BESⅢ实验数据并行处理的研究

北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)是北京正负电子对撞机Ⅱ(BEPCⅡ)上的一台大型通用磁谱仪,用于τ-粲物理实验研究。BESⅢ离线数据处理系统将实验获取的探测器原始数据转换为适合于物理分析的数据。主要研究了BESⅢ实验数据的并行计算处理。针对目前计算机的多核CPU硬件结构,采用多线程编程技术,实现了BESⅢ离线数据处理事例级别的多线程并行计算。性能测试表明多线程并行处理能够有效地提高运算速度,同时减少内存消耗。     

BESⅢ实验离线数据管理系统的设计和实现

北京正负电子对撞机Ⅱ(BEPCⅡ)上的北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)是用τ-粲物理研究的一台大型通用磁谱仪,它将产生PB量级的实验数据.主要研究BESⅢ实验数据在离线数据处理和物理分析过程中的管理.首先分析了BESⅢ离线数据管理系统的需求,然后详细介绍基于J2EE和Web技术的数据管理系统的整体软件架构和各个系统模块的功能实现.最后,给出了BESⅢ数据管理系统的硬件构成、软件部署以及测试结果.     

BESⅢ实验原始数据访问

北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)是北京正负电子对撞机Ⅱ(BEPCⅡ)上的一台大型通用磁谱仪,用于τ-粲物理实验研究.主要研究了BESⅢ原始数据的离线处理;利用原始数据转换服务实现了BESⅢ原始数据的访问;同时,对原始数据转换服务进行了优化和扩展以满足高性能输入/输出和Monte Carlo模拟的需求.还完成了原始数据转换服务在BESⅢ在线系统中的重用,以及过滤原始数据的功能.     

一个分布式的网络PC/Linux系统及其在BES和BES-Ⅱ粲物理研究中的应用

简要介绍了一个基于网络的小型PC-PARM和一个分布式的PC/Linux机集群系统的组成,及其在BES/BES-Ⅱ粲物理研究中的应用。利用此系统对BES-Ⅱ计划进行的ψ'（3770）D物理做了全面的蒙特卡罗模拟研究。利用BES-Ⅱ获取的J/ψ数据,对此系统工作的稳定性、可靠性和对数据重建的可行性及重建能力进行了研究,其结果表明,利用廉价的PC/Linux机集群进行BES/BES-Ⅱ数据的离线处理和物理分析完全可行,与HP/UNIX工作站集群对比,PC/Linux机集群在性能价格比及运算速度方面摇摇领先。     

BES-Ⅱ快速数据重建

报道了BES－Ⅱ快速数据重建的方法和结果，基于一个小型PC FARM或一个分布式的网络Linux PC系统，发展建立了BES－Ⅱ快速数据重建系统，利用这一系统，BES－Ⅱ实验组可以在数据采集后20min内完成完整的数据重,一台奔腾Ⅲ（PⅢ－800）PC微机，12min可以完成3000个由BEPC（北京正负电子对撞机）在质心系能量为3．097G Vth ^ ^-对撞产生并由北京谱仪记录的数据的完整重建。利用这些重建的数据，在BES－Ⅱ实验中可以跟踪检查获取的质量，及时地解决硬件系统可能出现的问题，优化各子探测器硬件参数的设置。     

BESⅢ飞行时间探测器的离线数据质量监测

北京谱仪(BESⅢ)飞行时间探测器的离线数据质量监测软件通过对原始数据的分析,刻度过程和重建结果的监测获得探测器的性能参数等信息,并进行图形输出,对保障离线数据质量和实现北京谱仪物理目标是十分重要的。本文对飞行时间探测器离线数据质量监控的软件框架进行了描述。     

BESⅢ离线系统和性能测试

本文介绍了BESⅢ离线数据处理软件系统的构成以及数据处理的主要流程;给出了利用工具软件TAU(Tuning and Analysis Utilities)对系统性能进行的测试结果,据此结果估算了BESⅢ实验所需的计算资源,并且与BESⅢ设计报告的相关部分进行比较,说明了BESⅢ计算机环境的设计基本满足BESⅢ离线数据处理的要求.     

BESⅢ在线事例选择流程控制

BESⅢ在线数据获取系统的事例筛选将使用软件的方法进行实时事例选择,把事例率降低到 3 kHz以下.遵循尽可能重用BESⅢ离线数据处理软件的原则,根据在线事例选择的要求,开发了BESⅢ事例选择流程控制软件.初步测试表明事例选择流程控制软件可以成功地和数据获取系统集成,并且满足BESⅢ实验的基本要求.     

基于PLC的BESⅢ束流管冷却系统自动监控系统的设计

北京正负电子对撞机BEPCⅡ的二期改造工程为中国科学院重大项目改造工程,BESⅢ束流管冷却系统对BESⅢ束流管进行冷却,其中BESⅢ束流管冷却系统的自动监控系统负责BESⅢ束流管冷却系统的全面安全可靠运行。从工程设计的角度出发,介绍了自动监控系统的主要结构、工作原理、监控系统硬件选型及软件设计,并对系统的可靠性进行分析。运行结果表明,该监控系统满足BESⅢ束流管冷却系统的工艺要求,安全可靠。     

利用TOF和MDC信息计算北京谱仪Ⅲ事例起始时间的算法研究

主要阐述了北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)事例起始时间计算系统的基本原理和程序结构;利用MDC径迹、TOF信息联合计算方法和单独使用MDC方法完成BESⅢ事例起始时间的计算.通过蒙特卡罗数据,包括对撞事例和宇宙线事例的运行、检验和调试,证明了系统是稳定和可靠的.     

BESⅢ漂移室宇宙线测试击中的空间位置计算

宇宙线测试是北京谱仪BESⅢ漂移室建造过程中的重要环节,测试联合BESⅢ电子学、数据获取、触发判选等系统共同进行.BESⅢ数据获取系统在数据获取期间需要实时监测事例数据,其中单事例显示是在线监测的一种重要手段.本文主要介绍了宇宙线测试系统单事例显示中事例径迹击中的空间位置计算方法.     

在线数据获取系统软件开发管理平台

北京谱议BESⅢ正在建造之中, BESⅢ在线数据获取系统根据最初的设计报告中的要求采用了由CMT(配置管理工具)、CVS(并行版本系统)和Doxygen组成的平台来开发其软件.这种选择不但使用方便而且功能强大,给开发工作带来了高效率,将挑重点介绍这一平台在实际应用中所显示出来的优点.     

BESIII MDC数据处理系统

北京谱仪III(BESIII)是北京正负电子对撞机II(BEPCII)上的一台大型通用磁谱仪,用于τ-粲物理实验研究。主漂移室(MDC)是BESIII上的主要探测器之一,用于测量带电粒子的位置,动量和粒子类型的鉴别。论文主要介绍了BESIII MDC事例重建系统,其中包括T0的计算,径迹重建和径迹拟合,数据离线刻度,dE/dx的重建和刻度等软件的原理、结构以及各软件包的主要性能。     

BESⅢ TOF前端读出电子学模块测试控制及分析软件系统的设计

为配合BEPCⅡ(Beijing Electron Positron Collider,即北京正负电子对撞机)的改造,目前北京谱仪(Beijing Spectrometer,简称 BES)正在进行第三期升级改造工程,称为BESⅢ.改造后的BESⅢ将大幅度提高探测器性能.TOF(Time of Flight),即飞行时间计数器,是BESⅢ的重要子系统,其负责时间和电荷测量的前端电子学读出模块(Front End Eletronics Module,简称FEE)要求时间分辨率好于25ps,电荷分辨率好于10bit.为了对FEE模块的性能进行测试,保证工程进度和质量,一个完备的测试控制/分析系统的建立是十分必要的.文章将简要论述其中测试控制及分析软件的设计.     

基于LabVIEW和舢的数据获取和分析系统

通过调用可执行文件＊.exe的机制,研究并实现了在LabVIEW中调用专业数据分析软件ROOT的接口技术。结合两者优势,可搭建完善的数据获取和分析平台,极大提高实验效率。最后介绍了此方法在BESⅢ气体监测器数据获取分析系统和BESⅢ量能器晶体光性能测试系统中的成功应用。     

HL-1实验数据分析系统

一个用于HL-1物理实验的数据分析系统已经建成。它已用于HL-1的各种物理实验,诸如偏压电极放电的实验,微波加热实验,弹丸注入的实验等。该系统成为物理学家分析,处理各种实验数据不可缺少的工具。文内简要说明了此系统硬件和软件的体系结构,在线和离线的分析情况,系统的应用情况等,是1989年以来数据采集和处理分析工作的系统总结。在根据HL-1M的诊断需要进行改进扩容后,可用于HL-1M实验数据分析。     

基于LabVIEW和ROOT的数据获取和分析系统

通过调用可执行文件*.exe的机制,研究并实现了在LabVIEW中调用专业数据分析软件ROOT的接口技术.结合两者优势,可搭建完善的数据获取和分析平台,极大提高实验效率.最后介绍了此方法在BESⅢ气体监测器数据获取分析系统和BESⅢ量能器晶体光性能测试系统中的成功应用.     

利用PC/Linux处理BES实验数据的可行性研究及PC/Linux在BES粲介子物理研究中的应用

简要地介绍了利用ＰＣ／Ｌｉｎｕｘ实现对北京谱仪（ＢＥＳ）数据的离线重建、蒙特卡罗数据的产生和探测器模拟的可行性研究结果及ＰＣ／Ｌｉｎｕｘ在Ｄ／Ｄｓ物理研究等方面的应用情况，并就ＰＣ／Ｌｉｎｕｘ和ＨＰ工作站对ＢＥＳ数据的处理能力及处理结果的一致性进行了详细的比较。结果表明，ＰＣ／Ｌｉｎｕｘ完全可以用于北京谱仪数据的离线处理和物理分析工作，并在运算速度和价格上占有很大的优势。     

BESⅢ EMC台阶模式的研究与实现

主要介绍BESⅢ EMC在线台阶模式的相关研究与实现.详细描述在线台阶模式中的两种数据分析算法、关键模块及其功能.并对两种算法在有无束流影响下的结果和优劣进行了比较分析.该系统用于BESⅢ数据获取系统中对探测器电子学通道进行噪声水平监测,正常取数时对数据进行零压缩.     

BESⅢ离线软件的性能研究

BESⅢ离线软件系统的性能监测和分析,对优化BESⅢ离线软件,提高CPU和内存利用率具有重要的意义.基于Gaudi框架提出并实现了一套切实可行的性能监测服务,并利用该服务对BESIⅢ的模拟和重建过程进行了性能检测和分析.