Лекция 1. Введение в предмет курса. Команды ос Linux

На современном уровне развития ускорительного эксперимента, все более его тесной связи с информационными технологиями, специалист в области физики высоких энергий¹ для успешной работы должен обладать серьезной, разносторонней подготовкой в методах обработки данных и компьютерного моделирования.

Цель настоящего курса состоит в том, чтобы познакомить слушателя с наиболее часто применяемыми в физике высоких энергий программами, показать общие приемы работы с ними и привести конкретные примеры, имитирующие реальные задачи, встречающиеся на практике.

Каждый из программных пакетов, обсуждаемых в настоящем курсе, имеет соответствующее руководство, объем которого зачастую составляет несколько сотен страниц. Данный курс не претендует на детальность, а скорее является «курсом молодого бойца», сжатым изложением наиболее важных сведений. По завершении курса студент должен получить базовые навыки обращения с рассмотренными программами, быть способным самостоятельно решать простейшие задачи и знать, каким образом получить необходимые для более профессиональной работы недостающие сведения.

Логика построения курса отвечает поставленным задачам. Начать обучение следует с базовых программных сред, предназначенных для обработки и хранения данных, графического представления информации². В настоящее время de facto стандартом такой среды является мощный программный пакет ROOT, реализованный на С++. На изучение этого пакета отводится значительная часть курса. Однако ряд действующих экспериментов по сей день использует проверенную временем Fortran среду для обработки данных PAW. Поэтому начинается курс именно с изучения PAW. Разделы курса, посвященные PAW и ROOT во многом сходны: в них рассматривается работа с гистограммами, ntuples (для PAW) и TTree (для ROOT), сохранение информации в файл.

Чтобы изучать какие-либо процессы, необходимы физические генераторы (для ускорительной физики — генераторы столкновений). В курсе рассматривается наиболее распространенный генератор протон-протонных столкновений PYTHIA. Работа PYTHIA иллюстрируется на рождении Z⁰- и Хиггс-бозона. Генераторы ядро-ядерных столкновений в рамках курса представлены популярными программами UrQMD и HIJING.

Чтобы изучать отклик экспериментальной установки на частицы, рожденные в столкновении, необходимо иметь программу, которая бы моделировала прохождение частиц через вещество детекторов. В настоящем курсе изучается программа GEANT3.

Завершает курс лекция, посвященная программному пакету AliROOT, предназначенному для всесторонней информационной поддержки эксперимента ALICE, подготовка которого к работе на ускорителе LHC близится к завершению. AliROOT, как следует из названия программы, базируется на пакете ROOT, и для своей работы использует генераторы столкновений (PYTHIA, HIJING, …), а также программы для моделирования прохождения частиц через вещество. На примере AliROOT иллюстрируются принципы организации комплексного программного обеспечения для современного эксперимента.

Программные пакеты не могут работать сами по себе — для их функционирования необходима операционная среда (ОС). Программы, рассмотренные в рамках курса, реализованы под ОС Linux³.

Напомним наиболее важные консольные команды Linux.