Предлагаемые авторами оригинальные методы моделирования электронной структуры, развивающие метод групповых функций МакВини и технику эффективного гамильтониана Левдина, идеально приспособлены для реализации принципов модульности, расширяемости, параллелизма при создании соответствующего программного обеспечения. Эти методы позволяют осуществлять расчет различных частей сложной многоатомной системы независимо друг от друга, что допускает эффективное использование методов параллельных вычислений. Различные функции программного комплекса будут реализованы выделенными модулями, ответственными за их исполнение. Предусматривается реализация следующих функций программного пакета:
 - конструирование внутреннего представления моделируемой системы по входным данным;
 - конструирование внутреннего представления метода моделирования по входным данным;
 - проведение моделирования c разной степенью детализации (отдельные модули предусматриваются для каждого метода моделирования);
- архивирование промежуточных и окончательных результатов моделирования;
- вывод результатов моделирования в различных форматах.

                     Используемые технологии и поддерживаемые стандарты

Предусматривается использование технологии расширяемого гипертекстового языка XML для представления входных данных о моделируемой молекулярной системе и для описания метода моделирования. Параллельное программирование и расчеты с использованием многопроцессорных систем будет осуществляться с применением программного интерфейса MPI. Промежуточные и окончательные результаты моделирования, имеющие вид бинарных файлов, будут архивироваться с помощью программ библиотеки HDF5.Для графического отображения результатов моделирования и поддержки дизайна наноустройств и материалов молекулярной электроники будут использованы технологии, основанные на применении языков масштабируемой векторной графики SVG и VRML.

                                          Функциональные характеристики

  Применение предлагаемых авторами оригинальных методов позволит существенно сократить вычислительные затраты на проведение квантовохимического и динамического моделирования, а также разработки наноустройств и материалов для молекулярной электроники при сохранении необходимой точности и предсказательной силы получаемых результатов. Это позволит включить в область применения компьютерного молекулярного моделирования системы, содержащие тысячи атомов при всего лишь линейном росте вычислительных затрат. Пилотная версия пакета программ позволит проводить расчеты систем, содержащих до 3000 атомов и 10000 валентных электронов, при сохранении свойства линейной масштабируемости. Среди доступных для расчета и моделирования классов молекулярных систем и химических соединений будут органические и неорганические полимеры и кристаллы, материалы молекулярной электроники и т.д.. Пакет позволит количественно определять параметры пространственной структуры и оптические спектры этих систем, а также оценивать их теплоты образования, электрические и магнитные свойства, реакционную способность с точностью, соответствующей возможностям экспериментальных методов.

                                            Технологии проектирования

Для решения программистских задач (разработки пилотной версии пакета программ) будут применены методы объектно-ориентированного программирования, существенно облегчающие проектирование, отладку, тестирование, модификацию и сопровождение программного обеспечения. При организации процесса разработки предполагается использование новой технологии XP-программирования, представляющейся оптимальной при решении задач научного программирования (разработки систем численного эксперимента), к которым относится и предлагаемый проект. При разработке системы объектов высокого уровня, ответственных за внутреннее представление моделируемой системы будет последовательно осуществляться принцип семантической сегментации данных, характеризующих разные аспекты моделируемой системы. Так в качестве отдельных подобъектов объекта "система" предусматривается создание объектов "состав", "геометрия", "молекулярный граф", "электронная структура" с соответствующими каждому из указанных аспектов методами обработки информации. Аналогично при разработке системы объектов высокого уровня, ответственных за внутреннее представление методов моделирования, будет применяться формализованное описание методов моделирования, позволяющее использовать стандартные математические компоненты: программы диагонализации матриц, минимизации функций, стохастического и динамического моделирования и др.