體”或“未來(lái)的半導(dǎo)體”，被譽(yù)為二十一世紀(jì)最具潛力的新型材料。      光子晶體可以依據(jù)頻率范圍實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的調(diào)控，這使得人們可以按照自己的設(shè)計(jì)需求來(lái)控制電磁波的傳播，因此，對(duì)光子晶體能帶結(jié)構(gòu)的計(jì)算，對(duì)光通訊、光子集成器件的設(shè)計(jì)及國(guó)防科技等領(lǐng)域均具有重要意義。      通過(guò)理論分析或者數(shù)值仿真來(lái)預(yù)測(cè)材料性質(zhì)和優(yōu)化材料設(shè)計(jì)，是研究材料的一種重要手段。      近年來(lái)，林文偉和李鐵香團(tuán)隊(duì)在三維光子晶體能帶結(jié)構(gòu)的快速計(jì)算方面持續(xù)深入研究。近日，團(tuán)隊(duì)成功設(shè)計(jì)了三維光子晶體能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算的快速算法FAME（Fast Algorithms for Maxwell's Equations），算法整體呈現(xiàn)計(jì)算時(shí)間的復(fù)雜度，且FAME的計(jì)算過(guò)程有利于程序的并行化實(shí)現(xiàn)。研究成果刊發(fā)在國(guó)際權(quán)威期刊SIAM Journal on Scientific Computing。      科研團(tuán)隊(duì)研究三維各向異性光子晶體能帶結(jié)構(gòu)的快速算法，通過(guò)直接使用以晶格平移向量為基底的斜坐標(biāo)系和 Maxwell 方程的協(xié)變表述，提出了一種可以統(tǒng)一處理正交及非正交布拉維晶格、各向同性及各向異性介質(zhì)的算法框架。      特別地，該算法框架在離散化過(guò)程中可以輕松處理電磁場(chǎng)的布洛赫條件。在將頻域 Maxwell 方程組離散化為標(biāo)準(zhǔn)代數(shù)特征值問(wèn)題后，利用矩陣分析的技巧對(duì)其進(jìn)行模型壓縮，便可將該問(wèn)題直接被轉(zhuǎn)化無(wú)零空間的標(biāo)準(zhǔn)特征值問(wèn)題，結(jié)合求逆Lanczos算法可輕松得到其最小的幾個(gè)正特征值和相應(yīng)的特征向量。論文中，該算法與商業(yè)軟件 COMSOL中進(jìn)行了大量數(shù)值比較，充分展現(xiàn)了新算法的有效性和高效性。      獨(dú)立自主的科學(xué)計(jì)算與系統(tǒng)仿真軟件是科技競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。李鐵香告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，F(xiàn)AME是一個(gè)專業(yè)的仿真軟件，以三維光子晶體的面心立方晶格和NVIDIA Tesla V100顯卡為例，在五百萬(wàn)的離散矩陣規(guī)模下，F(xiàn)AME可以在30分鐘左右完成能帶結(jié)構(gòu)的計(jì)算，仿真速度是其CPU版本的50倍以上，這是應(yīng)用數(shù)學(xué)在工程領(lǐng)域中應(yīng)用的典型案例。      當(dāng)前，北太天元（Ubuntu版）v3.0成功上線FAME插件，將進(jìn)一步促進(jìn)FAME算法的推廣應(yīng)用，將助力我國(guó)光通訊、光子集成器件的設(shè)計(jì)及國(guó)防科技等核心領(lǐng)域迸發(fā)自主創(chuàng)新活力。      相關(guān)程序和數(shù)據(jù)發(fā)布：http://www.njcam.org.cn/fame/index.phtml       關(guān)于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：《中國(guó)科學(xué)報(bào)》由中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)共同主辦，是中國(guó)科技界最具影響力的媒體之一。

用GPTs做了一款創(chuàng)意軟件：Tech Write Pro

說(shuō)在前面眾所周知，Technical Write是一項(xiàng)技術(shù)活，做這個(gè)的人叫Technical Writer，時(shí)代變了，做這個(gè)的也有可能是GPTs里面的一個(gè)應(yīng)用。解決痛點(diǎn)Technical Write一直是一個(gè)技術(shù)活，需要大量的時(shí)間和精力，而且還需呀與開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行大量溝通，開(kāi)發(fā)人員也要寫出詳細(xì)的Feature，現(xiàn)在：你只需要簡(jiǎn)短描寫你的Feature，Tech Write Pro會(huì)追問(wèn)你的Feature細(xì)節(jié)，然后在開(kāi)發(fā)人員和對(duì)話之間做出綜合的決策，并且寫出Hit Your Heart的文檔，可以減少很多溝通。（對(duì)個(gè)人開(kāi)發(fā)者是非常利好的，對(duì)Technical Writer來(lái)說(shuō)，這個(gè)看老板是把你優(yōu)化掉，還是讓你在AI的基礎(chǔ)上再優(yōu)化）創(chuàng)意軟件界面

開(kāi)發(fā)類似于mathcad的工程計(jì)算插件

目前，國(guó)外的MathCAD、MathCAD primer、Smath studio、Calcpad等軟件，獨(dú)特的可視化格式和便箋式界面將直觀、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)符號(hào)、文本和圖形均集成到一個(gè)工作表中。 采用接近在黑板上寫公式的方式讓用戶表述所要求解的問(wèn)題，通過(guò)底層計(jì)算引擎計(jì)算返回結(jié)果并顯示在屏幕上。計(jì)算過(guò)程近似透明，使用戶專注于對(duì)問(wèn)題的思考而不是繁瑣的求解步驟。希望北太天元可以進(jìn)一步優(yōu)化其交互界面，降低用戶的入門門檻。

如何借助CLion調(diào)試北太天元插件

將編譯生成的插件拷貝至baltamatica安裝路徑下對(duì)應(yīng)的插件位置后，即可使用CLion來(lái)進(jìn)行調(diào)試。 1. windows系統(tǒng)使用CLion調(diào)試代碼的配置步驟 （1）點(diǎn)擊CLion菜單欄中的“運(yùn)行-編輯配置” 或 （2）配置插件的配置項(xiàng)：可執(zhí)行文件及環(huán)境變量 可執(zhí)行文件選擇安裝路徑下的可執(zhí)行文件如：

D:\baltamatica\lib\baltamatica.exe

將其中D:\baltamatica替換為自己的baltam安裝路徑。環(huán)境變量配置如下：    Path中增加baltam安裝路徑的bin及l(fā)ib：

D:\baltamatica\bin;D:\baltamatica\lib;

    增加其他環(huán)境變量：

BALTAM_CONFIG_M=D:\baltamatica\config\config.m 
BALTAM_FRONTEND=D:\baltamatica\lib\libbaio_qt.dll 
BALTAM_GNUPLOT=D:\baltamatica\share\gnuplot\gnuplot.exe 
BALTAM_TABLE_FOR_FUNCTION=D:\baltamatica\config\table_for_function.csv 
QT_PLUGIN_PATH=D:\baltamatica\qtplugins 
BALTAM_PLUGIN_PATH=D:\baltamatica

點(diǎn)擊確定。 （3）使用CLion的調(diào)試工具進(jìn)行調(diào)試 2. Ubuntu系統(tǒng)使用CLion調(diào)試代碼的配置步驟 （1）點(diǎn)擊CLion菜單欄中的“運(yùn)行-編輯配置” 或 （2）配置baltam_builtin的配置項(xiàng)：可執(zhí)行文件及環(huán)境變量 可執(zhí)行文件選擇安裝路徑下的可執(zhí)行文件如：

/opt/Baltamatica/bin/baltamatica

將其中/opt/Baltamatica替換為自己的baltam安裝路徑。 環(huán)境變量配置如下：    Path中增加baltam安裝路徑的bin：

/opt/Baltamatica/bin

    增加其他環(huán)境變量：

BALTAM_PATH=/opt/Baltamatica 
LD_LIBRARY_PATH=/opt/Baltamatica/lib 
BALTAM_CONFIG_M=/opt/Baltamatica/opt/Baltamatica/lib 
BALTAM_FRONTEND=/opt/Baltamatica/lib/libbaio_qt.so 
BALTAM_TABLE_FOR_FUNCTION=/opt/Baltamatica/config/table_for_function.csv 
QT_QPA_PLATFORM_PLUGIN_PATH=/opt/Baltamatica/lib/platforms 
BALTAM_PLUGIN_PATH=/opt/Baltamatica

  點(diǎn)擊確定。 （3）使用CLion的調(diào)試工具進(jìn)行調(diào)試

【必看】北太天元軟件新手指南

一、軟件安裝點(diǎn)擊下方鏈接，選擇適合的版本安裝即可，目前MAC、麒麟系統(tǒng)等正在適配中，敬請(qǐng)期待！北太天元軟件下載安裝與激活二、北太天元學(xué)習(xí)文檔以下為北太天元的官方文檔，可按需查閱：1、北太天元科學(xué)計(jì)算與系統(tǒng)仿真軟件白皮書(shū)2、北太天元SDK文檔三、新手入門對(duì)于一些函數(shù)以及軟件操作使用的學(xué)習(xí)，可以使用軟件內(nèi)的【幫助文檔】四、常見(jiàn)問(wèn)題Q&A大家使用北太天元軟件常問(wèn)問(wèn)題已整理成Q&A，供大家學(xué)習(xí)參考：常見(jiàn)問(wèn)題Q&A若文檔里的內(nèi)容仍沒(méi)有為您答疑解惑，可以在社區(qū)發(fā)帖或在該貼下評(píng)論求助。本帖會(huì)持續(xù)更新相關(guān)學(xué)習(xí)文檔及操作指引手冊(cè)，方便大家查閱學(xué)習(xí)，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注哦~

北太天元插件開(kāi)發(fā)培訓(xùn)（2023.1.13）

主要內(nèi)容為：北太天元軟件介紹、北太天元插件機(jī)制、北太天元插件開(kāi)發(fā)。資料：北太天元插件開(kāi)發(fā)培訓(xùn)（2023.1.13）.pdf視頻：

在循環(huán)體中設(shè)置斷點(diǎn)但是只在第一次循環(huán)的時(shí)候起作用怎么解決？

請(qǐng)問(wèn)我在運(yùn)行測(cè)試scripts目錄下的osFDTD的代碼的時(shí)候，想要在循環(huán)體內(nèi)加斷點(diǎn)跟蹤數(shù)據(jù)，但是在北太的程序里面斷點(diǎn)調(diào)試功能只能在第一次循環(huán)的時(shí)候起作用，在經(jīng)過(guò)斷點(diǎn)之后不能跳到第二次循環(huán)內(nèi)部，直接繼續(xù)向下執(zhí)行了，請(qǐng)問(wèn)怎么解決？我用的是Windows系統(tǒng)下的北太，這里我沒(méi)找到停止循環(huán)/停止運(yùn)行的按鈕，在關(guān)閉程序之后gnuplot還是會(huì)一直畫(huà)圖，是這個(gè)開(kāi)源FDTD代碼的問(wèn)題嗎？