ALPSチュートリアル(5) ALPS Python入門

ALPS チュートリアル: Introduction to ALPS Python
ALPS チュートリアル: Introduction to ALPS
Python
CMSI ハンズオン
ALPS Collaboration
http://alps.comp-phys.org/
2014-10-16
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Outline
1 ALPS python
2 Preparing simulation
3 Running simulation
4 Loading simulation results
5 Plotting results
6 Evaluating data
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ALPS python
Launching Python
ALPS をPython のモジュールとして利用することができます．
その準備としてALPS Python へPATH を通す必要があります．
phi 上でALPS Python へPATH を通すには次のコマンドを実行し
てください．
bash> source /opt/nano/alps/alpsvars-20121208-r6630.sh
自分でALPS をインストールした場合，まずALPS へPATH を通
してください．そこにalpspython というコマンドがインストール
されているので，それを実行することでALPS Python へPATH が
通せます．
bash> alpspython
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Preparing simulation
Importing ALPS modules
ALPS Python をPython のインタープリタから利用してみま
しょう．できればiPython を使ってください．
$ ipython
>>> import pyalps
なにもエラーが出なければこれで準備終了です．
iPython の場合Tab 補完でpyalps のモジュールや関数などが
列挙できます．
>>> al.[ここでTab]
Display all 102 possibilities? (y or n)
al.CycleColors
al.CycleMarkers
...
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Preparing parameter
1 回のシミュレーションに必要なパラメータセットを辞書型で与え
ます．
温度T = 1:5; 2; 2:5 と変化させ3 回のシミュレーションを行う例
>>> parms = []
>>> for t in [1.5,2,2.5]:
... parms.append({'LATTICE': "square lattice",
... 'T': t, 'J': 1 ,
... 'THERMALIZATION': 1000, 'SWEEPS': 100000,
... 'UPDATE': "cluster", 'MODEL': "Ising",
... 'L': 8})
>>>
辞書型の要素を3 つ持つリストparams ができます
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Preparing input XML

les
パラメータからXML 形式の入力ファイルを作成します．
>>> mkdir sim # シミュレーション用のディレクトリを作成し
>>> cd sim # そこへ移動する
>>> input_file = pyalps.writeInputFiles('parm1',parms)
>>> print input_file # 入力ファイル名が返されている
parm1.in.xml
>>> ls # 作成されたファイルを確かめる．
ALPS.xsl parm1.in.xml parm1.task1.in.xml parm1.task2.in.xml parm1
.task3.in.xml
parm1.in.xml はシミュレーション全体の入力ファイルです
parm1.task# .in.xml は各タスク毎の入力ファイルです
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Running simulation
Running simulation on serial machine
>>> pyalps.runApplication('spinmc',
input_file,Tmin=5,writexml=True)
spinmc parm1.in.xml --Tmin 5 --write-xml
Generic classical Monte Carlo program using local or cluster
updates
...
Checkpointing Simulation 3
Finished with everything.
(0, 'parm1.out.xml')
実行が終了するとparm1.out.xml, parm1.task1.out.h5, と
いったファイルが出力されています．
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Running simulation
Running simulation on parallel machine
pyalps.runApplication('spinmc',input_file,Tmin=5,writexml=
True,MPI=4)
MPI=4 でMPI プロセス4 並列でシミュレーションを実行す
ることを指示しています.
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Loading simulation results
Getting result

les
result_files = pyalps.getResultFiles(prefix='parm1')
print result_files
['./parm1.task2.out.xml', './parm1.task3.out.xml', './parm1.
task1.out.xml']
カレントディレクトリ内からプレフィックスが'parm1' のファ
イルを正規表現によるパターンマッチで探してファイル名を出
力します．
result

les はファイル名のリスト．
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Loading results
指定したファイル名のリストから，指定した物理量（複数可）を取
り出す
data = pyalps.loadMeasurements(result_files,['|Magnetization|
','Magnetization^2'])
data[0] # data の中身をみてみます
[x=[0]
y=[0.083339021352 +/- 0.00038780838614]
props={'observable': '|Magnetization|', 'THERMALIZATION':
10000.0, 'J': -1.0, ...},
x=[0]
y=[0.00816759554762 +/- 7.41432666026e-05]
props={'observable': 'Magnetization^2', 'THERMALIZATION':
10000.0, 'J': -1.0, ...}]
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データの構造
シミュレーション結果を表すクラス
DataSet: class 名
x: plot 用のインデックス(最初はデフォルト値0 が入って
いる)
y: 物理量の平均値および標準誤差
props: 物理量名およびパラメータなどがPython の辞書形式で
入っている
# 物理量の平均値と標準誤差を取り出してみます
data[0][0].y
array([0.083339021352 +/- 0.00038780838614], dtype=object)
data[0][0].y.mean
0.08333902135203504
data[0][0].y.error
0.00038780838614
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Plotting results
Plotting the results
plotdata = pyalps.collectXY(data,'T','|Magnetization|')
plotdata[0].x
array([ 1.5, 2. , 2.5])
plotdata[0].y
array([0.986621683313 +/- 5.59763992999e-05,
0.911889051072 +/- 0.000288443276697,
0.605402476752 +/- 0.0013356753695], dtype=object)
plotdata[0].props
{'observable': '|Magnetization|', '...
data からpyalps.collectXY によりx 軸として'T', y 軸として
'jMagnetizationj' を取り出しています．
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