ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ СОСТОЯНИЙ ДЛЯ ОНЛАЙН И ОФЛАЙН ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК КОМПЛЕКСА NICA

  • К. В. Герценбергер
  • А.И. Чеботов
  • И.Н. Александров
  • И. А. Филозова
  • Е.И. Александров
Ключевые слова: Комплекс NICA, онлайн и офлайн обработка данных экспериментальных установок, информационные сервисы, информационная система, база данных состояний

Аннотация

Хранение, обработка и анализ экспериментальных и смоделированных данных являются
неотъемлемой частью всех современных экспериментов физики высоких энергий. Эти задачи
имеют важное значение в экспериментах комплекса NICA, строящегося в Объединенном ин-
ституте ядерных исследований (ОИЯИ), из-за большой частоты взаимодействия и множест-
венности частиц в событиях столкновения ионов, в связи с этим особенно актуальна автома-
тизация рассматриваемых процессов для комплекса NICA. Для решения поставленной задачи
современные физические эксперименты используют информационные системы различной на-
правленности, которые позволяют управлять потоками данных и обслуживать большое коли-
чество одновременных запросов на требуемую информацию от различных систем эксперимен-
та и их пользователей. В статье описывается проектирование новой информационной систе-
мы на основе базы данных состояний, а также сопутствующие информационные сервисы для
автоматизации хранения и обработки данных и информации об экспериментах проекта NICA.
Разрабатываемая база данных состояний предназначена для хранения, поиска и использования
различных параметров и информации о режимах работы систем эксперимента. База данных,
реализуемая при помощи СУБД (системы управления базами данных) PostgreSQL, будет отве-
чать за предоставление хранимой информации для обработки данных событий и их физическо-
го анализа, а также за организацию прозрачного единого доступа и управление данными на
протяжении всего жизненного цикла проводимых научных исследований. В статье показаны
схема и цели создаваемой базы данных состояний, представлены её атрибуты, а также выде-
лены ключевые аспекты разработки. Показано место базы данных состояний в архитектуре
обработки потока данных эксперимента. Также в статье описана интеграция данной инфор-
мационной системы с используемым программным обеспечением экспериментов. Начата раз-
работка интерфейсов базы данных состояний для использования хранимых параметров и ин-
формации об эксперименте в задачах моделирования событий, обработки “сырых” данных,
реконструкции и физического анализа

Литература

1. NICA Collaboration. NICA White paper. Searching for a QCD mixed phase at the Nuclotronbased
ion collider facility. JINR, Dubna, 2014, 334 p.
2. MPD Collaboration. The MultiPurpose Detector – MPD. Conceptual Design Report. JINR,
Dubna, 2012, 259 p.
3. Kouznetsov O., Savin I. Spin Physics Experiments at NICA-SPD, Nuclear and Particle Physics
Proceedings, 2017, Vol. 282–284, pp. 20-26.
4. Baranov D., Kapishin M., Mamontova T., et al. The BM@N experiment at JINR: status and
physics program, KnE Energy & Physics, 2018, Vol. 3, pp. 291 -296.
5. Galavanov A., Khabarov S., Kirushin, et al. Studies of Short Range Correlations in inverse
kinematics at BM@N at the NICA facility, Journal of Physics: Conference Series, 2019, Vol.
1390, 012025.
6. Shiers J. Databases in High Energy Physics: A Critical Review, In: R. Brun, F. Carminati, G.
Galli Carminati. From the Web to the Grid and Beyond. Springer, 2011, pp. 225-266.
7. Aleksandrov E.I., Aleksandrov I.N., Gertsenberger K.V. i dr. Informatsionnye sistemy dlya
onlayn i oflayn obrabotki dannykh v sovremennykh eksperimentakh fiziki vyokikh energiy
[Information systems for online and offline data processing in modern high-energy physics experiments],
Mezhdunarodnyy nauchnyy zhurnal «Sovremennye informatsionnye tekhnologii i
IT-obrazovanie» [International scientific journal «Modern Information Technologies and
IT-Education»], 2019, Vol. 15, No. 3, pp. 645-650.
8. Baskakov A., Bazylev S., Fediunin A., Filippov I. MPD Data Acquisition System: Technical
Design Report. JINR, Dubna, 2018, 74 p.
9. Brun R., Rademakers F. ROOT – An Object Oriented Data Analysis Framework, Proceedings
AIHENP'96 Workshop. Nucl. Inst. & Meth. in Phys. Res. A., 1997, Vol. 389, pp. 81-86.
10. Gertsenberger K., Moshkin A., Chebotov A. Development of the Electronic Logbook for the
BM@N Experiment at NICA, CEUR Workshop Proceedings of the 27th International Symposium
Nuclear Electronics and Computing, 2019, Vol. 2507, pp. 175-179.
11. Andreev V., Volkov V., Gorbachev E., et al. TANGO standard software to control the
Nuclotron beam slow extraction, Physics of Particles and Nuclei Letters, 2016, Vol. 13,
pp. 605-608.
12. Adam Gh., Bashashin M., Belyakov D., et al. IT‑ecosystem of the HybriLIT heterogeneous
platform for high‑performance computing and training of IT‑specialists, CEUR Workshop
Proceedings of the VIII International Conference «Distributed Computing and Gridtechnologies
in Science and Education», 2018, Vol. 2267, pp. 638–644.
13. Serifi V., Dasic P., Jecmenica R., Labovic D. Functional and information modeling of production
using IDEF methods, Journal of Mechanical Engineering, 2009, Vol. 55, pp. 131-140.
14. Obe R., Hsu L. PostgreSQL: up and running. – O’Reilly Media, 2015. – 234 p.
15. Laycock P., Dykstra D., Formica A., et al. A Conditions Data Management System for HEP
Experiments, Journal of Physics: Conference Series, 2018, Vol. 1085, 032040.
16. Rinaldi L., Formica A., Gallas E., et al. Conditions evolution of an experiment in mid–life,
without the crisis (in ATLAS), EPJ Web of Conferences, 2019, Vol. 214, 04052.
17. Akishina E., Alexandrov E., Alexandrov I., et al. Conceptual considerations for CBM databases,
Communication of the Joint Institute for Nuclear Research, 2014, E10-2014-103.
18. Gertsenberger K., Merts S., Rogachevsky O., Zinchenko A. Simulation and analysis software
for the NICA experiments, European Physical Journal A, 2016, Vol. 52 (8), 214.
19. Al-Turany М., Bertini D., Karabowicz R., et al. The FairRoot framework, Journal of Physics:
Conference Series, 2012, Vol. 396, 022001.
20. Batyuk P., Gertsenberger K., Merts S., Rogachevsky O. The BmnRoot framework for experimental
data processing in the BM@N experiment at NICA, EPJ Web of Conferences, 2019,
Vol. 214, 05027.
Опубликован
2021-02-25
Выпуск
Раздел
РАЗДЕЛ V. ИНТЕГРАЦИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ И ГИБРИДНЫХ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ