Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Мая 2012 в 15:59, реферат
В данном реферате будет рассмотрен пакет программ для обработки результатов экспериментов в области физики высоких энергий.
Введение 3
1 Специализированные пакеты программ 4
2 Пакет программ ROOT 7
2.1 История и разработчики 7
2.2 Основные характеристики 8
3 Структура ROOT 11
3.1 Что такое ROOT 11
3.2 Архитектура 11
3.3 Категории классов 12
4 Графические материалы 13
5 Применение и эксперименты 16
Заключение 18
Список использованной литературы: 19
Благодаря встроенному CINT - C + + интерпретатору - язык команд, скриптов или макросов, и язык программирования являются С + +.
Эта система была разработана таким образом, что она может запросить ее базы данных параллельно на кластере рабочих станций или многоядерных машинах. ROOT является открытой системой, которая может быть динамически расширена путем связывания внешних библиотек.
Это делает ROOT ведущей платформой, на которой строятся системы сбора, моделирования и анализа данных. [1]
Основу ROOT архитектуры составляет слоистая иерархия классов, которых в настоящее время около 1200 , сгруппированных в 60 библиотек, разделенных на 19 основных категорий (модулей). Эта иерархия организована в основном на одной библиотеке классов, то есть, большинство классов наследуется от общего базового класса TObject. Это дает возможность осуществления наследования необходимой инфраструктуры всеми потомками TObject . Тем не менее, могут быть классы, которые не наследуют от TObject при необходимости (например, классы, которые используются в качестве встроенных типов, как TString ).
Классы в базовой категории ROOT обеспечиваются наиболее низким уровнем архитектурных блоков ROOT.
Классы категории «контейнер» обеспечивают данные общего назначения, такие как массивы , списки, наборы , B-деревья , карты и т.д., которые часто используются при реализации ROOT самостоятельно.
Категория физики предоставляет классы, которые реализуют алгоритм Фельдмана , генератор пространства фазового N-тела, вращение Лоренца, вектор Лоренца, вектор 2-D, 3-D векторы и т.д.
Категория матрица предоставляет классы для ленивых матрицы, общих матриц и векторов.
Категория гистограмм
содержит классы для продвинутого
статистического анализа данных, например,1D , 2D и 3D гистогра
Категория графического
пользовательского интерфейса содержит все классы, необходимые
для создания современных, кросс-платформенных
графических интерфейсов. Есть классы
для многих основных виджетов, таких как кнопки, окна, диалоги и
C + + переводчик , CINT, позволяет строить приложения, в котором пользователь должен знать только один язык, C + +, для общения с системой. Командный язык, макро язык и язык программирования - все одно и то же. [3]
Наглядное представление работы некоторых приложений системы ROOT приведено ниже, на рисунках 1, 2, 3 и 4.
Рисунок 1 – Графический интерфейс пользователя (GUI)
Рисунок 2 - RootShower приложений
Рисунок 3 - Установка TGraph2D
Рисунок 4 - Меркурий
Поскольку пакет ROOT не идет на продажу, оценить его востребованность можно не по количеству покупок, а по количеству загрузок. Ниже приведены данные статистики загрузок пакета по месяцам и по странам.
Рисунок 5 – Статистика загрузок по месяцам
Рисунок 6 – Статистика загрузок по странам1
Многие экспериментальные лаборатории физики высоких энергий используют программное обеспечение, основанное на ROOT, иногда вопреки более стандартным программным решениям (например, использование контейнеров ROOT вместо классов STL).
Программное обеспечение, основанное на ROOT, используется в экспериментах:
- ALICE (A Large Ion Collider Experiment) — одна из шести экспериментальных установок, сооружённых на Большом адронном коллайдере в CERN. Она оптимизирована для изучения столкновений тяжёлых ионов, в частности столкновений ядер Pb-Pb при энергии в системе центра масс 2,76 ТэВ на нуклон;[ 2]
- ATLAS (от англ. A Toroidal LHC ApparatuS) — один из четырех основных экспериментов на коллайдере LHC. Эксперимент проводится на одноимённом детекторе, предназначенном для исследования протон-протонных столкновений;[ 9]
- BaBar — эксперимент в области физики элементарных частиц, проводимый в Стэнфордской лаборатории SLAC в Калифорнии, США, с целью изучения нарушений заряда и равенства симметрии при распаде B-мезонов. Для этого использовались пучки электронов (с энергией 9,1 ГэВ) и позитронов (с энергией 3 ГэВ), коллайдера PEP-II. Набор статистики был закончен в 2008 году, обработка данных продолжается; [4]
- КЕДР — детектор элементарных
частиц. Работает на электрон-
- а также CB-ELSA/TAPS, CDF, CMS, COMPASS, NA61, DZero, H1, LHCb, MINOS, PHENIX, PHOBOS, STAR, ZEUS, CRESST, КМД-3.[5]
Будущие эксперименты, которые
на данный момент разрабатывают своё
программное обеспечение с
- Проект NOνA - это сотрудничество 181 ученого и инженеров из 26 учреждений, которые планируют изучить нейтрино, используя пучок нейтрино от NuMI (Neutrinos at the Main Injector) в Fermilab. Эксперимент NOνA разработан, чтобы искать осцилляции мюонного нейтрино к электронному нейтрино, сравнивая количество зарегистрированных электронных нейтрино на участке Fermilab с количеством электронных нейтрино зарегистрированных к югу от Интэрнэшнл-Фолс, штат Миннесота в 810 километрах от Fermilab; [10]
- а также CBM, PANDA, BELLE II, NICA.[5]
Астрофизические проекты, использующие ROOT:
- ANTARES - эксперимент по поиску космических нейтрино; [8]
- а также Fermi, IceCube, H.E.S.S., MAGIC и др. [5]
Имея многолетний опыт в разработке систем интерактивного анализа данных PAW и PIAF и пакета моделирования GEANT , разработчики поняли, что рост и обслуживания этих продуктов, написанных на языке Фортран и с помощью некоторых 20-летний библиотеки, достигло своего предела. Хотя эти системы по-прежнему очень популярны, они не могут масштабироваться до проблем, предлагаемых коллайдером, где объем данных для моделирования и проанализированы на несколько порядков больше, чем всегда.
Благодаря ROOT, CERN старается обеспечить основную базу, которая предлагает единый набор функций и инструментов для всех областей вычислений физики высоких энергий.
В настоящее время акцент в ROOT делается на области анализа данных, но благодаря подходу слабосвязанной объектно-ориентированной структуры системы, его можно легко распространить и на другие области, такие как моделирование, реконструкцию событий и сбор данных.
Возможно, что ROOT представляет собой идеальную среду для быстрого внедрения физиков в новый мир Объектов и C + +.
1
Image galleries // Internet. - http://root.cern.ch/drupal/
Информация о работе Специализированные пакеты программ для научных исследований