Единая среда разработки программного обеспечения и анализа для МПД эксперимента на НИКА коллайдере

Аннотация

MPDRoot является оффлайн программной средой для моделирования, реконструкции и физического анализа смоделированных или экспериментальных данных для эксперимента MPD на коллайдере NICA. Предполагается, что эксперимент продлится несколько десятилетий и позволит получить ~ 108 событий столкновений тяжелых ионов для физического анализа. Следовательно, предоставляемое программное обеспечение должно быть достаточно гибким, отказоустойчивым, надежным, чтобы его можно было использовать, разрабатывать и поддерживать в течение всего времени проведения эксперимента и анализа его данных.
В этой статье мы описываем эффективную реализацию автоматизации сборки, настройки и установки программного обеспечения (DevOps) для разработки и использования MPDRoot, играющего решающую роль в успехе всего проекта MPD в будущем. По сравнению с ранее существовавшим состоянием основные требования к улучшению заключались в снижении сложности и повышении универсальности действий, связанных с развертыванием на различных системных и аппаратных конфигурациях. Это было достигнуто за счет использования контейнеров для развертывания единой среды для разработчиков и пользователей с сервисом CernVM-FS для динамической загрузки модульного программного обеспечения с сервера, расположенного в существующей инфраструктуре ОИЯИ. Типичные операции MPDRoot devOps, которые ранее были громоздкими и трудоемкими, теперь сокращены до выполнения нескольких команд, сопровождаемых кратким руководством по развертыванию, что значительно снижает вероятность ошибок на стороне конечного пользователя и разработчика.
Основным преимуществом текущей реализации является ее широкая совместимость и полная модульность, упрощающая обслуживание, обновление и выявление источника потенциальных проблем в будущем.

Сведения об авторах

Ján Buša Jr., Объединенный институт ядерных исследований; Институт экспериментальной физики Словацкой академии наук

старший научный сотрудник Лаборатории информационных технологий имени М.Г. Мещерякова, кандидат физико-математических наук

Slavomír Hnatič, Объединенный институт ядерных исследований

ведущий научный сотрудник Лаборатории информационных технологий имени М.Г. Мещерякова, кандидат физико-математических наук

Vladimir Vasilyevich Korenkov, Объединенный институт ядерных исследований

директор Лаборатории информационных технологий имени М.Г. Мещерякова, доктор технических наук, профессор

Oleg Vasilyevich Rogachevsky, Объединенный институт ядерных исследований

начальник сектора Лаборатории информационных технологий имени М.Г. Мещерякова, кандидат физико-математических наук

Martin Vaľa, Университет Павла Йозефа Шафарика

старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук

Janka Vrláková, Университет Павла Йозефа Шафарика

заведующий кафедрой, кандидат физико-математических наук, доцент

Литература

1. Rogachevsky O.V., Bychkov A.V., Krylov A.V., et al. Software Development and Computing for the MPD Experiment. Physics of Particles and Nuclei. 2021; 52(4):817-820. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1134/S106779621040523
2. Golovatyuk V., Kekelidze V., Kolesnikov V., Rogachevsky O., Sorin A. Multi-Purpose Detector to study heavy-ion collisions at the NICA collider. Nuclear Physics A. 2019; 982:963-966. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2018.10.082
3. Kekelidze V., Kolesnikov V., Matveev V., Sorin A. Status and Prospects at NICA. The 18th International Conference on Strangeness in Quark Matter (SQM 2019). Springer Proceedings in Physics. 2019; 250:503-508. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-53448-6_79
4. Brun R., Rademakers F. ROOT ‒ An Object Oriented Data Analysis Framework. Nucl. Inst. & Meth. in Phys. Res. A. 1997; 389:81-86. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1016/S0168-9002(97)00048-X
5. Antcheva I., et. al. ROOT ‒ A C++ framework for petabyte data storage, statistical analysis and visualization. Computer Physics Communications. 2011; 180(12):2499-2512. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1016/j.cpc.2009.08.005
6. Al-Turany M., Uhlig F. FairRoot Framework. 12th International Workshop on Advanced Computing and Analysis Techniques in Physics Research. PoS (ACAT08). Vol. 70. Erice, Italy; 2009. p. 048. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.22323/1.070.0048
7. Al-Turany M., Bertini D., Karabowicz R., Kresan D., Malzacher P., Stockmanns T., Uhlig F. The FairRoot Framework. Journal of Physics: Conference Series. 2012; 396:022001. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/396/2/022001
8. Hrivnacova I., Adamova D., Berejnoi V., Brun R., Carminati F., Fasso A., Futo E., Gheata A., Gonzalez Caballero I., Morsch A. The Virtual Monte Carlo. Proceedings of the 13th International Conference on Computing in High-Enery and Nuclear Physics (CHEP 2003). eConf. 2003; C0303241 (2003) THJT006. La Jolla, California. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.48550/arxiv.cs/0306005
9. Jorgensen M., Molokken-Ostvold K. How large are software cost overruns? A review of the 1994 CHAOS report. Information and Software Technology. 2006; 48(4):297-301. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1016/j.infsof.2005.07.002
10. Dijkstra E.W. On the Role of Scientific Thought. In: Selected Writings on Computing: A personal Perspective. Texts and Monographs in Computer Science. Springer, New York, NY; 1982. p. 60-66. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4612-5695-3_12
11. Boettinger C. An introduction to Docker for reproducible research, with examples from the R environment. ACM SIGOPS Operating Systems Review, Special Issue on Repeatability and Sharing of Experimental Artifacts. 2015; 49(1):71-79. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1145/2723872.2723882
12. Abraham S., Paul A., Khan R., Butt. A. On the Use of Containers in High Performance Computing Environments. IEEE 13th International Conference on Cloud Computing (CLOUD). IEEE Press, Beijing, China; 2020. p. 284-293. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1109/CLOUD49709.2020.00048
13. Gantikow H., Walter S., Reich C. Rootless Containers with Podman for HPC. In: Jagode H., Anzt H., Juckeland G., Ltaief H. (eds.). High Performance Computing. ISC High Performance 2020. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 12321. Springer, Cham; 2020. p. 343-354. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-59851-8_23
14. Korenkov V., Dolbilov A., Mitsyn V., Kashunin I., Kutovskiy N., Podgainy D., Streltsova O., Strizh T., Trofimov V., Zrelov P. The JINR distributed computing environment. EPJ Web of Conferences. 2019; 214:03009. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1051/epjconf/201921403009
15. Berzano D., Krzewicki M., The ALICE Software Release Validation cluster. Journal of Physics: Conference Series. 2015; 664(2):022006. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/664/2/022006
16. Blomer J., et. al. Distributing LHC application software and condition databases using the CernVM file system. Journal of Physics: Conference Series. 2011; 331(4):042003. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/331/4/042003
17. Blomer J., Buncic P., Fuhrmann T. CernVM-FS: Delivering scientific software to globally distributed computing resources. Proceedings of the first international workshop on Network-aware data management (NDM '11). ACM, New York, NY, USA; 2011. p. 49-56. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1145/2110217.2110225
18. Adam Gh., Bashashin M., Belyakov D., Kirakosyan M., Matveev M., Podgainy D., Sapozhnikova T., Streltsova O., Torosyan Sh., Vala M., Valova L., Vorontsov A., Zaikina T., Zemlyanaya E., Zuev M. IT‑ecosystem of the HybriLIT heterogeneous platform for high‑performance computing and training of IT‑specialists. CEUR Workshop Proceedings. 2018; 2267:638-644. Available at: http://ceur-ws.org/Vol-2267/638-644-paper-122.pdf (accessed 24.01.2022). (In Eng.)
19. Korenkov V.V., Podgainy D.V., Streltsova O.I. Educational Program on HPC Technologies Based on the Heterogeneous Cluster HybriLIT (LIT JINR). Sovremennye informacionnye tehnologii i IT-obrazovanie = Modern Information Technologies and IT-Education. 2017; 13(4):141-146. (In Russ., abstract in Eng.) doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.2017.4.633
20. Korenkov V. The JINR Multifunctional Information and Computing Complex. 2020 International Scientific and Technical Conference Modern Computer Network Technologies (MoNeTeC). IEEE Press, Moscow, Russia; 2020. p. 1-4. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1109/MoNeTeC49726.2020.9258311
21. Dolstra E., Löh A. NixOS: a purely functional Linux distribution. ACM SIGPLAN Notices. 2008; 43(9):367-378. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1145/1411203.1411255
22. Blomer J., Fuhrmann T. A Fully Decentralized File System Cache for the CernVM-FS. 2010 Proceedings of 19th International Conference on Computer Communications and Networks. IEEE Press, Zurich, Switzerland; 2010. p. 1-6. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1109/ICCCN.2010.5560054
23. Dolbilov A., Kashunin I., Korenkov V., Kutovskiy N., et al. Multifunctional Information and Computing Complex of JINR: Status and Perspectives. CEUR Workshop Proceedings. 2019; 2507:16-22. Available at: http://ceur-ws.org/Vol-2507/16-22-paper-3.pdf (accessed 24.01.2022). (In Eng.)
24. Hunt A., Thomas D. The Art of Enbugging. IEEE Software. 2003; 20(1):10-11. (In Eng.) doi: https://doi.org/10.1109/MS.2003.1159022
25. Buša J.Jr., Hnatič S., Rogachevsky O.V. Performance Analysis and Optimization of MPDRoot. CEUR Workshop Proceedings. 2021; 3041:75-79. Available at: http://ceur-ws.org/Vol-3041/75-79-paper-13.pdf (accessed 24.01.2022). (In Eng.)
Опубликована
2022-03-31
Как цитировать
BUŠA JR., Ján et al. Единая среда разработки программного обеспечения и анализа для МПД эксперимента на НИКА коллайдере. Современные информационные технологии и ИТ-образование, [S.l.], v. 18, n. 1, p. 176-182, mar. 2022. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/823>. Дата доступа: 09 dec. 2022 doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.18.202201.176-182.
Раздел
Научное программное обеспечение в образовании и науке