实验指导书(一)-第一性原理方法计算

《计算材料学导论》实验指导书

实验一：第一性原理方法计算模拟化合物的晶体结构和电子结构

实验目的：

1）近十年来，随着计算机技术和材料科学的发展，基于密度函数理论的第一性原理方法计算在材料科学中的应用十分普遍和活跃，发展异常迅速。其应用领域涉及材料晶体结构优化，态密度和能带结构等电子结构，掺杂效应，相变热力学、光、电磁学性质的计算和设计。量子化学计算软件包较多，如免费软件包ABINIT(详见教材), 商业化软件包V ASP, CASTEP，GAUSSIAN。本实验运用VASP4.6软件包，计算AB型的ZnS或相似结构的晶体结构和电子结构。

实验要求：

2）首先完成下列基础知识的问答填空，然后运用运用V ASP4.6软件包，计算AB型的ZnS或相似结构的晶体结构和电子结构，并画出图形。

实验内容:

(一) 基础填空

1) 简述第一性原理方法（或从头算）的基本概念。

（）

2）简述第一性原理方法在材料科学中有哪些具体应用？

（）

3) 什么叫多粒子体系的总能？

（）

4) 什么叫能带结构？它是如何形成的？

（）

（二）第一性原理方法计算模拟AB型化合物（如ZnS）的晶体结构和电子结构。

1.ZnS具有多种晶形，如闪锌矿结构(The Zincblende (B3) Structure)和纤锌矿结构（The Wurtzite (B4)

Structure）,与之结构相同的化合物还有很多，不少化合物具有独特的光电特性。请根据计算指南和模板，计算ZnS或者ZnO, SiC, AlN, CdSe，AgI, AlAs, AlP, AlSb, BAs, BN, BP, BeS, BeSe, BeTe, CdS,CdSe,CdTe, CuBr, CuCl, CuF, CuI, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, INAs, InP, MnS, MnSe, SiC, ZnSe, ZnTe)的晶体结构（含晶胞参数a,b,c,V，原子位置的可变内部参数），电子结构(含

态密度（含总态密度，分态密度）和能带结构。并画出图形,标识出特征参数，给出能隙值。

VIA O S Se Te，IIB （M2+）Zn Co Ni Cd Pb IIB+VIA NiS ZnS

基本上将POTCAR中的元素内容唤成自己要计算的化合物旧可以了。

CdSe –POTCAR potential 势函数。（POTCAR Cd+ POTCAR Se 机械连接在一起的），如果我要计算NiS （POTCAR Ni +POTCAR S练贴到一起旧可以了）

POSCR （POSITION）

晶体结构素材：

根据美国海军研究室晶体学结构网站数据库，获得相关晶体结构信息如下：

1. 闪锌矿结构(The Zincblende (B3) Structure)

?

?Prototype: ZnS

?Pearson Symbol: cF8

?Strukturbericht Designation: B3

?Space Group: F43m (Cartesian and lattice coordinate listings available)

?Number: 216

?Reference: Wyckoff Vol. I, pp 108-110

?Other compounds with this Structure: AgI, AlAs, AlP, AlSb, BAs, BN, BP, BeS, BeSe, BeTe, CdS, CuBr, CuCl, CuF, CuI, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, INAs, InP, MnS, MnSe, SiC,

ZnSe, ZnTe

?Primitive Vectors:

A1 = ? a Y + ? a Z

A2 = ? a X + ? a Z

A3 = ? a X + ? a Y

?Basis Vectors:

B1 = 0 (Zn) (4a)

B2 = ? A1 + ? A2 + ? A3 = ? a X + ? a Y + ? a Z (S) (4c)

*******************

Primitive vectors

a(1) = 0.00000000 2.70465000 2.70465000

a(2) = 2.70465000 0.00000000 2.70465000

a(3) = 2.70465000 2.70465000 0.00000000

Volume = 39.56974149

Basis Vectors:

Atom Lattice Coordinates Cartesian Coordinates

Zn 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000

S 0.25000000 0.25000000 0.25000000 1.35232500 1.35232500 1.35232500 POSCAR ! Position

ZnS-B3 25#

1.0

0.00000000 2.70465000 2.70465000

2.70465000 0.00000000 2.70465000

2.70465000 2.70465000 0.00000000

1 1 ! Zn S

DIRECT

0 0 0

0.25000000 0.25000000 0.25000000

2. The Wurtzite (B4) Structure

?Prototype: ZnS (Wurtzite)

?Pearson Symbol: hP4

?Strukturbericht Designation: B4

?Space Group: P63mc (Cartesian and lattice coordinate listings available)

?Number: 186

?Other Compounds with this Structure: ZnO, SiC, AlN, CdSe, BN, C(Hexagonal Diamond) ?Reference: Kisi and Elcombe, Acta Cryst. C45, 1867 (1989).

?Primitive Vectors:

A1=? a X - ? 31/2 a Y

A2=? a X + ? 31/2 a Y

A3= c Z

Basis Vectors:

B1=1/3 A1 + 2/3 A2=? a X + ? 3-1/2 a Y(Zn)(2b)

B2=2/3 A1 + 1/3 A2 + ? A3=? a X - ? 3-1/2 a Y + ? c Z(Zn)(2b)

B3=1/3 A1 + 2/3 A2 + u A3=? a X + ? 3-1/2 a Y + u c Z(S)(2b)

B4=2/3 A1 + 1/3 A2 + (? + u) A3=? a X - ? 3-1/2 a Y + (? + u) c Z(S)(2b)

***************************************

Primitive vectors

a(1) = 1.91135000 -3.31055531 0.00000000

a(2) = 1.91135000 3.31055531 0.00000000

a(3) = 0.00000000 0.00000000 6.26070000

Volume = 79.23078495

Basis Vectors:

Atom Lattice Coordinates Cartesian Coordinates

Zn 0.33333333 0.66666667 0.00000000 1.91135000 1.10351844 0.00000000

Zn 0.66666667 0.33333333 0.50000000 1.91135000 -1.10351844 3.13035000

S 0.33333333 0.66666667 0.37480000 1.91135000 1.10351844 2.34651036

S 0.66666667 0.33333333 -0.12520000 1.91135000 -1.10351844 -0.78383964

ZnS-B4

1.0

1.91135000 -3.31055531 0.00000000

1.91135000 3.31055531 0.00000000

0.00000000 0.00000000 6.26070000

2 2

Direct

0.3333333300000021 0.6666666699999979 0.000

0.6666666699999979 0.3333333300000021 0.500

0.3333333300000021 0.6666666699999979 0.374

0.6666666699999979 0.3333333300000021 0.875

在材料学院计算机实验室进行计算的步骤详解：

（文件模板可在下载中心获得）

1. 进入WinXP系统,接收老师发布的文件夹和文件(或提前到教学邮箱

coursedoc@https://www.wendangku.net/doc/8011485369.html, （fzdxclxy）（实验室网站下载中心(https://www.wendangku.net/doc/8011485369.html,/downloads/)下载),拷贝到自己的U盘,重新启动系统,进入LINUX 系统,开始密码为123456或305.

2. 检查计算机是否有其他任务在运行，如机器空闲时，进入 SUSE操作系统,默认用户为wubo，注销用户wubo，选择“其他“，采用新用户root 登录，密码为123456 或305

--------------------

3. 进入系统，在桌面建立文件夹（如2009318，2009为年级，318为个人学号，保证个人文件不被覆盖）。将模版文件夹解压到桌面。

4. 先打开三套算例之一。 25#-SET，或196-SET，59-SET（RESULT REF是参考计算结果）等等**-r31文件夹(晶胞参数优化，寻找平衡结构,因为POSCAR中参照类似结构，给的是假设值，不一定是平衡值，点击右键，打开“终端”运行界面，输入 vasp>r31& ,然后回车，计算开始执行。（进行晶胞参数优化）

5. 3-5分钟后敲击回车键，等待运行完毕，出现“ ** done“。将r31文件夹复制一份为r32文件夹，右键点击出现”终端“，然后输入”cp CONTCAR POSCAR，回车，输入“y”确认（ENTER键）。（即将CONTCAR 中内容拷贝到POSCAR中，使得本次计算的初始晶胞参数是在前一次r31计算结果的基础上进行，即进一步优化，对复杂结构尤其需要。）然后输入“vasp>r32&,等待完成。

6. 将r32文件夹中除INCAR外(INCAR与前面r31,r32的区别是NSW=10→=1)的所有文件拷贝到”*-rf “文件夹中，右键点击出现”终端“，然后输入”cp CONTCAR POSCAR，回车，输入“y”确认。（即将CONTCAR 中内容拷贝到POSCAR中，使得本次计算的初始晶胞参数是在前一次r32计算结果的基础上进行，即。）然后输入“vasp>rf&,等待完成。

7. 将*-rf 文件夹中所有内容,除INCAR (INCAR与前面r31,r32的区别是

NSW=10→=1,ICHARG=1→11,Add RWIGS Parameter From POTCAR）拷贝到*-DOS 文件夹，终端运行

vasp>LOG-DOS&,

8. 将*-rf 文件夹中所有内容,除INCAR (INCAR与前面r31,r32的区别是

NSW=10→=1,ICHARG=1→11,Add RWIGS Parameter From POTCAR）, KPOINTS（KPOINTS变成第一布里渊区的高对称点的连线取点）拷贝到*-BAND 文件夹，终端运行vasp>LOG-BAND&，敲击回车。

9．待完成计算后，运用工具小程序软件band-plot.out提取能带数据。先编译band-plot.out 命令为：chmod +x ./band-plot.out

Or 在XP下，VASP.EXE

linux-zens:/home/vasp-work/ZnS-BAND # chmod +x ./band-plot.out

linux-zens:/home/vasp-work/ ZnS-BAND # ./band-plot.out

fermi level (eV) ！

待输入的这个数据来自上一步计算DOS的文件夹中的DOSCAR中第六行的第4个数据。

如：

ZnS-DOS/

DOSCAR

4 4 1 0

0.1980770E+02 0.3822700E-09 0.3822700E-09 0.6260700E-09 0.5000000E-15

1.000000000000000E-004

CAR

CdSe-B4

47.67299817 -13.77230311 301 3.56060259 1.00000000

-13.772 0.0000E+00 0.0000E+00

-13.567 0.0000E+00 0.0000E+00

-13.363 0.0000E+00 0.0000E+00

... ...

3.5606

得到一个数据文件 BAND.DAT

9.将所计算文件夹打包拷贝到自己的U-DISK。（如果U-DISK空间有限，可以将暂时不使用的大文件WAVECAR删除。剩余时间，重新启动系统，在WINXP系统下进行计算结果分析和提取，用ORIGIN绘图和数据处理软件作图，（可能会用EXCEL,或EDITPLUS等数据处理和拷贝软件）,分析特征，标识特征参数。

提示：计算自己的化合物时，KPIONTS和POSCAR 不动，只对POTCAR 和INCAR进行修改，势函数POTCAR 请从势函数库中拷贝内容加和到一起即可，注意保持体系的各个元素的势函数类型一致，即都同时为LDA，或PBE，GGA，不能混用。）

通信原理实验指导书(完整)

实验一：抽样定理实验 一、实验目的 1、熟悉TKCS—AS型通信系统原理实验装置； 2、熟悉用示波器观察信号波形、测量频率与幅度； 3、验证抽样定理； 二、实验预习要求 1、复习《通信系统原理》中有关抽样定理的内容； 2、阅读本实验的内容，熟悉实验的步骤； 三、实验原理和电路说明 1、概述 在通信技术中为了获取最大的经济效益，就必须充分利用信道的传输能力，扩大通信容量。因此，采取多路化制式是极为重要的通信手段。最常用的多路复用体制是频分多路复用(FDM)通信系统和时分多路复用(TDM)通信系统。频分多路技术是利用不同频率的正弦载波对基带信号进行调制，把各路基带信号频谱搬移到不同的频段上，在同一信道上传输。而时分多路系统中则是利用不同时序的脉冲对基带信号进行抽样，把抽样后的脉冲信号按时序排列起来，在同一信道中传输。 利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样”，抽样后的信号称为脉冲调幅(PAM)信号。在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。 抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。数字通信系统是以此定理作为理论基础的。在工作设备中，抽样过程是模拟信号数字化的第一步。抽样性能的优劣关系到整个系统的性能指标。 作为例子，图1-1示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。从图中可以看出要实现对语音的PCM编码，首先就要对语音信号进行抽样，然后才能进行量化和编码。因此，抽样过程是语音信号数字化的重要环节，也是一切模拟信号数字化的重要环节。 图1-1 单路PCM系统示意图 为了让实验者形象地观察抽样过程，加深对抽样定理的理解，本实验提供了一种典型的抽样电路。除此，本实验还模拟了两路PAM通信系统，从而帮助实验者初步了解时分多路的通信方式。 2、抽样定理 抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)如果它的最高频率为f H(即m(t)的频谱中没有f H以上的分量)，可以唯一地由频率等于或大于2f H的样值序列所决定。因此，对于一个最高频率为3400Hz的语音信号m(t)，可以用频率大于或等于6800Hz的样值序列来表示。抽样频率fs和语音信号m(t)的频谱如图1-2和图1-3所示。 由频谱可知，用截止频率为f H的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号m(t)，这就说明了抽样定理的正确性。 实际上，考虑到低通滤波器特性不可能理想，对最高频率为3400Hz的语音信号，通常采用8KHz抽样频率，这样可以留出1200Hz的防卫带，见图1-4。如果fs<2f H，就会出现频谱混迭的现象，如图1-5所示。 在验证抽样定理的实验中，我们用单一频率f H的正弦波来代替实际的语音信号，采用标准抽样频率fs=8KHz，改变音频信号的频率f H，分别观察不同频率时，抽样序列和低通滤波器的输出信号，体会抽样定理的正确性。

第一性原理计算原理和方法

第二章 计算方法及其基本原理介绍 化学反应的本质就是旧键的断裂与新建的形成,参与成键原子的电子壳层重新组合就是导致生成稳定多原子化学键的明显特征。因此阐述化学键的理论应当描写电子壳层的相互作用与重排,借助求解满足适当的Schrodinger 方程的波函数描写分子中电子分布的量子力学,为解决这一问题提供了一般的方法,然而,对于一些实际的体系,不引入一些近似,就不可能求解其Schrodinger 方程。这些近似使一般量子力学方程简化为现代电子计算机可以求解的方程。这些近似与关于分子波函数的方程形成计算量子化学的数学基础。 2、1 SCF-MO 方法的基本原理 分子轨道的自洽场计算方法 (SCF-MO)就是各种计算方法的理论基础与核心部分,因此在介绍本文计算工作所用方法之前,有必要对其关键的部分作一简要阐述。 2、1、1 Schrodinger 方程及一些基本近似 为了后面介绍各种具体在自洽场分子轨道(SCF MO)方法方便,这里将主要阐明用于本文量子化学计算的一些重要的基本近似,给出SCF MO 方法的一些基本方程,并对这些方程作简略说明,因为在大量的文献与教材中对这些方程已有系统的推导与阐述[1-5]。 确定任何一个分子的可能稳定状态的电子结构与性质,在非相对论近似下,须求解 R AB =R 图2-1分子体系的坐标

定态Schrodinger 方程 ''12121212122ψψT p B A q p A p pA A pq AB B A p A A A E R Z r R Z Z M =??????? ?-++?-?-∑∑∑∑∑∑≠≠ (2、1) 其中分子波函数依赖于电子与原子核的坐标,Hamilton 算符包含了电子p 的动能与电子p 与q 的静电排斥算符, ∑∑≠+?-=p q p pq p e r H 12121?2 (2、2) 以及原子核的动能 ∑?-=A A A N M H 2121? (2、3) 与电子与核的相互作用及核排斥能 ∑∑≠+-=p A B A AB B A pA A eN R Z Z r Z H ,21? (2、4) 式中Z A 与M A 就是原子核A 的电荷与质量,r pq =|r p -r q |,r pA =|r p -R A |与R AB =|R A -R B |分别就是电子p 与q 、核A 与电子p 及核A 与B 间的距离(均以原子单位表示之)。上述分子坐标系如图2、1所示。可以用V(R,r)代表(2、2)－(2、4)式中所有位能项之与 ∑∑∑-+=≠≠p A pA A B A q p pq AB B A r Z r R Z Z r R V ,1 2121),( (2、5) 原子单位 上述的Schrodinger 方程与Hamilton 算符就是以原子单位表示的,这样表示的优点在于简化书写型式与避免不必要的常数重复计算。在原子单位的表示中,长度的原子单位就是Bohr 半径

第一性原理简介

第一性原理是什么 第一性原理怎么用 1什么是第一性原理 根据原子核和电子互相作用的原理及其基本运动规律，运用，从具体要求出发，经过一些近似处理后直接求解的算法，称为第一性原理。广义 的第一原理包括两大类，以Hartree-Fock自洽场计算为基础的从头算和 （DFT计算。 从定义可以看出第一性原理涉及到量子力学、、Hartree-Fock自洽场、等许多对我来说很陌生的物理化学定义。因此我通过向师兄请教和上网查资料一点点的了解并学习这些知识。 2第一性原理的作用 以密度泛函理论（DFT）为基础以及在此基础上发展起来的简单而具有一定精度的局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）的第一性原理电子结构计算方法，与传统的解析方法一样，不但能够给出描述体系微观电子特性的物理量如波函数、态密度、费米面、电子间互作用势等，以及在此基础上所得到的体现体系宏观物理特性的参量如结合能、电离能、比热、电导、光电子谱、穆斯堡尔谱等等，而且它还可以帮助人们预言许多新的

物理现象和物理规律。密度泛函计算的一些结果能够与实验直接进行比较一些应用程序的发展乃至商业软件的发布，导致了基于密度泛函理论的第 一原理计算方法的广泛应用。 密度泛函理论（DFT）为第一性原理中的一类，在物理系、化学、材料科学以及其他工程领域中，密度泛函理论（DFT及其计算已经快速发展成 为材料建模模拟的一种“标准工具”。 密度泛函理论可以计算预测固体的晶体结构、晶格参数、能带结构、态密度（DOS、光学性能、磁性能以及原子集合的总能等等。 3第一性原理怎么用 目前我所学到的利用第一性原理的软件为Material Studio 、VASP软件。其中Materials Studio （简称MS是专门为材料科学领域研究者幵发的一款可运行在PC上的模拟软件。使化学及材料科学的研究者们能更方便地建立三维结构模型，并对各种晶体、无定型以及高分子材料的性质及相关过程进行深入的研究。模拟的内容包括了催化剂、聚合物、固体及表面、晶体与衍射、化学反应等材料和化学研究领域的主要课题。 模块简介 Materials Studio 采用了大家非常熟悉的Microsoft标准用户界面， 允许用户通过各种控制面板直接对计算参数和计算结果进行设置和分析。 目前，Materials Studio 软件包括如下功能模块： Materials Visualizer: 提供了搭建分子、晶体及高分子材料结构模型所需要的所有工具，可以操作、观察及分析结构模型，处理图表、表格或文本等形式的数据，并提供软件的基本环境和分析工具以及支持Materials Studio 的其他产品。是Materials Studio 产品系列的核心模块。 Discover: Materials Studio 的分子力学计算引擎。使用多种分子力学和动力学 方法，以仔细推导的力场作为基础，可准确地计算出最低能量构型、分子体系的结构和动力学轨迹等。

通信原理实验指导书

通信实验指导书电气信息工程学院

目录 实验一AM调制与解调实验 (1) 实验二FM调制与解调实验 (5) 实验三ASK调制与解调实验 (8) 实验四FSK调制与解调实验 (11) 实验五时分复用数字基带传输 (14) 实验六光纤传输实验 (19) 实验七模拟锁相环与载波同步 (27) 实验八数字锁相环与位同步 (32)

实验一 AM调制与解调实验 一、实验目的 理解AM调制方法与解调方法。 二、实验原理 本实验中AM调制方法：原始调制信号为1.5V直流＋1KHZ正弦交流信号，载波为20KHZ正弦交流信号，两者通过相乘器实现调制过程。 本实验中AM解调方法：非相干解调（包络检波法）。 三、实验所需部件 调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。 四、实验步骤 1.熟悉实验所需部件。 2.按下图接线。 3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面 各图中。 4.结合上述实验结果深入理解AM调制方法与解调方法。

实验一参考结果

实验二 FM调制与解调实验 一、实验目的 理解FM调制方法与解调方法。 二、实验原理 本实验中FM调制方法：原始调制信号为2KHZ正弦交流信号，让其通过V/F （电压/频率转换，即VCO压控振荡器）实现调制过程。 本实验中FM解调方法：鉴频法（电容鉴频＋包络检波＋低通滤波） 三、实验所需部件 调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。 四、实验步骤 1.熟悉实验所需部件。 2.按下图接线。 3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面 各图中。 4.结合上述实验结果深入理解FM调制方法与解调方法。

统计学原理实验报告

统计学原理 实验报告 专业班级： 学号： 姓名：Frank

实验一数据数量特征的描述 实验人：Frank 时间：2014.11.14 地点：经管学院中心实验室 实验内容：描述数据有关特征，如，中位数、众数、均值、方差、峰度等。 实验材料：某班级一次数学考试50名学生的成绩情况调查资料： 98 68 72 96 90 97 89 61 83 97 87 80 100 79 92 98 87 57 84 91 79 87 90 68 93 98 78 100 98 100 90 89 98 69 91 98 79 80 98 100 91 79 97 100 98 100 69 82 90 99 实验步骤：第一步：打开一个EXCEL工作表并在A列中输入变量数列数据，并排序。 在B单元列列中输入各组的分组上限，一般取“10”的倍数减1，下限则默认为“10” 的倍数。并且在第一个数值上方的单元格中键入有关的标志名称，以便在输出图表的分析结果中定义数据的名称。 第二步：从工具菜单中选择数据分析命令，弹出统计分析对话框，双击“描述统计”，显示对话框。在输入区域填入引用数据的范围，并给出输出区域。 第四步：单击确定，可得输出结果，如图所示：

实验二：制作统计图 实验人：frank 时间：2014.11.14 地点：经管学院中心实验室 实验内容：直方图、折线图、柱状图（条形图）、散点图、圆形图 直方图： 实验材料：来源于实验一 实验步骤：第一步：把50名学生的数学成绩资料输入工作表。 第二步：在工具菜单中单击数据分析选项，从其对话框的分析工具列表中选择直方图，打开直方图对话框。 第三步：在输入区域输入$A$1:$A$50，在接收区域输入$F$2:$F$7。接收区域指的是分组标志所在的区域，假定我们把分组标志输入到F3:F7单元格，注意这里只能输入每一组的上限值，即60,70,80,90,100。 第四步：选择输出选项，可选择输入区域、新工作表组或新工作薄。我们在这里选择输入区域，可以直接选择一个区域，也可以直接输入一个单元格，这里我们推荐只输入一个单元格，因为我们往往事先并不知道具体的输出区域有多大。 第五步：选择图表输出。 第六步:用鼠标左键单击任一直条，然后右键单击，在弹出的快捷菜单中选取数据系列格式，弹出数据系列格式对话框。 在对话框中选择选项标签，把间距宽度改为0，按确定后即可得到直方图，如图所示：

第一性原理计算方法讲义

第一性原理计算方法讲 义 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

第一性原理计算方法 引言 前面讲述的有限元和有限差分等数值计算方法中，求解的过程中需要知道一些物理参量，如温度场方程中的热传导系数和浓度场方程中的扩散系数等，这些参量随着材料的不同而改变，需要通过实验或经验来确定，所以这些方法也叫做经验或者半经验方法。而第一性原理计算方法只需要知道几个基本的物理参量如电子质量、电子的电量、原子的质量、原子的核电荷数、布朗克常数、波尔半径等，而不需要知道那些经验或半经验的参数。第一性原理计算方法的理论基础是量子力学，即对体系薛定额方程的求解。 量子力学是反映微观粒子运动规律的理论。量子力学的出现，使得人们对于物质微观结构的认识日益深入。原则上，量子力学完全可以解释原子之间是如何相互作用从而构成固体的。量子力学在物理、化学、材料、生物以及许多现代技术中得到了广泛的应用。以量子力学为基础而发展起来的固体物理学，使人们搞清了“为什么物质有半导体、导体、绝缘体的区别”等一系列基本问题，引发了通讯技术和计算机技术的重大变革。目前，结合高速发展的计算机技术建立起来的计算材料科学已经在材料设计、物性研究方面发挥着越来越重要的作用。 但是固体是具有～1023数量级粒子的多粒子系统，具体应用量子理论时会导致物理方程过于复杂以至于无法求解，所以将量子理论应用于固体系统必须采用一些近似和简化。绝热近似（Born-Oppenheimei近似）将电子的运动和原子核的运动分开，从而将多粒子系统简化为多电子系统。Hartree-Fock近似将多电子问题简化为仅与以单电子波函数（分子轨道）为基本变量的单粒子问题。但是其中波函数的行列式表示使得求解需要非常大的计算量；对于研究分子体系，他可以作为一个很好的出发点，但是不适于研究固态体系。1964年，Hohenberg和Kohn提出了严格的密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）。它建立在非均匀电子气理论基础之上，以粒子数密度()r 作为基本变量。1965年，Kohn和Sham提出Kohn-Sham方程将复杂的多电子问题及其对应的薛定谔方程转化为相对简单的单电子问题及单电子Kohn-Sham方程。将精确的密度泛函理论应用到实际，需要对电子间的交换关联作用进行近似。局域密度近似（LDA）、广义梯度近似（GGA）等的提出，以及以密度泛函理论为基础的计算方法（赝

光通信原理实验指导书

实验一模拟信号光调制实验 一、实验目的 1、了解模拟信号光纤通信原理。 2、了解不同频率不同幅度的正弦波、三角波、方波等模拟信号的系统光传输性能情况。 二、实验内容 1、测量不同的正弦波、三角波和方波的光调制系统性能。 三、实验器材 1、主控&信号源、25号模块各1块 2、双踪示波器1台 3、连接线若干 4、光纤跳线1根 四、实验原理 1、实验原理框图 光调制功率检测框图 模拟信号光调制传输系统框图 2、实验框图说明 本实验是输入不同的模拟信号，测量模拟光调制系统性能。如模拟信号光调制传输系统框图所示，不同频率不同幅度的正弦波、三角波和方波等信号，经25号模块的光发射机单元，完成电光转换，然后通过光纤跳线传输至25号模块的光接收机单元，进行光电转换处理，从而还原出原始模拟信号。实验中利用光功率计对光发射机的功率检测，了解模拟光调制系统的性能。 注：根据实际模块配置情况不同，自行选择不同波长（比如1310nm、1550nm）的25号光收发模块进行实验。 五、注意事项 1、在实验过程中切勿将光纤端面对着人，切勿带电进行光纤的连接。 2、不要带电插拔信号连接导线。 六、实验步骤 1、系统关电，参考系统框图，依次按下面说明进行连线。 （1）用连接线将信号源A-OUT，连接至25号模块的TH1模拟输入端。

（2）用光纤跳线连接25号模块的光发端口和光收端口，此过程是将电信号转换为光信号，经光纤跳线传输后再将光信号还原为电信号。注意，连接光纤跳线时需定位销口方向且操作小心仔细，切勿损伤光纤跳线或光收发端口。 （3）用同轴连接线将25号模块的P4光探测器输出端，连接至23号模块的P1光探测器输入端。 2、设置25号模块的功能初状态。 （1）将收发模式选择开关S3拨至“模拟”，即选择模拟信号光调制传输。 （2）将拨码开关J1拨至“ON”，即连接激光器；拨码开关APC此时选择“ON”或“OFF”都可，即APC功能可根据需要随意选择。 （3）将功能选择开关S1拨至“光功率计”，即选择光功率计测量功能。 3、进行系统联调和观测。 （1）打开系统和各实验模块电源开关。设置主控模块的菜单，选择【主菜单】→【光纤通信】→【模拟信号光调制】。此时系统初始状态中A-OUT输出为1KHz正弦波。调节信号源模块的旋钮W1，使A-OUT输出正弦波幅度为1V。 （2）选择进入主控&信号源模块的【光功率计】功能菜单，根据所选模块波长类型选择波长【1310nm】或【1550nm】。 （3）保持信号源频率不变，改变信号源幅度测量光调制性能：调节信号源模块的W1，改变输入信号的幅度，记录不同幅度时的光调制功率变化情况。 （4）保持信号源幅度不变，改变信号源频率测量光调制性能：改变输入信号的频率，自行设计表格记录不同频率时的光调制功率变化情况。 （5）拆除23号模块和25号模块之间的同轴连接线，适当调节25号模块的W5接收灵敏度旋钮，用示波器对比观察光接收机的模拟输出端TH4和光发射机的模拟输入端TH1，了解模拟光调制系统线性度。 （6）改变信号源的波形，用三角波或方波进行上述实验步骤，进行相关测试，表格自拟。 七、实验报告 1、画出实验框图，并阐述模拟信号光调制基本原理。

第一性原理计算原理和方法精编

第一性原理计算原理和 方法精编 Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986

第二章 计算方法及其基本原理介绍 化学反应的本质是旧键的断裂和新建的形成，参与成键原子的电子壳层重新组合是导致生成稳定多原子化学键的明显特征。因此阐述化学键的理论应当描写电子壳层的相互作用与重排，借助求解满足适当的Schrodinger 方程的波函数描写分子中电子分布的量子力学，为解决这一问题提供了一般的方法，然而，对于一些实际的体系，不引入一些近似，就不可能求解其Schrodinger 方程。这些近似使一般量子力学方程简化为现代电子计算机可以求解的方程。这些近似和关于分子波函数的方程形成计算量子化学的数学基础。 SCF-MO 方法的基本原理 分子轨道的自洽场计算方 法(SCF-MO)是各种计算方法的理论基础和核心部分，因此在介绍本文计算工作所用方法之 前，有必要对其关键的部分作 一简要阐述。 Schrodinger 方程及一些基本近似 为了后面介绍各种具体在自洽场分子轨道(SCF MO)方法方便，这里将主要阐明用于本文量子化学计算的一些重要的基本 R AB =R 图2-1分子体系的坐标

近似，给出SCF MO 方法的一些基本方程，并对这些方程作简略说明，因为在大量的文献和教材中对这些方程已有系统的推导和阐述[1-5]。 确定任何一个分子的可能稳定状态的电子结构和性质，在非相对论近似下，须求解定态Schrodinger 方程 ''12121212122ψψT p B A q p A p pA A pq AB B A p A A A E R Z r R Z Z M =??????? ?-++?-?-∑∑∑∑∑∑≠≠ （） 其中分子波函数依赖于电子和原子核的坐标，Hamilton 算符包含了电子p 的动能和电子p 与q 的静电排斥算符， ∑∑≠+?-=p q p pq p e r H 12121?2 以及原子核的动能 ∑?-=A A A N M H 2121? 和电子与核的相互作用及核排斥能 ∑∑≠+-=p A B A AB B A pA A eN R Z Z r Z H ,21? 式中Z A 和M A 是原子核A 的电荷和质量，r pq =|r p -r q |，r pA =|r p -R A |和R AB =|R A -R B |分别是电子p 和q 、核A 和电子p 及核A 和B 间的距离（均以原子单位表示之）。上述分子坐标系如图所示。可以用V(R,r)代表－式中所有位能项之和 ∑∑∑-+=≠≠p A pA A B A q p pq AB B A r Z r R Z Z r R V ,12121),( 原子单位

通信原理SystemView仿真实验指导书

实验一图符库的使用 一、实验目的 1、了解SystemVue图符库的分类； 2、掌握SystemVue各个功能库常用图符的功能及其使用方法。 二、实验内容 按照实例使用图符构建简单的通信系统，并了解每个图符的功能。 三、基本原理 SystemVue的图符库功能十分丰富，一共分为以下几个大类 1.基本库 SystemView的基本库包括信源库、算子库、函数库、信号接收器库等，它为该系统仿真提供了最基本的工具。 （信源库）：SystemView为我们提供了16种信号源，可以用它来产生任意信号 （算子库）功能强大的算子库多达31种算子，可以满足您所有运算的要求 （函数库）32种函数尽显函数库的强大库容！ （信号接收器库）12种信号接收方式任你挑选，要做任何分析都难不倒它 2.扩展功能库 扩展功能库提供可选择的能够增加核心库功能的用于特殊应用的库。它允许通信、DSP、射频/模拟和逻辑应用。 （通信库）：包含有大量的通信系统模块的通信库，是快速设计和仿真现代通信系统的有力工具。这些模块从纠错编码、调制解调、到各种信道模型一应俱全。 （DSP库）：DSP库能够在你将要运行DSP芯片上仿真DSP系统。该库支持大多DSP芯片的算法模式。例如乘法器、加法器、除法器和反相器的图标代表真正的DSP算法操作符。 还包括高级处理工具：混合的Radix FFT、FIR和IIR滤波器以及块传输等。 （逻辑运算库）：逻辑运算自然离不开逻辑库了，它包括象与非门这样的通用器件的图标、74系列器件功能图标及用户自己的图标等。 （射频/模拟库）：射频/模拟库支持用于射频设计的关键的电子组件，例如：混合器、放大器和功率分配器等。 3.扩展用户库

第一性原理计算原理和方法

第二章 计算方法及其基本原理介绍 化学反应的本质是旧键的断裂和新建的形成，参与成键原子的电子壳层重新组合是导致生成稳定多原子化学键的明显特征。因此阐述化学键的理论应当描写电子壳层的相互作用与重排，借助求解满足适当的Schrodinger 方程的波函数描写分子中电子分布的量子力学，为解决这一问题提供了一般的方法，然而，对于一些实际的体系，不引入一些近似， 确定任何一个分子的可能稳定状态的电子结构和性质，在非相对论近似下，须求解定态Schrodinger 方程 ''12121212122 ψψT p B A q p A p pA A pq AB B A p A A A E R Z r R Z Z M =??? ?????-++?-?-∑∑∑∑∑∑≠≠ （2.1） 其中分子波函数依赖于电子和原子核的坐标，Hamilton 算符包含了电子p 的动能和电子p

与q 的静电排斥算符， ∑∑≠+?-=p q p pq p e r H 12121?2 (2.2) 以及原子核的动能 ∑?-=A A A M H 2? (2.3) 和电子与核的相互作用及核排斥能 ∑∑≠+-=p A B A AB B A pA A eN R Z Z r Z H ,21? (2.4) 式中Z A 和M A 是原子核A 的电荷和质量，r pq =|r p -r q |，r pA =|r p -R A |和R AB =|R A -R B |分别是电子p 和q 、核A 和电子p 及核A 和B 间的距离（均以原子单位表示之）。上述分子坐标系如图2.1所示。可以用V(R,r)代表(2.2)－(2.4)式中所有位能项之和 ∑∑∑-+= ≠≠p A pA A B A q p pq AB B A r Z r R Z Z r R V ,1 2121),( (2.5) 原子单位 上述的Schrodinger 方程和Hamilton 算符是以原子单位表示的，这样表示的优点在于简化书写型式和避免不必要的常数重复计算。在原子单位的表示中，长度的原子单位是Bohr 半径 能量是以Hartree 为单位，它定义为相距1Bohr 的两个电子间的库仑排斥作用能 质量则以电子制单位表示之，即定义m e =1 。

统计学原理SPSS实验报告

实验一：用SPSS绘制统计图 实验目的：掌握基本的统计学理论，使用SPSS实现基本统计功能（绘制统计图） 对SPSS的理解：它是一款社会科学统计软件包，同时也广泛应用于经济，金融，商业等各个领域，基本功能包括数据管理，统计分析，图表分析，输出管理等。 实验算法：掌握SPSS的基本输入输出方法，并用SPSS绘制相应的统计图（例如：直方图，曲线图，散点图，饼形图等） 操作过程： 步骤1：启动SPSS。单击Windows 的[开始]按钮（如图1-1所示），在[程序]菜单项[SPSS for Windows]中找到[SPSS 13.0 for Windows]并单击，得到如图1-2所示选择数据源界面。 图1-1 启动SPSS

图1-2 选择数据源界面 步骤2 ：打开一个空白的SPSS数据文件，如图1-3。启动SPSS 后，出现SPSS 主界面（数据编辑器）。同大多数Windows 程序一样，SPSS 是以菜单驱动的。多数功能通过从菜单中选择完成。

图1-3 空白的SPSS数据文件 步骤3：数据的输入。打开SPSS以后，直接进入变量视图窗口。SPSS的变量视图窗口分为data view和variable view两个。先在variable view中定义变量，然后在data view里面直接输入自定义数据。命名为mydata并保存在桌面。如图1-4所示。 图1-4 数据的输入 步骤4：调用Graphs菜单的Bar过程，绘制直条图。直条图用直条的长短来表示非连续性资料（该资料可以是绝对数，也可以是相对数）的数量大小。选择的数据源见表1。 步骤5：数据准备。激活数据管理窗口，定义变量名：年龄标化发生率为RATE，冠心病临床型为DISEASE，血压状态为BP。RATE按原数据输入，DISEASE按冠状动脉机能不全=1、猝死=2、心绞痛=3、心肌梗塞=4输入，BP按正常=1、临界=2、异常=3输入。

统计学原理重要公式

一．加权算术平均数和加权调和平均数的计算 加权算术平均数： ∑∑= f xf x 或 ∑ ∑ = f f x x 加权调和平均数： ∑∑∑ ∑= = f xf x m m x 频数也称次数。在一组依大小顺序排列的测量值中，当按一定的组距将其分组时出现在各组内的 测量值的数目，即落在各类别（分组）中的数据个数。 再如在3.14159265358979324中，…9?出现的频数是3，出现的频率是3/18=16.7% 一般我们称落在不同小组中的数据个数为该组的频数，频数与总数的比为频率。 频数也称“次数”，对总数据按某种标准进行分组，统计出各个组内含个体的个数。而频率则每个小组的频数与数据总数的比值。 在变量分配数列中，频数（频率）表明对应组标志值的作用程度。频数（频率）数值越大表明该组标志值对于总体水平所起的作用也越大，反之，频数（频率）数值越小，表明该组标志值对于总体水平所起的作用越小。 掷硬币实验：在10次掷硬币中，有4次正面朝上，我们说这10次试验中…正面朝上?的频数是4 例题：我们经常掷硬币，在掷了一百次后，硬币有40次正面朝上，那么，硬币反面朝上的频数为____. 解答，掷了硬币100次，40次朝上，则有100-40=60（次）反面朝上，所以硬币反面朝上的频数为60. 一．加权算术平均数和加权调和平均数的计算 加权算术平均数： ∑∑= f xf x 或 ∑ ∑ = f f x x x 代表算术平均数；∑是总和符合；f 为标志值出现的次数。 加权算术平均数是具有不同比重的数据（或平均数）的算术平均数。比重也称为权重，数据 的权重反映了该变量在总体中的相对重要性，每种变量的权重的确定与一定的理论经验或变量在总体中的比重有关。依据各个数据的重要性系数(即权重)进行相乘后再相加求和，就是加权和。加权和与所有权重之和的比等于加权算术平均数。 加权平均数 = 各组（变量值 × 次数）之和 / 各组次数之和 = ∑xf / ∑f 加权调和平均数： ∑ ∑∑ ∑==f xf x m m x 加权算术平均数以各组单位数f 为权数，加权调和平均数以各组标志总量m 为权数但计算内容和结果都是相同的。

通信原理实验指导书

通信原理实验指导书 实验准备步骤 在进行通信原理实验之前，请同学们按照下面的步骤进行实验准备： 1.通过串口线、程序下载线连接PC机与实验平台； 2.打开稳压电源，调节电压输入值为12V； 3.检查电源线连接是否正确，白黑相间线连接正极，纯黑线连接负极，切 勿接反； 4.连接无误后，打开实验板电源； 5.打开通信原理实验界面，如下图所示配置并打开串口； 6.将实验板上的拨码开关全部拨到ON； 7.下载程序到实验板上： 打开quartusⅡ5.0软件，选择Tools/programmer，设置Hardware Setup为ByteBlasterll[LPT1]，Mode为Passive Serial，单击Add File，选择文件路径E:\实验平台程序与文档\通信原理实验平台程序与文档 \FPGA\toplevel.sof，文件选择完毕后，单击Start 进行程序下载，当 程序下载完毕，且在实验板下载指示灯（LED后四位）未灭时，拔掉实 验板上下载线，如果此过程中指示灯灭了，显示程序下载过程失败，请 重新单击Start进行下载。 完成以上操作步骤后，同学们可以开始进行以下实验内容。

实验一、实验平台基础实验 实验步骤： 通信原理实验界面，选择基础实验，开始以下实验步骤：串口收发及其测温实验 1.点击测温按钮，查看并分析实验结果； 2.发送两位16进制数字，观察LED的变化是否与设定值相同； 3.改变拨码开关并接收数据，查看并分析返回数值。 单片机波形发生器实验 1.填入合适的峰峰值和频率值，选择要生成的波形，单击开始； （由于实验箱问题，输入的峰峰值和示波器测出来的峰峰值有误差） 2.用示波器观察TP13点的输出波形。 语音录放实验 暂时不做 实验结果： 整理实验数据，画出各测试点的波形。 实验二、直接数字频率合成和数字调制实验 实验步骤： DDS频率合成实验 1.进入数字调制技术界面，选择直接数字频率合成； 2.在左方文本框中填入合适的频率值并发送； 3.用示波器观察TP35的DDS输出波形，修改输入值，观察DDS所产生 的频率。 FSK调制实验 1.在两个文本框中分别填写合适的频率值并发送； 2.用示波器观察TP35波形，验证是否为原输入信号相对应的FSK信号。 BPSK、DPSK、ASK调制实验操作均同FSK操作

第一节第一性原理计算方法.

第一性原理计算的理论方法 随着科技的发展，计算机性能也得到了飞速的提高，人们对物理理论的认识也更加的深入，利用计算机模拟对材料进行设计已经成为现代科学研究不可缺少的研究手段。这主要是因为在许多情况下计算机模拟比实验更快、更省，还得意于计算机模拟可以预测一些当前实验水平难以达到的情况。然而在众多的模拟方法中，第一性原理计算凭借其独特的精度和无需经验参数而得到众多研究人员的青睐，成为计算材料学的重要基础和核心计算。本章将介绍第一性原理计算的理论基础，研究方法和ABINIT 软件包。 1.1第一性原理 第一性原理计算(简称从头计算，the abinitio calculation)，指从所要研究的材料的原子组分出发，运用量子力学及其它物理规律，通过自洽计算来确定指定材料的几何结构、电子结构、热力学性质和光学性质等材料物性的方法。基本思想是将多原子构成的实际体系理解成为只有电子和原子核组成的多粒子系统，运用量子力学等最基本的物理原理最大限度的对问题进行”非经验”处理。【1】第一性原理计算就只需要用到五个最基本的物理常量即(b o k c h e m ....)和元素周期表中各组分元素的电子结构，就可以合理地预测材料的许多物理性质。用第一性原理计算的晶胞大小和实验值相比误差只有几个百分点，其他性质也和实验结果比较吻合，体现了该理论的正确性。

第一性原理计算按照如下三个基本假设把问题简化： 1．利用Born-Oppenheimer 绝热近似把包含原子核和电子的多粒子问题转化为多电子问题。 2．利用密度泛函理论的单电子近似把多电子薛定谔方程简化为比较容易求解的单电子方程。 3．利用自洽迭代法求解单电子方程得到系统基态和其他性质。 以下我将简单介绍这些第一性原理计算的理论基础和实现方法：绝热近似、密度泛函理论、局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)、平面波及赝势方法、密度泛函的微扰理论、热力学计算方法和第一性原理计算程序包ABINIT 。 1．2量子力学与Born-Oppenheimer 近似 固体是由原子核和核外的电子组成的，在原子核与电子之间，电子与电子之间，原子核与原子核之间都存在着相互作用。从物理学的角度来看，固体是一个多体的量子力学体系【2】，相应的体系哈密顿量可以写成如下形式： ),(),(R r E R r H H ψψ= （1-1） 其中r,R 分别代表所有电子坐标的集合、所有原子核坐标的集合。在不计外场作用下，体系的哈密顿量日包括体系所有粒子(原子核和电子)的动能和粒子之间的相互作用能，即 N e N e H H H H -++= （1-2） 其中，以是电子部分的哈密顿量，形式为：

第一性原理计算

实验一、第一性原理计算 1. 实验目的 (1) 掌握第一性原理和密度泛涵的计算方法； (2) 学会使用Visualizer 的各种建模和可视化工具； (3) 熟悉CASTEP 模块的功能。 2. 实验原理 CASTEP 是基于密度泛涵理论平面波赝势基础上的量子力学计算。 密度泛涵理论的基本思想是原子、分子和固体的基本物理性质可以用粒子密度函数进行描述。可以归纳为两个基本定理： 定理1：粒子数密度函数是一个决定系统基态物理性质的基本参量。 定理2：在粒子数不变的条件下能量对密度函数变分得到系统基态的能量。不计自旋的全同费米子的哈密顿量为：H T U V =++ 其中动能项为：()()T dr r r ψψ+=??? 库仑作用项为：11'()(')()(')2 ' U drdr r r r r r r ψψψψ++=-? V 为对所有粒子均相同的局域势u(r)表示的外场影响：()()()V dru r r r ψψ+=?粒子数密度函数为： ()()()r r r ρψψ+=ΦΦ 对于给定的()r υ，能量泛函[]E ρ定义为： []()()E dr r r T U ρυρ=+Φ+Φ ?；[]F T U ρ=Φ+Φ系统基态的能量： ' ''''[]''''[][]()()[][]()()[] E T U V G E F dr r r E G G F dr r r E G ρρυρφρυρρΦ=Φ+Φ+ΦΦ==+>?=+=? 3. 实验内容 材料的电子结构计算； 4. 实验设备和仪器 (1) 硬件：多台PC 机和一台高性能计算服务器。 软件：主要利用Materials studio 软件包里的Materials Visualizer 和CASTEP 模块 5. 实验步骤

第一性计算原理

Vasp 我所用第一原理是基于密度泛函（DFT）的从头计算，是以电子密度作为基本变量（HK定理），通过求解kohn-sham方程，迭代自洽得到体系的基态电子密度，然后求体系的基态性质。还有一种是基于hartree-fock自洽计算，通过自洽求解HF方程，获得体系的波函数，求基态性质。KS方程的计算水平达到了HF水平，同时还考虑了电子间的交换关联作用。关于DFT中密度泛函的Function其实是交换关联泛函，包括LDA,GGA,杂化泛函等等。一般LDA为局域密度近似，在空间某点用均匀电子气密度作为交换关联泛函的唯一变量，多数为参数化的CA-PZ方案；GGA为广义梯度近似，不仅将电子密度作为交换关联泛函的变量，也考虑了密度的梯度为变量，包括PBE,PE.RPBE等方案。 在处理计算体系中原子的电子态时有两种方法，一种是考虑所有电子叫做全电子法，比如WIEN2K中的FLAPW方法（线性缀加平面波）；另一种是只考虑价电子而把芯电子和原子核构成离子实放在一起考虑即赝势法，一般贋势法是选取一个截断半径，截断半径以内波函数变化较平滑，和真实的不同，截断半径以外则和真实情况相同，而且贋势法得到的本征值和全电子法应该相同。贋势的测试标准应是贋势与全电子法计算结果的匹配度，而不是贋势与实验结果的匹配度，因为和实验结果的匹配可能是偶然的。 关于Ecut的收敛测试。一般情况下，总能相对于不同Ecut做计算，当截断能增大时总能变化不明显即可。但是在需要考虑体系应力时，还需要对应力进行收敛测试，而且应力相对于截断能要比总能更为苛刻。也就是某个截断能下总能已经收敛了，但应力未必收敛。(力的计算是在能量的基础上进行的，能量对坐标的一阶导数得到力。计算量的增大和误差的传递导致力收敛慢。) K点也是需要经过测试的。 何时需要考虑自旋？例如BaTiO3中，三个元素分别为=+2，+4，-2价，离子全部为各个轨道满壳层的结构，此时就不必考虑自旋了。对于BaMnO3中，由于Mn+4价时d轨道还有电子但未满，因此需要考虑Mn（4s23d5）的自旋，Ba和O就不必考虑。其实设定自旋就是给定一个原子磁矩的初始值，只在刚开始计算时作为初始值使用。 几何优化包括晶格常数和原子位置的优化，一般情况下也有不优化几何结构直接计算电子结构的，但是对于缺陷形成的计算则往往要优化。 软件大致分为基于平面波的软件，如CASTEP,PWSCF.ABINIT等，计算量大概和体系原子数目的三次方相关；还有基于原子轨道线性组合的软件，比如openmx等，计算量和体系原子数目相关，一般可模拟较多原子数目的体系。 V ASP是使用贋势和平面波基组，进行从头量子力学分子动力学计算的软件包。V ASP中的方法基于有限温度下的局域密度近似（用自由能作为变量）以及对每一MD步骤用有效矩阵对角方案和有效Pulay混合求解瞬时电子基态。这些技术可以避免元氏的Car-Parrinello 方法存在的一切问题，而后者是基于电子、离子运动方程同时积分的方法。离子和电子的相互作用超缓Vanderbilt贋势（US-PP）或投影扩充波（PAW）方法描述。两种技术都可以相当程度地减少过度金属或第一行元素的每个原子所必须的平面波数量。V ASP可以很容易地计算力与张力，用于把原子衰减到其瞬时基态中。！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！ V ASP程序亮点： 1、使用PAW方法或超软贋势，因此基组尺寸非常小，描述材料一般需要原子不超过100 个平面波，大多数情况下甚至每原子50个平面波就能得到可靠结果。 2、2. 在平面波程序中，某些部分代码的执行是三次标度。在VASP中，三次标度部分的前 因子足可忽略，导致关于体系尺寸的高效标度。因此可以在实空间求解势的非局域贡献，

《统计学原理》实验教学大纲

《统计学原理》实验教学大纲 一、实验课程基本信息 开课院、系：经济管理学院会计系 二、实验课程的目的与要求 随着经济的发展和社会的进步，无论在国家宏观调控还是企业和个人的微观决策中，统计的作用日益重要。为此，教育部已将《统计学原理》列为财经类专业的十大核心课程之一。作为一门介绍数据处理技巧的方法论的应用科学，统计学的重要意义在于为科学研究、经营决策等提供数据分析模型和数据分析方法，因此，学生除了系统掌握统计基础理论和分析方法外，还必须掌握利用统计软件分析数据的方法，将所学知识应用于具体实践之中，这也是开设统计实验教学的目的所在。 通过本课程实验教学，使学生： 1.领会统计软件在提高数据处理能力和效率中的重要作用； 2.了解经济社会和科学研究中常用的统计软件，如EVIEWS软件、SPSS软件、EXCEL软件等； 3.系统掌握EXCEL软件在数据整理、计算分析及统计推断中的应用。 三、实验项目名称和学时分配

四、实验内容、要求和所用设备 1.实验内容和实验要求 （1）EXCEL 在数据整理中的应用。在指导教师课堂讲解和演示的基础上，要求学生熟练掌握利用FREQUENCY函数进行数据分组、利用图表向导进行图表生成等操作，课堂教学中由教师随机抽取学生上台操作，布置课后作业进行练习。 （2）EXCEL在数据分布特征描述指标计算分析中的应用。在指导教师课堂讲解和演示的基础上，要求学生熟练掌握AVERAGE、 MODE、 MADIAN 、STDEV、SKEW、KURT等函数进行平均指标和标志变异指标计算和分析，据以说明数据的分布特征。课堂教学中由教师随机抽取学生上台操作，布置课后作业进行练习。 （3）EXCE在时间序列长期趋势预测中的应用。在指导教师课堂讲解和演示的基础上，要求学生会利用INTERCEPT 和SLOPE、CORREL、FORECAST等函数进行相关系数计算、时间序列长期趋势测定和预测。课堂教学中由教师随机抽取学生上台操作，布置课后作业进行练习。 （4）EXCEL在指数计算分析中的应用。在指导教师课堂讲解和演示的基础上，要求学生会利用INDEX等函数及单元格的计算功能进行统计指数的计算机统计指数的因素分析，为后续财务管理、管理会计及财务分析等专业课程学习中的因素分析法奠定基础。课堂教学中由教师随机抽取学生上台操作，布置课后作业进行练习。 2.实验主要设备 实验只需微机及安装统计软件即可，实验地点为管理学院管理综合实验室或ERP实验室，以班级为单位上机操作。 五、实验课程考核（宋体小四黑） 统计学原理上机实验考核形式为考查，采取上机操作形式。考核内容主要是EXCEL软件在数据处理中的应用。具体包括EXCEL软件在数据整理中的应用；EXCEL在平均指标和标志变异指标计算分析中的应用；EXCE在长期趋势和预测中的应用及EXCEL在指数计算分析中的应用。 成绩评定方法：本实验课程通过实际操作和上交实验结果综合计入统计学原理课程总体考核学生平时成绩，实验课程的考核成绩占到课程平时成绩的30％。 六、使用教材及主要教学参考书 1.《统计学原理》（第三版），上海财经大学出版社，2014年1月，李文新主编 2.《统计学基础》（第六版），中国人民大学出版社，2015年1月，贾俊平主编 3.《统计学》，中国人民大学出版社2003年，贾俊平编著 4. 商务统计学（第五版），戴维·M·莱文等著，2010年8月，中国人民大学出版社 执笔人：李文新 经济管理学院（盖章） 2016年 6 月20 日