USPEX 10.5 manual

v.2 — 嵌入CMA-ES（CMA-ES是一种强大的全局优化方法，由N. Hansen设计）。试验版（2005.1）。

v.3 — 有局域优化进化算法。

v.3.1 — 工作版本，序列化。重大改进。

3.1.4-3.1.5 — 第一个产品版本。主要依赖于遗传操作。2005.5。

3.1.8 — 自动调整\(k\)点网格。15/10/2005。

3.1.11 —从任意一代开始重新计算。测试版。04 /11/2005。

3.1.12 — 产品版本，基于v.3.1.11，可变化的片段移动变异。11/11/2005。

3.1.13 — 自动缩放体积。29/11/2005。

3.1.14 — 种子技术。29/11/2005（6/12/2005调试）。

v.3.2 — 大规模并行版本。

v.4 — 统一并行/串行版本。

4.1.1 — 晶格变异。20/12/2005（10/01/2006调试）。

4.2.1 — 与SIESTA接口。初始群的数量可以不同于后代种群。 24/01/2006（20/04/2006调试）。

4.2.3 — 可选择是否优化最优结构。完全调试过的大规模并行版本。25/04/2006。

4.4.1 — 与GULP接口。08/05/2006

v.5 — 经过重写和调试过的版本，代码实现模块化。.

5.1.1 — 原子类型突变，代码的互通性，从INPUT_EA.txt 读取输入参数。20/12/2006。

5.2.1 — SIESTA接口用于Z矩阵，旋转变异操作。01/03/2007。

v.6 — 产品版本。

6.1.3 — 可以高效地完成大体系的硬约束。07/06/2007。

6.2 — 开发者版本。

6.3.1-6.3.2 — 引入晶胞对角线角度约束。重写作业远程提交代码。改进输入文件格式。 进一步标准测试。07/12/2007。

6.3.3 — X-com网格界面（S. Tikhonov 和S. Sobolev共同参与）。05/03/2008。

6.4.1 — 指纹函数功能。07/04/2008。

6.4.4 — 空间群识别。快速指纹（参考表）。05/05/2008。

6.5.1 — 针对大体系的分裂晶胞法。更容易的远程提交作业。可变数量的最佳结构（能量群）。16/07/2008。

6.6.1 — 非常稳定的版本，改进了指纹和晶胞分裂技术。13/08/2008。

6.6.3 — 实现基于多种亲代的遗传。01/10/2008。

6.6.4 — 增加亲代参与遗传的阈值。03/10/2008。

6.6.6 — 第一次实现多元指纹功能。04/12/2008。

6.6.7, 6.7.1 和 6.7.2 — 利用准熵测量种群的多样性。10/12/2008。

v.7 — 产品版本，含有变化学成分功能。

7.1.1-7.1.7 — 序列化改进版本。版本7.1.7已提供给约200位用户。变化学组分已部分编码，修复了许多常见错误，改进了一些针对能量面的技巧。 改进了晶胞分裂技术，实现了赝亚晶格方法。实现了多元指纹函数（较一元指纹函数更加敏感）。 28/04/2009 （最终版28/05/2009）。

7.2.5 — 第一个实现变化学组分的版本。引入了变换操作以及组分熵。 06/09/2009。

7.2.7 — 充分调试，改进续算功能，改进种子技术，在结构弛豫中引入扰动。25/09/2009，在7.2.8/9版本中进一步改进。

7.3.0 — 指纹函数引入变化学成分代码。引入一种“公平”算法用于产生第一代组分。 22/10/2009。

7.4.1 — 引入基于局部有序坐标突变 ¹⁶ ，遗传和变换操作也是基于局部有序度。引入硬度 计算程序并实现以硬度和密度作为优化函数。04/01/2010。

7.4.2 — 实现基于局部有序函数的多亲代遗传。15/01/2010。

7.4.3 — 嵌入一种新的优化函数（最大化结构有序度和种群多样性）。引入反种子技术和 消除性参数volTimeConst，volBestHowMany。24/01/2010。

v.8 — 产品版本，写入新优化函数。

8.1.1–8.2.8 — 开发版本。局部有序与坐标变异算子，软模变异运算，硬度的计算与优化， 优化介质的敏感性。预测纳米粒子与表面结构，实现点群，软件整体表现提升。可选用PSO模拟， （由于PSO的低效率，不建议在实际应用中使用PSO模拟——所以只作测试用途）。 参数 goodBonds转变为矩阵用以建立纳米粒子。22/09/2010。

8.3.1 — 调试PSO算法，优化介电常数，清除输入。08/10/2010。

8.3.2 — 为集群引入连通性检查（非常有用），改进dynamicalBestHM=2选项， 以及用于产生一代纯软模变异结构。改进集群的指纹功能。与Quantum Espresso 和CP2K接口。11/10/2010。

8.4 — 开发版本集合版，包含改进的反种子功能和纳米团簇计算上做了一些改进，建立表面 重构、伪准动态和分子晶体分支程序。

8.5.0 — 第一代随机结构的初始化是使用H. Stokes添加的空间群代码。准动力学新的表达方式添加到 一个单独的代码中。改正了varcomp, antiseeds, nanoparticles和计算硬度代码中的一些错误。18/03/2011。

8.5.1 — 工作界面的大量调试。对定晶胞，变成分和亚晶胞实现空间群初始化。20/04/2011。

8.6.0 — H. Stokes的工作为软件添加空间群判定程序。为分子晶体合并更新后代码 （包括空间群初始化）。修正了一个SIESTA中错误（感谢D. Skachkov）。06/05/2011。

8.6.1–8.7.2 — 开发版本，相当稳健。改进了定晶胞内的对称初始化。优化介电常数 （使用GULP?和VASP），带隙（使用VASP）和费米能级的DOS图（VASP）。启用图形输出。 改进的软模变异运算（使用更好的标准模式与定向简并）和遗传运算（对实验物质使用能量 规则相关性系数和余弦公式）。现在大多数变量有默认值，它减少用户输入量。减短并改进 格式日志。13/11/2011。

8.7.5 — 修正变成分的代码中错误，图形输出许多额外数据，如用于可变成分计算的原子 近似体积。增加将结构提取为凸包图的功能，以便进行后期处理。21/03/2012。

v.9 — 产品版本，增加客户体验，加入新类型的功能，在该领域设置新标准。

9.0.0 — 将进化准动力学和vc-NEB代码添加到USPEX软件包，增加准动力学的张量的版本， 添加额外的数据和后处理工具，清理代码的输出。去除INPUT中的部分参数。改进软模变异。 2012年4月。

9.1.0 — 发布版本。清理并整合。用户人数超过 800人。发布于28/05/2012。

9.2.0 — 运行GEM（广义进化准动力学）。持续开发GEM代码。空间群测定限度作为新的输入

参数。改进大量置换变异参数。2012.7-2012.8。

9.2.1–9.2.3 — 改进GEM，种群多样性和超胞尺寸，改进选择模式。2012.9-2012.10。

9.2.4–9.2.6 — (9.2.4发行版本).。多数输入参数采用智能默认值。改进的对称集群初始化 能力。为纳米粒子增强有序性。新的参数用以调整空间群测定的限度。修正几个小错误。可以 优化新的性质（准熵）。完全集成的vc-NEB的代码。2012.11-2012.12。

9.2.7. — 发布版本。在没有结构弛豫的情况下进行合金的有序优化，（在不依托于特定的准随 机机制而是通常用的普通随机机制的情况下，更易于产生准随机结构）。改进对称代（这点对于定 晶胞计算非常重要）。在固定晶胞计算过程中，可以指定一个晶胞参数，不一定非是一个 3 \(\times \) 3矩阵，也可以是一排六个值（三个以埃为单位的长度值和三个以度为单位的角度 值）。为了置换数目的最大化（参数 howManySwaps），引入了智能默认值。添加新 的测试，清除当前参数并启用旧参数。与CASTEP接口（感谢 Z. Raza, X. Dong 和 AL）。用户 人数达到1160人。 30/12/2012

9.3.0–9.3.3 — 修正在一个在随机对称结构代中出现的错误（这个错误出现于9.2.7版本）。 显著简化输入和输出。创建OUTPUT.txt用以存放重要信息。对分子晶体进行晶体分裂。 通过允许用户设定初始成分来改进变成分计算与LAMMPS和CASTEP的接口。 添加新的测试案例。20/03/2013。

9.3.4 — 发布版本，并做了清理。25/03/2013。

9.3.5 — 添加并调试了预测二维晶体的代码。19/04/2013。

9.3.6 — 集成和调试了GEM。改进变成分计算。二维晶体包含平面种群。29/04/2013。

9.3.8 — 一维聚合物晶体中添加平面群描述，改进变化学计量比的表面结构预测。19/06/2013。

9.3.9 — 发布版本。显著改进的版本，加强用户体验，新功能（如二维晶体，GEM）表现良好， 改进变成分算法（同时支持单块计算，即定组分但改变单胞内原子个数）、全功能表面计算，新类 型优化（可优化介电常数、键长和新的介电材料的品质因数）。筹备在新的测试中与LAMMPS和ATK 接口。通过微小调试不断更新（最后调试于10/02/2014）。

9.4.1 —主要升级，极大地提高用户使用性便利性（自动预估体积和每种案例的变异运算操作 的比例），新功能（弹性性质的优化和Chen氏硬度模型，预测聚合物的结构、反组分、自动统计 分析和改进的种子技术），第一次发布GEM，提供一系列USPEX的计算实例，测试案例，说明文件。 用户人数超过2100人。发布于30/12/2014。

9.4.2 — 发布版本，兼容Octave 3.4中的错误。重新写入凸包图代码。与MOPAC接口。启用默 认参数goodBonds, valences, IonDistances。三元、 四元和更复杂成分的变成分搜索表现良好。用户超过2200人。发行于21/03/2015。

9.4.3 — 发布版本。包括一系列的代码优化（这些更新将会加快代码的运行速度）， 与MOPAC的接口，改进了文件说明。这个版本几乎没有bug出现，此版本将会在版本10.中被 进一步提高。发布于10/08/2015。

9.4.4 — 发布版本。解决了确定空间群以及用户反馈的问题，改进了说明文档并丰富了实例，完全兼容Octave 3.4以及部分兼容Octave3.6/3.8/4.0。这一版本基本没有bug，是USPEX的一个里程碑。发布于05/10/2015。

10.1 — 试验版，发布于01/08/2018。

10.2 — 发布版本。以编译过的程序发布，因此用户不再需要Matlab。没有已知的错误并包含了大量的新特点和新改进。可随机依据拓扑结构产生初始结构并能自动控制输入参数，极大地加速了计算速度。能够预测磁性材料。引入了多种新的优化函数：磁矩、双折射率、热电品质因子ZT、断裂韧性。能够对多种性质进行Pareto优化。USPEX与Guassian、MOPAC、DFTB、ORCA、FHI-aims、ABINIT等代码接口。利用SPGLIB确定晶体结构对称性。计算物理性质时，可以选择性引入对称性操作从而简化计算并得到可靠结果。利用80种平面群产生初始二维结构。能够变组分预测二维材料。对于表面结构预测，我们能够考虑所有可能的表面超胞类型并可输出表面结构相图。变胞NEB方法被充分改进（计算速度提高好几倍）。引入V. Stevanovic路径用于预测最可能的相变机制（可以直接作为变胞NEB代码的输入）。发布于19/01/2019。

10.4 — 局部改进，修正漏洞，添加了一些新的功能。Local和remote模式提交作业的方式被改进。VCNEB和PSO的代码被改进。与QE、DMACRYS、VASP和DFTB+的接口被改进。添加了与Abinit和CRYSTAL的接口。添加了Half-metallicity fitness。添加了Mazhnik-Oganov硬度与裂纹耐受度模型。所有python脚本的语法与python3保持一致。

10.5 — 修正了一些漏洞。改进了与DFTB+和GULP5.2的接口。添加了“USPEX -u”功能，该命令可以直接升级USPEX至最新版本而无需下载整个安装包。添加了由机器学习模型计算弹性常数的功能（optType=1201-1207），该方法基于图形卷积神经网络，例子35展示了如何使用该功能。