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论文开题报告
研究生姓名:黄性涛
论文题目:面向对象的BES物理分析平台的设计
专业:粒子物理
导师:何瑁
所在单位:山东大学物理与微电子学院
2001年11月27日
面向对象的BES物理分析平台的设计
November26,2001
黄性涛
BES物理分析平台采用当前广泛流行的C++语言,进行面向对象地程序设计.本论文工作,以Gaudi(LHCbDataProcessingApplicationFramework)为基础.开发适用我国高能物理实验BEPC(北京正负电子对撞机)和BES(北京谱仪)物理分析平台.将来BEPCII和BESIII安装运行后,用该平台进行物理分析工作.
课题的提出
当前,我国的高能物理实验设备:BEPC(北京正负电子对撞机)和BES(北京谱仪)将进行升级换代.现在正在运行的是BEPCI和BESII,但新一代的BEPCII和BESIII已经设计,预计2005年升级完毕,正式运行.BEPCII将采用双环结构,亮度,强度等性能均得到提高.BESIII的结构形状,大小都重新设计,采用BGO(锗酸钡)晶体,其探测性能有了很大的提高.升级安装后,将获取更多的高质量的数据.
随着硬件的升级,软件也需要重新设计.在此以前,物理分析工作均采用Fortran语言,过程化的程序设计.纵观当前,C++语言的发展领导了程序设计语言的潮流,大有取代其它语言的趋势.在科学计算上,它比Fortran更为可靠和方便.因为C++是一门高效实用的程序设计语言,它既可以进行过程化的程序设计,也可以进行面向对象的程序设计.它强调高级抽象的支持,实现了类的封装,数据的隐藏,继承及多态.使其代码容易维护和高度的可重用性.所以,C++迅速成为程序员最广泛实用的工具.
因此,本论文采用C++程序设计语言,面向对象地设计BES物理分析平台.
课题的内容
BES物理分析平台选择Gaudi(LHCbDataProcessingApplicationFramework)为基础出于一下考虑:
Gaudi物理分析平台的特点
Gaudi是由位于Cern(欧洲核子研究中心)的LHCb实验研究人员开发而成.专门用来做高能物理实验的online和offline数据处理的平台.由于采用C++的面向对象的程序设计而成,它具有高度地灵活性,简单性,可移植性.
Atlas实验已经成功地以Gaudi为基础开发出Athena.
Atlas实验将成为世界上最大的高能物理实验.它的物理分析平台Athena就是采用Gaudi为框架,根据Atlas实验的特点开发而成的.
BES物理分析平台选择Gaudi意义重大.
我国的高能物理实验要保持与世界上高能物理实验一致.应该吸取其它高能物理实验的优势.因此,BES物理分析平台选择Gaudi为基础不仅必要且可行.
BES物理分析平台的结构
注解:
深色方框代表物理分析平台的组成部分.
白色方框代表物理分析平台所用的外部数据库和应用具.
虚线箭头代表可选关系,实线箭头代表依赖关系.
2.3物理分析平台的具体内容
虽然高能物理实验有很多的相似性,但由于每个实验的具体研究对象不同,研究目的不同,所以它们的事例模型不同.因此要根据BES研究目的设计BES的事例模型(EventModel).
LHCb实验和Atlas实验重建数据的格式与北京谱仪重建数据的格式不同.因此根据BES重建数据的格式(NewSummaryDataType)设计PersistentService.
根据BES的事例模型(EventModel)设计相应的Converters.以便数据在PersistentDataStore与TransientDataStore间转化.
做物理分析工作.
课题计划
本物理分析平台是由CMT(ConfigureManagerTools)管理,熟悉掌握CMT软件的使用.(2001年9月~2001年11月)
了解Gaudi的整体结构,各组成部分的功能,能够在我们环境下运行.(2001年12月~2001年2月)
深入学习Gaudi的技术细节.(2002年3月~2002年7月)
针对BES要做的物理工作设计事例模型(EventModel).(2002年8月~2002年10月)
根据BES事例模型(EventModel)设计相应的Converters..(2002年11月~2003年2月)
做物理分析工作.(2003年3月~2003年9月)
总结,写论文.(2003年10月~2004年3月)