2.1、。这个菲尼克斯软件开发环境

2.1.3. 统一用户界面工具包（Phil）

第三个基本组件菲尼克斯GUI是基于Python的分层交换语言（Phil；https://cctbx.sourceforge.net/libtbx_phil.html)，作为菲尼克斯项目（格罗塞·昆斯特里夫等。, 2005). Phil旨在同时启用直观的命令行用户界面，并在很大程度上帮助自动生成图形用户界面。菲尼克斯为命令行用户提供了一个最小但功能强大的语法来定义输入参数；唯一的两个主要语法元素是关键字值赋值的等号和描述层次结构的花括号。对于方法开发人员，Phil为参数文件的模块化组装提供了灵活的方法。Phil模块通常与使用参数的算法一起实现。Phil支持为用户嵌入帮助文本。通常，算法和包含帮助文本的Phil模块保存在同一个Python源代码文件中。这种安排确保了算法、相关参数和帮助文本可以很容易地一起开发和维护，并且可以被新方法开发人员接近。

Phil参数文件可以自动转换为图形表示。这利用了Phil模块中嵌入的元数据，主要是每个参数的类型（例如int、float、choice、path等。)，由开发人员定义。对于每种类型，GUI中都有相应的默认表示。或者，类型信息由开发人员定义的辅助信息进行补充，以指导GUI中的自定义表示。典型示例如图1所示(一)和1(b条). 创建和管理用于编辑这些参数的图形控件所需的几乎所有信息都包含在元数据中。Phil参数的层次结构有助于确定窗口布局。开发人员可以修改基础程序的大多数选项，而不会中断GUI。用户修改的参数是通过形成新的内部Phil对象从GUI中检索的，这些对象可以保存为命令行程序的输入文件，也可以直接用于启动计算过程。高级用户可以选择在执行进程之前编辑Phil文件。通过恢复和合并过去的输入以及为特定上下文保存默认设置的选项，减少了重复输入的需要。

图1 (一)的示例菲尼克斯定义使用libtbx.phil软件中的模块cctbx公司，GUI中使用了元数据。(b条)根据中的规范自动绘制控件(一). (c（c）)全自动界面生成的一个实例：PDB文件准备精炼在里面菲尼克斯.就绪集.

每个Phil参数定义或层次结构级别都用“专家级别”属性标记，这允许GUI中的显示仅限于基本设置或增加的复杂性级别。由于许多设置会分散新手的注意力，或者主要用于开发目的，因此默认界面保持简单，并且主窗口中显示了一组最少的控件。

Phil实现旨在用于多种用途。为此，Phil类型系统被设计为可以从Python扩展。例如，扩展机制用于支持晶体学特定类型，最显著的是晶胞和空间群类型。它们包含常见的缩写和句法变化。例如，将空间组符号“p212121”或“19”转换为标准形式“P 21 21 21”。

2.2. 程序的执行

这个菲尼克斯软件开发框架允许任何程序在GUI中作为Python模块运行。这可以实现即时反馈，例如实时绘图或进度条。然而，为了实现最大的灵活性，已经实施了几个启动流程的附加方法。程序可以直接从GUI启动，作为同一台计算机上的单独进程，也可以在由批处理队列系统（例如Sun Grid Engine或Portable batch system）管理的集群上启动。后两种机制允许在不中断运行进程的情况下关闭GUI（并在稍后恢复），代价是会丢失一些需要GUI和运行进程之间直接通信的交互功能。在所有情况下，打印的控制台输出都会自动传播到GUI。使用“回调”将更复杂的输出逐个发送到GUI，回调封装了要保存到临时文件或直接发送的中间数据通过进程间通信对象。通过该机制发送到GUI的信息可能包括警告消息、统计表、绘图数据，甚至模型和地图。将更高级别的数据传播到GUI的能力使得可以使用易于解释的演示来提供程序进度的细粒度指标，而不是仅仅依赖于文本输出。

2.3. 测试

协作开发或任何长期软件项目的一个基本特征是经常测试所有基本功能，以防止代码更改带来的错误。在以下背景下菲尼克斯和cctbx公司（亚当斯等。, 2010)，这主要是通过在所有支持的平台上运行夜间构建和一组回归测试来完成的。由于软件的交互性，图形代码的自动测试非常困难。然而，核心逻辑和表示的仔细分离允许将非图形组件作为夜间构建系统的一部分进行测试。这包括一致性检查，以确保GUI中表示的所有参数都没有从基础程序中删除。图形控件作为独立的模块实现，在可能的情况下具有最小的依赖性，这使得它们可以用于其他目的，并且不太容易因更改其他代码而出错。每个控件都包含一个简单的测试程序，可以作为独立的命令手动运行，允许快速验证代码更改，而无需运行整个应用程序。

3.1. 概述菲尼克斯图形用户界面

截至当前版本（2011年12月1.7.3日）菲尼克斯在GUI中可用，包括菲尼克斯定义（黄嘌呤等。, 2012)自动解决方案,自动编译,自动MR和配体配合巫师（特威利格等。, 2006, 2008, 2009)，相位器（麦考伊等。2007年)，X分诊（兹瓦特等。, 2005)，肘部（莫里亚蒂等。, 2009)，罗塞塔先生（地脉等。, 2011)，一个全面的验证套件，主要源自摩尔概率（陈）等。, 2010)，多边形（乌尔珠姆塞娃等。, 2009)、和菲尼克斯模型vs数据（黄嘌呤等。, 2010)以及许多用于构建、地图计算、约束编辑、文件处理、数据分析和可视化的简单程序。

中几乎所有的程序菲尼克斯现在可由Phil配置；在那些原始代码是围绕这个框架设计的情况下（例如菲尼克斯定义和X分诊)，除了添加特定于GUI的元数据之外，只需要进行少量修改。对于Phil之前的应用程序，例如向导和肘部，需要额外的包装器代码来提供Phil和内部使用的配置机制之间的接口。在相位器添加了一个全新的命令行界面，作为Phil层和现有Python API（McCoy）之间的桥梁等。, 2007).

事实证明，基于Phil的系统对于维护应用程序的接口至关重要，例如菲尼克斯定义，目前有900多个唯一参数。对参数的大多数更改都可以自动传播到菲尼克斯GUI，大多数定制都是在Phil元数据中进行的，而不是Python代码。对于特别复杂的输入类型（尤其是文件输入），嵌入的关键字可以指定更改参数时要执行的回调函数。使用基本类型的一些常见参数通常有额外的语法限制，并且可能与其他参数紧密耦合，例如从反射数据文件中选择列标签（作为逗号分隔的字符串）；这些由Phil语法中的样式关键字标记，并由专门的控件处理。单个应用程序的额外定制通常是不可避免的，几乎所有接口都包含一些顶级控件的自定义布局代码。然而，对于简单的程序，完全自动的界面是可能的（图1c（c）)，甚至是最复杂的界面菲尼克斯定义，提供了90%以上的参数，无需任何定制。

中央GUI的组织（“phenix”命令）将用户定义的项目列表及其当前状态与按类别分组的单个程序相结合（图2). 在内部，Phil还用于定义有关可用程序的许多信息，例如模块位置和主GUI中小部件中显示的内容。在Macintosh平台上，Phil规范中嵌入的帮助链接用于生成按钮，以便从GUI中的任何位置直接导航到HTML文档。Phil也是项目跟踪的主要存储格式。当前选定项目的作业历史记录显示在单独的窗口中（通过“作业历史记录”选项卡访问）。可以根据修改时间或当前最佳值对作业和项目进行排序R（右）_自由的（布伦格，1992年)（如果已计算，则在每个作业结束时提取）。目前，作业跟踪是项目的主要功能，但将来将扩展此功能以管理默认设置和输入。为了演示，菲尼克斯与许多教程数据集一起分发，这些数据集可以直接从GUI设置为项目。

图2 的主窗口的屏幕截图菲尼克斯在Macintosh计算机上运行的GUI。

虽然它们共享一个通用的配置系统，但各个程序的输出是异构的，并且已经实现了各种机制，以直观地显示每个应用程序的进度和结果。大型程序，如菲尼克斯定义发送整个分子和地图通过更新后的回调，并且此输出显示在图形程序中，例如库特（埃姆斯利等。, 2010)（见下文）。最终结果可能包括验证报告、模型、绘图表和写入文件的任何信息。这些结果（以及回调的任何中间结果）都保存到磁盘上，可以在以后的会话中快速重新加载并显示在GUI中。对于许多程序，返回的最终结果是创建的简单文件列表，可以使用通用过程自动显示该列表。大型程序的异构性和返回信息的复杂性要求对许多结果使用手动布局，尽管尽可能重用通用类。

3.2、。与分子图形的接口

这个菲尼克斯GUI包括基本的三维图形功能，例如显示线框原子模型和电子密度图的功能。然而，手动模型构建或公共质量图形超出了菲尼克斯项目。因此，我们为晶体学构建程序实现了界面层库特和通用分子图形程序PyMOL公司（德拉诺，2002). 这两个程序都可以从Python扩展。大多数通信是通过文件[PDB、MTZ或CCP4型（合作计算项目，第4期，1994年）)]，但在内部使用本地网络连接，允许在库特和PyMOL公司从内部远程调用的Python API（例如，加载和绘制地图文件）菲尼克斯。交互式模型验证摘要（“kinemages”）也可以加载到金（陈）等。, 2009)，提供与中可用的类似的可视化验证摩尔概率.

GUI中的所有应用程序都支持将数据文件直接加载到库特，大多数人也支持PyMOL公司和/或内置图形查看器。任何必要的文件转换或其他命令，例如快速傅里叶变换，以生成CCP4型-格式化的映射文件，在内部处理。因此，最终模型和映射系数精炼可以在中打开库特或PyMOL公司只需在菲尼克斯用于输入的GUI和PDB文件可以在其中一个查看器中打开，而不是在文本编辑器中打开。图形扩展的一个更强大的应用程序是通过保存中间数据并在文件更改时重新加载文件，在计算过程中连续显示结果。类似的交互性以前在供应商管理部（目视检查分子动力学；汉弗莱等。, 1996)，两者都用于可视化分子动力学核磁共振模拟和精炼（Schwieters&Clore，2001年)，并应用于可视化构建程序的进度ARP协议/wARP（佩恩等。, 2005; 兰格等。, 2008). 这在以下方面最有用精炼在这里可以实时观察模型和地图的变化。迭代重建模型的其他程序（当前自动解决方案和自动编译)以更长的间隔产生类似的输出。

对于需要特别高的交互性和双向通信的应用程序，扩展库特图形用户界面通过这个库特Python API是必需的。此方法用于帮助编辑分子置换使用雕塑家实用程序（Bunkóczi&Read，2011). 然而，在大多数情况下，使用直接网络连接已经足够了。因此，在显示验证结果时，而不是在中创建冗余接口库特要列出离群值，请使用中的列表控件菲尼克斯重新居中连接的库特所选残留物上的窗口（图3). 控制菲尼克斯从Coot通过同样的机制也是可能的。目前，这仅限于启动菲尼克斯定义GUI并加载选定的模型，但可以添加更复杂的操作，例如原子拾取或从自动拟合的循环中进行选择。

图3 集成验证应用程序，显示全原子接触分析的异常值列表，以及结合几何异常值、电子密度水平和B因素。模型、地图和探测点（Word等。, 1999)自动加载到库特，视图以选定的原子为中心。

3.3. GUI框架中的自动化

虽然新的菲尼克斯GUI是围绕单个程序设计的，许多最常见的分阶段和模型构建自动化策略都是在向导中实现的（Terwilliger等。, 2006, 2008, 2009). GUI提供了进一步简化过程的框架，主要是通过链接相关操作和简化程序之间的转换。在的界面中菲尼克斯定义例如，常见的任务，如设置约束和添加氢或氘原子(通过这个菲尼克斯.就绪集程序），标识非晶体对称性（NCS）组(菲尼克斯.simple_ncs_from_pdb)，快速识别平移/校准/螺钉（TLS）组(菲尼克斯findtls)，并分配二级结构以产生氢键约束(phenix.secondary_structure_restraints公司)很容易访问，并将结果合并到精炼输入。每次运行结束时，都会自动执行验证套件，结果显示为细化统计（图3).

一种简单但极为重要的自动化类型是，程序在作业完成后建议适当的后续步骤，并提供到其他程序的简单直接过渡。例如，用于启动的向导GUI显示按钮菲尼克斯定义在输入字段中填写向导计算的数据，并在适当的情况下运行其他向导。这允许通过链接GUI模块来构建新的“管道”，而不是在较低级别集成程序，例如分子置换单波长异常衍射（MR-SAD）定相，在菲尼克斯只需运行分子置换GUI，然后单击标记为“运行MR-SAD”的按钮，以启动具有所需输入的单独向导。未来的开发将解决常见的并行工作流，例如评估多个分子置换搜索模型，或同时验证几个密切相关的结构。