Информационные системы для онлайн и офлайн обработки данных в современных экспериментах физики высоких энергий
Аннотация
Сбор, хранение, обработка и анализ экспериментальных, а зачастую и моделированных данных являются неотъемлемой частью экспериментов физики высоких энергий. За решение данных задач в современных экспериментах отвечают системы сбора и обработки данных (ССОД). Данный обзор посвящен исследованию применяемых в экспериментах физики высоких энергий систем сбора и обработки информации общего функционирования, информационных систем и баз данных, их классификации, а также возможности и необходимости создания подобных систем или отдельных компонент в экспериментах мегапроекта NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility) как на фиксированной мишени, так и в коллайдерной части. Такие системы, используемые для поддержки обработки и анализа данных, а также для других видов коллаборационной деятельности, вносят существенный вклад в решение задачи автоматизации сбора, хранения, обработки и анализа экспериментальных данных и информации о проводимом эксперименте, а также являются необходимым элементом для успешной работы современных экспериментов физики высоких энергий. Особое внимание при анализе решений уделено физическим экспериментам по столкновению частиц на Большом адронном коллайдере (БАК) в Европейском центре ядерных исследований (CERN) как успешным современным проектам, постоянно обновляемым в связи с изменениями условий функционирования систем (например, повышение энергии пучка, увеличение светимости) и совершенствованием используемых информационных систем с применением новейших технологий в данной области. В результате проведенного исследования выделены системы и компоненты, реализация или адаптация которых наиболее целесообразна в экспериментах комплекса NICA.
Литература
[2] Almeida J., Dobson M., Kazarov A., Miotto G.L., Sloper J.E., Soloviev I., Torres R. The ATLAS DAQ system online configurations database service challenge. Journal of Physics: Conference Series. 2008; 119(2):022004. (In Eng.) DOI: 10.1088/1742-6596/119/2/022004
[3] Barczyc M., Burckhart-Chromek D., Caprini M., Da Silva Conceicao J., Dobson M., Flammer J., Jones R., Kazarov A., Kolos S., Liko D., Mapelli L., Soloviev I., Hart R., Amorim A., Klose D., Lima J., Lucio L., Pedro L., Wolters H., Badescu E., Alexandrov I., Kotov V., Mineev M., Ryabov Yu. An on-line Integrated Bookkeeping: electronic run log book and Meta-Data Repository for ATLAS. In: Computing in High Energy and Nuclear Physics, 24-28 March 2003, La Jolla, California, 2003. arXiv:cs/0306081 [cs.DB] (In Eng.)
[4] Paoli S. Conditions DB, User Requirements and Analysis document, 2000. (In Eng.)
[5] Liko D., Burckhart-Chromek D., Flammer J., Dobson M., Jones R., Mapelli L., Alexandrov I., Korobov S., Kotov V., Mineev M., Amorim A., Fiuza de Barros N., Klose D., Pedro L., Badescu E., Caprini M., Kolos S., Kazarov A., Ryabov Yu., Soloviev I. Control in the ATLAS TDAQ system. Computing in High Energy Physics and Nuclear Physics. Interlaken, Switzerland, 2004, pp. 159-162. (In Eng.) DOI: 10.5170/CERN-2005-002.159
[6] Leahu M.C., Dobson M., Avolio G. Access Control Design and Implementations in the ATLAS Experiment. IEEE Transactions on Nuclear Science. 2008; 55(1):386-391. (In Eng.) DOI: 10.1109/TNS.2007.912071
[7] Avolio G., Dobson M., Miotto G.L., Wiesmann M. The Process Manager in the ATLAS DAQ System. IEEE Transactions on Nuclear Science. 2008; 55(1):399-404. (In Eng.) DOI: 10.1109/TNS.2007.910507
[8] Aleksandrov I., Avolio G., Miotto G.L., Soloviev I. The Resource Manager the ATLAS Trigger and Data Acquisition System. Journal of Physics: Conference Series. 2017; 898:032016. (In Eng.) DOI: 10.1088/1742-6596/898/3/032016
[9] Kolos S., Boutsioukis G., Hauser R. High-Performance Scalable Information Service for the ATLAS Experiment. Journal of Physics: Conference Series. 2012; 396:012026. (In Eng.) DOI: 10.1088/1742-6596/396/1/012026
[10] Kazarov A., Caprini M., Kolos S., Miotto G.L., Soloviev I. A scalable and reliable message transport service for the ATLAS Trigger and Data Acquisition system. In: 2014 19th IEEE-NPSS Real Time Conference, Nara, 2014, pp. 1-4. (In Eng.) DOI: 10.1109/RTC.2014.7097447
[11] Kolos S., Kazarov A., Papaevgeniou L. The Error Reporting in the ATLAS TDAQ System. Journal of Physics: Conference Series. 2015; 608:012004. (In Eng.) DOI: 10.1088/1742-6596/608/1/012004
[12] Adragna P., Cimino D., Della Pietra M., Dotti A., Ferrari R., Gaudio G., Roda C., Salvatore D., Vandelli W., Zema P.F. GNAM and OHP: Monitoring Tools for ATLAS experiment at LHC. In: 2006 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, San Diego, CA, 2006, pp. 114-118. (In Eng.) DOI: 10.1109/NSSMIC.2006.356119
[13] Scholtes I., Kolos S., Zema P.F. The ATLAS Event Monitoring Service – Peer-to-Peer Data Distribution in High-Energy Physics. IEEE Transactions on Nuclear Science. 2008; 55(3):1610-1620. (In Eng.) DOI: 10.1109/TNS.2008.924057
[14] Adragna P., Cimino D., Della Pietra M., Dotti A., Ferrari R., Gaudio G., Roda C., Salvatore D., Vandelli W., Zema P.F. GNAM and OHP: Monitoring Tools for ATLAS experiment at LHC. In: 2006 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, San Diego, CA, 2006, pp. 114-118. (In Eng.) DOI: 10.1109/NSSMIC.2006.356119
[15] Corso-Radu A., Hadavand H., Illchenko Y., Kolos S., Okawa H., Slagle K., Taffard A., The ATLAS Collaboration. Data Quality Monitoring Framework for the ATLAS experiment: Performance achieved with colliding beams at the LHC. Journal of Physics: Conference Series. 2011; 331:022027. (In Eng.) DOI: 10.1088/1742-6596/331/2/022027
[16] Jones R., Mapelli L., Ryabov Y., Soloviev I. The OKS persistent in-memory object manager. IEEE Transactions on Nuclear Science. 1998; 45(4):1958-1964. (In Eng.) DOI: 10.1109/23.710971
[17] Baranowski Z., Canali L., Casani A.F., Gallas E.J., Montoro C.G., Gonzalez de la Hoz S., J. Hrivnac, Prokoshin F., Rybkin G., Salt J., Sánchez J., Barberis D. A prototype for the evolution of ATLAS EventIndex based on Apache Kudu storage. EPJ Web of Conferences. 2019; 214:04057. (In Eng.) DOI: 10.1051/epjconf/201921404057
[18] Barberis D. Modern SQL and NOSQL Database Technologies for the ATLAS Experiment. In: V. Korenkov, A. Nechaevskiy (eds) Selected Papers of the 26th International Symposium on Nuclear Electronics and Computing (NEC 2017). Budva, Montenegro, September 25-29, 2017. CEUR Workshop Proceedings. 2017; 2013:15-22. Available at: http://ceur-ws.org/Vol-2023/15-22-paper-3.pdf (accessed 10.07.2019). (In Eng.)
[19] De Gruttola M., Di Guida S., Futyan D., Glege F., Govi G., Innocente V., Paolucci P., Picca P., Pierro A., Schlatter D., Xie Z. Persistent Storage of non-event Data in the CMS Databases. Journal of Instrumentation. 2010; 5:P04003. (In Eng.) DOI: 10.1088/1748-0221/5/04/P04003
[20] CMS Collaboration. CMS Data Processing Workflows during an Extended Cosmic Ray Run. Journal of Instrumentation. 2010: 5:T03006. (In Eng.) DOI: 10.1088/1748-0221/5/03/T03006
[21] Di Guida S., Govi G., Ojeda M., Pfeiffer A., Sipos R. on behalf of the ATLAS Collaboration. The CMS Condition Database system. Journal of Physics: Conference Series. 2015; 664:042024. (In Eng.) DOI: 10.1088/1742-6596/664/4/042024
[22] Ruiz–Del–Arbol P.M. The CMS Muon System Alignment. Journal of Physics: Conference Series. 2010; 219:022014. (In Eng.) DOI: 10.1088/1742-6596/219/2/022014
[23] De Gruttola M., di Guida S., Glege F., Innocente V., Paolucci P., Futyan D., Govi G., Pierro A., Schlatter D. First experience in operating the population of the condition databases for the CMS experiment. Journal of Physics: Conference Series. 2010; 219(4):042046. (In Eng.) DOI: 10.1088/1742-6596/219/4/042046
[24] Rinaldi L., Formica A., Gallas E.J., Ozturk N., Roe S. Conditions evolution of an experiment in mid-life, without the crisis (in ATLAS). EPJ Web of Conferences. 2019; 214:04052. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1051/epjconf/201921404052
[25] Cattaneo M., Clemencic M., Shapoval I. LHCb software and Conditions Database cross-compatibility tracking system: A graph-theory approach. In: 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC), Anaheim, CA, 2012, pp. 990-996. (In Eng.) DOI: 10.1109/NSSMIC.2012.6551255
[26] Gallas E.J., Ozturk N. The challenges of mining logging data in ATLAS. EPJ Web of Conferences. 2019: 214:04017. (In Eng.) DOI: 10.1051/epjconf/201921404017
[27] Svatos M., De Salvo A., Dewhurst A., Vamvakopoulos E., Lozano B., Jose J., Ozturk N., Sanchez J., Dykstra D. Understanding the evolution of conditions data access through Frontier for the ATLAS Experiment. EPJ Web of Conferences. 2019; 214:03020. (In Eng.) DOI:10.1051/epjconf/201921403020
[28] Laycock P.J., Dykstra D., Formica A., Govi G., Pfeiffer A., Roe S., Sipos R. A Conditions Data Management System for HEP Experiments. Journal of Physics: Conference Series. 2018; 1085:032040. (In Eng.) DOI: 10.1088/1742-6596/1085/3/032040
[29] Sipos R. NoSQL technologies for the CMS Conditions Database. Journal of Physics: Conference Series. 2015; 664:042050. (In Eng.) DOI: 10.1088/1742-6596/664/4/042050
[30] Buncic P., Krzewicki M., Vande Vyvre P. (Eds.) Technical Design Report for the Upgrade of the Online-Offline Computing System. CERN-LHCC-2015-006/ALICE-TDR-019. 2015. (Technical Design Report ALICE, 19). Available at: https://cds.cern.ch/record/2011297/files/ALICE-TDR-019.pdf (accessed 10.07.2019). (In Eng.)
[31] Carena F., Carena W., Chapeland S., Chibante Barroso V., Costa F., Dénes E., Divià R., Fuchs U., Grigore A., Kiss T., Simonetti G., Soós C., Telesca A., Vande Vyvre P., von Haller B. The ALICE data acquisition system. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2014; 741:130-162. (In Eng.) DOI: 10.1016/j.nima.2013.12.015
[32] Akishina E.P., Alexandrov E.I., Alexandrov I.N., Filozova I.A., Friese V., Ivanov V.V., Méuller W., Zrelov P.V. Conceptual Considerations for CBM Databases. Communication of the Joint Institute for Nuclear Research. 2014; E10-2014-103. Available at: http://www1.jinr.ru/Preprints/2014/103(E10-2014-103).pdf (accessed 10.07.2019). (In Eng.)
[33] Pugdeethosapol K., Barroso V.C., Akkarajitsakul K., Achclakul T. Dynamic configuration of the computing nodes of the ALICE O2 system. In: 2016 13th International Joint Conference on Computer Science and Software Engineering (JCSSE), Khon Kaen, 2016, pp. 1-5. (In Eng.) DOI: 10.1109/JCSSE.2016.7748855
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Редакционная политика журнала основывается на традиционных этических принципах российской научной периодики и строится с учетом этических норм работы редакторов и издателей, закрепленных в Кодексе поведения и руководящих принципах наилучшей практики для редактора журнала (Code of Conduct and Best Practice Guidelines for Journal Editors) и Кодексе поведения для издателя журнала (Code of Conduct for Journal Publishers), разработанных Комитетом по публикационной этике - Committee on Publication Ethics (COPE). В процессе издательской деятельности редколлегия журнала руководствуется международными правилами охраны авторского права, нормами действующего законодательства РФ, международными издательскими стандартами и обязательной ссылке на первоисточник.
Журнал позволяет авторам сохранять авторское право без ограничений. Журнал позволяет авторам сохранить права на публикацию без ограничений.
Издательская политика в области авторского права и архивирования определяются «зеленым цветом» в базе данных SHERPA/RoMEO.
Все статьи распространяются на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная, которая позволяет другим использовать, распространять, дополнять эту работу с обязательной ссылкой на оригинальную работу и публикацию в этом журналe.
