Erläuterungen, Hilfen und nützliche Links zu Software

(mit auch ein wenig einem besonderem Bezug auf den Fachbereich Physik der Universität Innsbruck)

Einige erweiterterte Bereiche warte ich aus Gründen der Arbeitsbelastung nur auf der englischen Version der Seite dieses Dokumentes:
https://www.uibk.ac.at/astro/research_groups/stefan-kimeswenger/software/index.html.en
Diese wird also im Allgemeinen moderner und umfangreicher sein. 

Diese Seiten geben einige Dokumente und Hilfen zu Software und zur Nutzung der Universitären Rechnerinfrastruktur. Die Dokumente hier sind nach besten Wissen und Gewissen erstellt und auf meinen mir zur verfügung stehenden Systemen getestet. Auch sind sie als "as is" gegeben. Es besteht weder Anspruch auf Vollständigkeit noch eine Garantie dass es mit jedem System auch so funktioniert. Aber der Inhalt gibt sicher die richtigen "Stichworte" für eine weitere web-based Suche, falls dem nicht so ist.

Diese Dokumente stellen eine Hilfestellung dar, um eigenes Suchen zu verkürzen. Aber es sind keine Informationen enthalten, welche über die sowieso auch selbst an verschiedenen Stellen gefunden werden könnte. Es ist also nur eine Hilfestellung um Zeit zu sparen. Ich sehe mich aber NICHT als Ausbilder in diesen Dingen.
Daher werden sie nicht "unterstützt" - d.h. ich kann keine darüber hinaus gehenden Tutorials halten. Anfragen zu darüber hinaus gehenden Hilfestellungen werden nicht beantwortet.

Die Linux Command Line ist das wahrscheinlich stärkste Tool, welches man kennen sollte.  Viele hier gezeigten Teile sind auch unter MacOS direkt implementiert, aber selbst de PowerShell von Windows übernimmt mehr und mehr davon. Die aktuellen Fassungen sind öffentlich und bei https://linuxcommand.sourceforge.io/tlcl.php immer zu haben. Hier lokale Kopien. Vor allem im neuen Buch (das ist zusätzlich zum ersten Buch - nicht als Neuauflage/Ersatz gedacht) sind Kapitel wie z.B. das starke awk Kommando, welches viel Arbeit beim Umsortieren von Daten abnehmen kann, gut herausgearbeitet.

Studierenden von Lehrveranstaltungen der Astro- und Teilchenphysik stehen weitere Möglichkeiten mit Ihren Accounts an den Rechnern im Benutzerraum 8/35 des Instituts zur Verfügung. Dazu sind die aktuellen Erläuterungen findet man unter https://www.uibk.ac.at/astro/intranet/rechnerraum/  (Account als Mitglied oder Student der LFUI erforderlich).
HINWEIS (Addendum 31.3.2022): Derzeit erlaubt das ZID wieder den VPN freien Zugang zur zid-gpl.uibk.ac.at unter jedem UNI account welchen man für LiNUX frei geschaltet hat (freischalten auf https://orawww.uibk.ac.at/public_prod/owa/uvw$web$10.p001 - ist erst am nächsten Tag aktiv). Somit geht der Sprung via ssh -XC cNNNNN@zid-gpl.uibk.ac.at und von dort ssh -XC myaccount@my_other_machine wieder. Damit ist man schneller und stabiler wie über den VPN - aber es ist nicht klar ob es so bleibt oder irgendwann (wieder) abgeschaltet wird.

  • WSL2 für Unix/Linux Programme unter Windows 10 (> 20H1 vom Update April 2020) und Windows 11:
    Dies ermöglicht die Installation von LiNUX/Unix Programmen auf der eigenen Windows Maschine. Aber auch der Zugriff auf andere Systeme unter Unix/LiNUX in aller Welt ist damit viel "stressfreier".

WSL2 ersetzt für fast alle Anwendungen für Studierende die früher nötige Installation eines double boot oder eines echten LiNUX wenn Sie ihr Windows am Laptop weiter vorwiegend nützen wollen. Details finden Sie auf offiziellen Dokumentation https://docs.microsoft.com/en-us/windows/wsl/tutorials/gui-apps von Microsoft.
VORSICHT (Addendum 30.3.2022): Bei Windows 11 Neuinstallationen wird ein komplett "nacktes" System installiert. Das erlaubt nicht einmal alle apt install Pakete um ein stärkeres System zu bekommen. Daher unbedingt einige Schritte nach der Installation:

  1. Installation mit z.B. wsl --install -d Ubuntu in der PowerShell (und einem reboot des Windows Rechners danach)
  2. Update auf ein aktuelles System mit wsl --update in der PowerShell
  3. reboot des Linux mit wsl --shutdown 
    Diesen letzten Schritt können Sie immer auch nach anderen Installationen, Änderungen oder Problemen innerhalb vom LiNUX machen. Er rebootet NUR das LiNUX. Ihr Windows Rechner ist davon nicht betroffen.
  4. Installation von paketen was auch immer unter Ubuntu LiNUX (aktuell basiert WSL2 auf der 20.04 LTS = Long Time Support) mittels sudo apt install my_package 
    Geht für fast alles wirklich stressfrei - Pakete wie gcc, g++, ddd, gdb, cfitsio aber auch eso-midas, grace, sextractor ... 
    Mit Kommandos wie scp und vor allem rsync kann man sich z.B. super Backup Programme/Scripts/Batches auch für seinen Windows Teil des Laptops basteln, welche nur die jeweils geänderten Bereiche und SubTeile von Dateien kopieren (schauen Sie mal im Netz nach dem UNIX Kommando rsync - Sie werden danach nie mehr etwas anderes für das Backup verwenden - vor allem nichts wofür Sie zahlen müssen wie z.B. Ashampoo, Synology C2, Aomei, ...  aber auch top free tools wie z.B. Duplicati egal ob sie auf eine Netzwerk Disk/Cloud -- solange sie ssh oder sftp kennt -- kopieren oder auf eine lokale z.B. USB Disk).

Meine Links zu nützlicher Software speziell für den Bereich der Physik und der Astrophysik:

  • Grafische Ausarbeitungen (nur Liniengrafiken) mit Erweiterung eines einfachen spreadsheets zur Manipultion von Daten und der Möglichkeit eines einfachen Fitten (ungewichtete Minimierung der Abstandsquadrate) beliebiger Funktionen. Die erstellten Dateien (vor allem die in EPS für LaTeX Einbindung) sind extrem kompakt im Vergleich zu denen anderen Tools. Auch erlauben die Beschriftungen eine fast LaTeX artige Beschreibung für Sonderzeichen, Hoch- und Tiefstellen etc.

Grace Project: https://plasma-gate.weizmann.ac.il/Grace/
In allen gängigen LiNUX Distributionen kann man es mit sudo apt install grace, yum install grace oder dnf install grace direkt installieren.

  • Fitting data with MPFIT:

Original in IDL: https://idlastro.gsfc.nasa.gov/ftp/pro/markwardt/mpfit.pro und Anleitung in https://www.l3harrisgeospatial.com/docs/mpfit.html. Diese stammt aus den ursprünglichen FORTRAN Versionen von MINPAK.

Empfohlene Version (noch vom Originalautor konvertiert und weiter von diesem gepflegt) in C: https://pages.physics.wisc.edu/~craigm/idl/cmpfit.html mit vielen examples

Mehrere (vom Originalautor nicht überprüfte) Konvertierungen in Python: https://cars9.uchicago.edu/software/python/mpfit.html  & https://github.com/segasai/astrolibpy/blob/master/mpfit/mpfit.py

  • MINPACK - Sammlung von vielen nützlichen und sehr gut getesteter Routinen (in FORTRAN). Die Dokumentation ist auf 
    https://en.wikipedia.org/wiki/MINPACK verlinkt. Der Download ist am besten von (https://www.netlib.org/minpack/ ) zu erhalten.
  • ESO MIDAS - astronomische Bildverarbeitung  (https://www.eso.org/sci/software/esomidas/). Aktuelle Version 21FEB
    Unter aktuellen Ubuntu versionen ist die Installation sogar mittels sudo apt install eso-midas möglich. Nur die Anleitungen muss man sich bei der ESO laden. Diese Originale sind noch in der etwas sperrigen Druckersprache postscript. Daher hier von mir in Adobe PDF umgewandelte Versionen mit der Möglichkeit der Volltextsuche.

Volume A PDF & HTML : Command Language and Data I/O 
Volume B PDF & HTML : Concepts and workflows for data reduction in imaging, long slit spectroscopy, Echelle spectroscopy and crowded field photometry.
Volume C: individual commands - Dieser Teil ist seit 1998 nur noch direkt im Programm mittels des help oder des create/gui help Befehls jeweils zur Version passend erreichbar.

Unter Ubuntu Linux 20.04 LTS funktioniert auch die direkte Installation mit sudo apt install eso-midas. Dies ist aber meist eine Version zurück (was angesichts der >30 Jahren der Entwicklung auch meist kein Problem ist da nicht viel Neues hinzu kommt).

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