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在金属材料系统科学框架中，单原子(OA)理论是整个金属材料科学理论系统的基础。为了在金属材料系统科学框架的指导下使金属材料的设计由经验设计走向科学设计，一项重要的基础工作就是依据OA理论优化纯金属及特征晶体的理论分析系统，并建立完整的纯金属单质数据库。根据这一思路，本文进行了以下几方面的研究工作： 首先，以提高计算效率、改善程序的可读性、提高软件系统的易操作性为目标，优化了原有的OA理论程序；给出了程序流程图和包含详细注释的源程序清单。 然后，以此优化后的OA理论程序为基础，经计算建立了完整的自然态纯金属单质数据库；通过在整个元素周期表的大范围内的考察，合理地优化了一些至关重要的计算参数的取值。 最后，系统计算了纯金属Cr、Mo、W的自然态及非自然态的电子结构与物理性质，以此作为优化后的OA理论程序系统分析纯金属的一个完整示例。