摘要：Linux命令极简教程：本教程为Linux新手而写，通过学习可以掌握在Linux下进行Gaussian安装与使用所必须的最基础知识shell命令。虽然不能用来代替Linux的基础学习课程，但是了解了这些，可以让您有自学Linux的基本能力并知道如何获取帮助，本文的目的即在于此。

作者：肖高铿/2016-05-12

一. 前言

有人问：“能不能直接教我怎么在linux下用Gaussian，而不要教我linux怎么用？” 这个问题就像如何直接吃最后一个包子就饱一样，是没有办法做到的。但是，可以学习最少的知识让你够在linux下提交一个gaussian作业，本文的目的即在于此。

本文的另一个目的是推广linux，希望更多的人可以实现快速的linux入门。无论是基于结构的分子对接虚拟筛选，还是用Guassian进行量子化学计算都需要用到高性能计算。而高性能计算通常在Linux系统下完成，因而有必要对linux常用命令有所了解，至少可以实现重复别人的操作、看懂或简单修改别人的脚本。

二. Linux的shell与terminal

1 shell与terminal

shell是个程序，它负责从键盘接受命令、提交给系统去运行。常用的shell有bash、tcsh、csh、ksh以及zsh。terminal（终端）也是一个程序，它打开一个窗口，让人与shell可以进行交互通讯。你的linux或mac操作系统肯定有个菜单可以让你打开一个terminal，你从程序的菜单里找，一般会找到一个terminal模样的东西，点开就是。

2 打开一个终端

一个terminal打开之后，你会看到自己的用户名，以及机器的名称，后面接着是个美元符($),就像下面的这个样子。

这个就是终端，在这里，你可以用键盘随便敲些东西，再键入回车键，系统就会去执行你随便敲的东西了。

正常情况下，系统会告诉你：命令行找不到。就如下面的提示一样：

我们现在的任务就是:学习一些极少的命令，让你能够执行一个gaussian 09计算。

三. 常用命令

在第二节，我们介绍了如何打开一个终端，并且知道，要想让linux干活，我们需要从终端输入命令，本节开始学习最常见的命令以完成一些特定的任务。

1. 文件系统

文件在linux系统里是按一套层级目录结构来组织，这意味着文件以树型的目录（windows下称为文件夹）形式进行组织，文件存在于目录中，目录中还可以有其它目录。

最顶层的那个目录是根目录(root,用“/”表示),root目录含有很多文件与子目录，而子目录又含有很多文件与子目录，一层一层套下去。

2. 查询当前目录：pwd

既然我们文件系统是个树形结构，那么在终端那个光标是位于文件系统的什么位置呢？pwd命令可以回答你的问题,只需键入pwd，再按回车键就可以了。实际上pwd的功能就是告诉你当前工作目录的名字。

你可能会想知道，我当前这个目录下有什么文件或子目录，这就需要用到命令“ls”。

3. 列出文件与目录：ls

我们之后会经常用到ls命令，有很多的机会用到他。

4. 目录切换：cd

cd命令可以让你在目录树的不同目录间切换工作目录。切换工作目录非常简单：键入cd与工作目录路径即可：

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cd /pathname_to_working_directory/working_directory

路径名有两种：绝对路径，相对路径。我们先来看看绝对路径，绝对路径从根目录“/”开始写起，接着写树形分支，一直写到你需要的那个目录。举个例子，在linux系统里，几乎绝大部分的程序都安装在根目录下的usr子目录里的bin子目录，用绝对路径表示为：/usr/bin。
假设我们现在要从当前位置切换到上面的/usr/bin目录，你可以试试下面的命令：

你现在已经注意到：我们成功地切换到了当前工作目录/usr/bin，并且列出了当前共走目录里的文件与子目录。你也许注意命令行提示符有所变化，现在是[gkxiao@master bin]而不是[gkxiao@master ~]。
绝对路径从根目录一直到目标目录，而相对路径从任意工作目录开始，经常会用到有两个特殊字符："." (点)与".."(点 点)。 "."(点)是指当前工作目录本身，而".."(点 点)是指当前目录的父目录（上一级目录）。

5. 绝对路径与相对路径

我们再将当前工作目录切换为/usr/bin:

那我们现在将工作目录从/usr/bin切换到其父目录/usr。有两种方式，先试试绝对路径：

还可以试试相对路径:

两种不同方法，结果完全一样。我们该用哪一种，当然是打字少的哪一种!

同样，我们也可以用两种不同的方式从工作目录/usr切换到/usr/bin。先试试绝对路径方式：

或者，用相对路径:

有件重要的事：大部分情况下，可以将"./"省略。键入如下命令:

你会发现，确实得到同样的结果。总的来说，如果你什么都不做，那就是指当前工作目录。当然也有例外，我们马上会讲到。

6. 几个特殊的目录切换

如果你只键入cd而不跟随任何东西，那么cd将会切换到你的家目录。如果键入cd ~user_name,将切换到用户名为user_name的家目录。键入cd - 将切换到前一个家目录。键入cd ~,也是切换到家目录，实际上“~”就是指家目录。

7. 新建目录

到目前为止，我们学习了cd, ls, pwd等几个命令。你会注意到，这个几个命令使用时有一个共同的使用格式，那就是：
命令[空格]参数
常见的任务基本上都能找到对应的命令来完成。新建一个目录、并切换到该目录是一个常见的操作，比如，在一个新目录里执行一个gaussian的优化计算。
新建目录对应的命令是mkdir，假设我们要切换到家目录、并在家目录里新建一个子目录demo，然后将当前工作目录切换为demo目录：

8. 文件与目录的复制

文件与目录的复制用命令cp，复制文件的命令格式如下：

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cp [源文件] [目标文件]

复制目录的命令格式如下：

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cp -r [源目录] [目标目录]

比如，要将/proc/cpuinfo这个文件复制到/home/me/demo这个目录里，并保存为cpuinfo:

你也可以将/proc/cpuinfo这个文件另存为/home/me/demo这个目录里的文件saveas.txt:

你现在可以切换到上面的demo目录里看看，是不是多了两个文件，希望你还能记得刚才学过的命令：

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cd ~/demo

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ls

或者直接ls一下demo目录：

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ls ~/demo

9. 文件与目录的删除：rm

删除一个文件：

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rm [file name]

删除目录：

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rm -r [target directory]

比如，我们将家目录下的demo目录复制为demo1，然后删除demo1目录里的saveas.txt文件：

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cp -r ~/demo ~/demo1

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rm ~/demo/saveas.txt

现在要将demo1目录删除：

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rm -fr ~/demo1

10. Gaussian计算平台相关的命令

Gaussian软件采购首先要知道CPU的型号：是AMD还是Intel? 采用命令：

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grep 'model name' /proc/cpuinfo |uniq

获得如下输出：

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model name	: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2650 v2 @ 2.60GHz

这可以清楚的知道，该计算平台为Intel CPU。

此外Gaussian 09采购之前还需要知道自己的机器是否支持SSE4.2指令集、是否支持AVX指令集以便购买适合自己的机型的Gaussian。键入如下命令：

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grep -o -e sse4_2 -e avx -e sse4a /proc/cpuinfo

1. 如果什么都不出现或仅有空白行，则您的机器不能支持SSE4.2或AVX指令集，建议您购买Legacy版本；
2. 如果包含有sse4_2或sse4a字眼而没有avx字眼，则建议您使用支持SSE4.2指令集的Gaussian版本；
3. 如果包含有avx字眼（无论有无sse4_2或sse4a字眼），则建议您使用支持AVX指令集的Gaussian版本。
4. 如果包含有avx2字眼，则建议您使用支持AVX2指令集的Gaussian版本。

11. 查询内核版本: uname -a

x86_64字样表明该操作系统是64BIT的，如果买Gaussian软件，建议用64BIT的版本。另一个方法是：

12. 查询操作系统发行版

UBUNTU系统可以用：

比如，我的机器是这个结果：

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No LSB modules are available.
Distributor ID:    Ubuntu
Description:    Ubuntu 12.04.5 LTS
Release:    12.04
Codename:    precise

说明该操作系统发行版是Ubuntu 12.04.5，代号precise

其它发行版或者你的机器上可能没有这个命令，那么可以试试下面几个方法：

或者:

或者:

13. 获取Mac地址

有的软件安装需要知道物理地址，或用物理地址生成license文件：

其中00:18:3f:04:11:8a就是第一块网卡eth0的Mac地址。

想要了解全部的网络设备信息，键入：

14. CPU类型查询

Gaussian软件采购前还需要知道CPU的类型，还是从cpuinfo里获取：

由此可见，刚才查询的机器的CPU是Intel XEON E5-2430。

15. 内存大小查询

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free

free命令用来查询内存的状态，用h选项可以提高肉眼可读性：

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free -h

16. 永不挂机

比如从笔记本等登录远程主机作业时，由于客户端经常由于某种原因被迫在作业结束前关机、断网等，这使得正在进行计算的作业被迫停止。如果希望在退出帐户、断网时该计算还不会结束，那么可以使用nohup命令。该命令可以在你退出帐户/关闭终端之后继续运行相应的进程。nohup就是永不挂机的意思( no hang up)。
nohup命令的一般形式为：nohup command &。比如，提交一个Gaussian作业demo.com:

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nohup g09 demo.com &

其中&表示后台运行的意思。

17. 查看文本的倒数几行

一个Gaussian作业比如demo.log，想看末尾以便观察Gaussian是否正常运行结束，可以使用tail命令。
比如，查看Gaussian作业输出的最后一行：

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tail -1 demo.log

正常结束的Gaussian文件会给出:

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 Normal termination of Gaussian 09 at Sat May 28 12:32:35 2016.

将1改成其它数字，则输出指定行数的文本内容，如果不指定行数，给出10行：

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$ tail demo.log
 002863,0.00001605,0.00000279,-0.00002853,0.00004508,0.00003036,0.00000
 140,-0.00000775,0.00006375,-0.00003913,-0.00005084,-0.00004926,0.00006
 433,0.00000864,-0.00004499|||@
 
 
 IF YOU'RE NOT PART OF THE SOLUTION,
 THEN YOU'RE PART OF THE PRECIPITATE.
 Job cpu time:       0 days  0 hours 12 minutes 30.0 seconds.
 File lengths (MBytes):  RWF=     74 Int=      0 D2E=      0 Chk=      5 Scr=      1
 Normal termination of Gaussian 09 at Sat May 28 12:32:35 2016.

18. 查看文本

如果想快速的查看Gaussian结果文件, 可以用more,less命令。因为less支持前后翻页，所以推荐用less。

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less demo.log

按字母q，退出more或less。

19. 设置环境变量

Gaussian软件，OpenEye软件等很多软件安装的时候需要设置环境变量。在Linux/Mac等Unix下，查看设置过什么环境变量：

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export

将Gaussian 09安装在主目录(HOME目录)下，需要将环境变量g09root设置为HOME目录，使用export命令：

安装Gaussian之后，将$g09root/g09添加到PATH环境变量里，可以简化Gaussian的命令，直接键入g09而无需输入环境变量，还是使用export:

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export PATH=$PATH:$g09root/g09

20. 开机自动加载环境变量

希望开机或下次登陆shell时自动将$g09root/g09加到PATH环境变量里，可以在HOME目录的.bashrc里设置需要的环境变量：

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vim .bashrc

添加两行：

这里，初学者有个常见的问题：为什么在我的电脑上看不到.bashrc这个文件，这是因为"."开头的文件在视窗下是默认隐藏的文件。

21. 文件完整性校验

文件下载或拷来拷去，在这过程中文件是否有损坏呢或被人修改呢？Linux下，可以进行一个文件校验来检查文件的完整性。常用的校验方法有MD5,SHA1,GPG。以md5为例：

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md5sum foo.tar.gz

会给出哈希值（MD5 Hash值），与文件发布者的Hash值比较，如果不同则表示文件被修改或不完整。

22. 我应该安装哪个包

有时候你使用软件的时候，提示你没有xxx.so.1之类的字眼，你需要知道这个文件由哪个包（软件、驱动）来提供，再去安装这个包就可以。你不需要百度、google或问任何人！你问电脑就可以。我用的操作系统是Centos，所以用yum来问：

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yum whatprovides libGLU.so.1

提示：

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Loaded plugins: fastestmirror, langpacks
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * base: mirrors.aliyun.com
 * epel: mirrors.ustc.edu.cn
 * extras: mirrors.aliyun.com
 * nux-dextop: mirror.li.nux.ro
 * updates: centos.ustc.edu.cn
mesa-libGLU-9.0.0-4.el7.i686 : Mesa libGLU library
Repo        : base
Matched from:
Provides    : libGLU.so.1

由此可见，libGLU.so.1在我的系统里，可以由mesa-libGLU-9.0.0-4.el7.i686来提供，只要安装这个包就可以。要安装这个包，还是用yum来安装：

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yum install mesa-libGLU-9.0.0-4.el7.i686

用ldconfig可以查询已经安装过的库文件，因此可以用来确认是否安装过libGLU.so.1:

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 ldconfig -p |grep libGLU.so.1

根据输出很容易断定是否已经安装了。如果输出空白，则便是没有安装，反之相反。

23. ZINC数据库的下载

ZINC最新版本为ZINC15，下载地址为：http://zinc15.docking.org。ZINC数据库提供了cURL,powershell,wget等方式下载。

没有必要下载ZINC15的全库，可以根据自己的需求通过选项来控制下载化合物的特征，简要说明如下：

1. 访问数据库

访问ZINC15数据库：http://zinc15.docking.org，点击Tranches选项卡。

2. 选择合适的理化性质

再分子量与logp的坐标上点击确认自己需要的分子量范围与logp范围（见示意图步骤1）；

3. 根据需要选择2D还是3D数据库

点击2D或3D，可以选择下载2D的SMILES还是3D的结构，见示意图步骤2，这个实际要再做其它选择之前做；

4. 选择化合物的可获取方式

示意图第3步可以选择化合物的可获取状态:比如有库存、等等也可以。

5. 根据化合物特性下载

示意图第4步可以选择化合物的类药、类先导、片段等特性；

6. 选择下载方法

示意图第5步可以选择下载脚本的类型。比如linux可以用curl或wget；windows可以用Powershell。选择一种下载方法即可。

7. 下载数据库

假设你选择了wget，你会下载一个类似于"ZINC-downloader-2D-smi.wget"文件名的下载脚本，键入下面命令执行下载脚本：

1	sh ZINC-downloader-2D-smi.wget

sh ZINC-downloader-2D-smi.wget

注意：如果下载3D数据，硬盘一定要大！

24. LigandScout的安装

问：在Linux如何安装Ligandscout、并用序列号将软件激活，最后启用Ligandscout？

答：Ligandscout的Linux版本的安装文件类似于LigandScout_4_4_4_linux64_20200511.tar.gz，只要在安装目录里解压该文件即可。命令如下：

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tar -zvxf LigandScout_4_4_4_linux64_20200511.tar.gz

解压之后，在安装目录下生成先的目录：ligandscout4。可以通过命令行用序列号将软件激活：

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<安装路径>/ligandscout4/ligandscout_activation -s <序列号>

上面的"序列号"指你收到的序列号，当然，可以也可以在第一次启用Liganscout的时候在图形界面输入序列号。开启Ligandscout的图形界面：

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<安装路径>/ligandscout4/ligandscout

25. 集群里一次向同一个节点提交多个独立的单核心或多核心作业

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#!/bin/bash 
#SBATCH -p 队列
#SBATCH -N 1
#SBATCH -n  24
cd 第一个作业的路径
srun -n 8 A.exe & 
sleep 20
cd 第二个作业的路径
srun -n 8 B.exe & 
sleep 20
cd 第三个作业的路径
srun -n 8 C.exe
wait

26. ssh与scp等自动输入密码

问题：需要批量用scp从云服务器下载文件，如何自动输入密码？

方案：使用expect自动输入密码。示例aa2ar_download.expect：

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#!/usr/bin/expect -f
set password abcabc
set timeout 300000
#download
spawn scp gkxiao@88.181.258.200:/home/gkxiao/work/aa2ar.sdf.gz aa2ar/aa2ar.sdf.gz
expect "gkxiao@88.181.258.200's password:"
send "$password\r"
expect eof

然后在shell执行expect即可：

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expect aa2ar_download.expect

27. Ubuntu安装32位程序兼容包

问题：UBUNTU 22等默认安装不兼容32位程序，导致执行一个32位程序会出现No such file or directory的错误。这个情况下，需要安装32BIT程序兼容包。

操作步骤：

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sudo apt-get update
sudo apt-get install gcc-multilib
sudo apt-get install lib32z1

28. 创建新的用户

用useradd新建一个用户，语法如下：

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useradd 选项 用户名

• -c comment 指定一段注释性描述。
• -d 目录 指定用户主目录，如果此目录不存在，则同时使用-m选项，可以创建主目录。
• -g 用户组 指定用户所属的用户组。
• -G 用户组，用户组 指定用户所属的附加组。
• -s Shell文件 指定用户的登录Shell。
• -u 用户号 指定用户的用户号，如果同时有-o选项，则可以重复使用其他用户的标识号。

创建一个新用户gkxiao，并且设置主目录为/home/gkxiao：

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# useradd –d  /home/gkxiao -m gkxiao

新建了一个用户gkxiao，该用户的登录Shell是/bin/sh，该用户属于group用户组，同时又属于gaussian和root用户组，其中group用户组是其主组。

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# useradd -s /bin/sh -g group –G gaussian,root gkxiao

29. 删除SDF文件里的性质数据

用sed删除所有的性质：

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sed '/<.*>/,+2d' actives_label.sdf > actives_notags.sdf

用openbabel删除指定的性质分子量（MW）：

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obabel -isdf actives_label.sdf -osdf -O actives_new.sdf --delete "MW"

30. 拆分SDF文件

问：如何将一个SDF多分子文件分割为一个分子一个SDF文件？

答：首先预估该SDF文件的化合物数量，比如含有几万个分子，用csplit命令：

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csplit decoys_final.sdf /"\$\$\$\$"/ --suppress-matched --prefix=actives --suffix-format=%05d.sdf '{*}'

则得到：actives00001.sdf,actives00002.sdf...等单分子文件。

31. 合并几个jpg文件为pdf

问：如何将多个jpg文件合并为一个PDF文件？

答：按图片出现的顺序，使用convert命令：

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convert doc_01.jpg doc_02.jpg doc_03.jpg doc_merged.pdf

32. 用ChemScript将化学结构转化为IUPAC

问题：ChemOffice的Python API将化学结构转化为IUPAC名称

方法：安装好ChemOffice之后，打开python界面，键入下面的示例脚本：

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# Bring in python system and operating system modules
from sys import *
from os import *
from os.path import *
 
# Bring ChemScript into the Python program
from ChemScript import *
# create a molecule from smiles
# Loratadine: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/loratadin
# 读入氯雷他定的SMILES化学结构
m = StructureData.LoadData('CCOC(=O)N1CCC(=C2C3=C(CCC4=C2N=CC=C4)C=C(C=C3)Cl)CC1', 'chemical/smiles')
# 输出IUPAC名称
print(m.ChemicalName())
# 输出结果：
ethyl 4-(8-chloro-5,6-dihydro-11H-benzo[5,6]cyclohepta[1,2-b]pyridin-11-ylidene)piperidine-1-carboxylate
 
# 读如一个新的SMILES结构
m = StructureData.LoadData('C1CC[C@H]([C@@H](C1)CN2CCN(CC2)C3=NSC4=CC=CC=C43)CN5C(=O)[C@H]6[C@@H]7CC[C@@H](C7)[C@H]6C5=O', 'chemical/smiles')
 
# 打印IUPAC名称：
print(m.ChemicalName())
#结果
(3aR,4S,7R,7aS)-2-(((1R,2R)-2-((4-(benzo[d]isothiazol-3-yl)piperazin-1-yl)methyl)cyclohexyl)methyl)hexahydro-1H-4,7-methanoisoindole-1,3(2H)-dione

如果要转化其它语言，比如汉语，需要标准的翻译工具，比如百度深度学习翻译：

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input='(3aR,4S,7R,7aS)-2-(((1R,2R)-2-((4-(benzo[d]isothiazol-3-yl)piperazin-1-yl)methyl)cyclohexyl)methyl)hexahydro-1H-4,7-methanoisoindole-1,3(2H)-dione'

基础版翻译如下：

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(3aR,4S,7R,7aS)-2-(((1R,2R)-2-((4-(苯并[d]异噻唑-3-基)哌嗪-1-基)甲基)环己基)甲基)六氢-1H-4,7-甲烷异吲哚-1,3(2H)-二酮

基本是语言翻译明显痕迹，也许会存在不能满足中文化学命名风格的问题。

33. github加速

设置SOCKS5代理：

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git config --global http.https://github.com.proxy socks5://127.0.0.1:7070

取消代理：

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git config --global --unset http.https://github.com.proxy

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git config --global http.proxy socks5://127.0.0.1:7070

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git config --global --unset http.proxy

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info ls

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man ls