BESⅢ数据处理系统及其环境配置

论文摘要

BEPCⅡ(Beijing Electron Positron ColliderⅡ)和BESⅢ(BEijing SpectrometerⅢ)是我国最新建设的新一代大型加速器和谱仪,与BEPCⅠ和BESⅡ相比它的主要特点是多束团,对撞周期短,信号通道多,数据率极高。这些特点对离线数据处理系统提出了更高的要求,使得数据处理系统的规模和难度都比BESⅡ复杂得多,它由上千个子程序包组成,源程序总量估计将超过60万行。本文的工作就是研究和开发用于BESⅢ离线数据处理系统的软件管理与配置工具软件包,并完成了用于BESⅢ事例时间起始点的部分软件的开发工作。 对于一个复杂和庞大的数据处理软件系统,无论是开发过程中的管理,以及以后的维护和运行都是十分困难的工作。为了解决这个难题,本文通过广泛的调研,细致研究了各种管理软件的利弊,选择比较适合于BESⅢ软件系统的管理软件——CMT(Configuration Management Tools)。详细研究了该软件工具的结构和使用,对该软件的各种模块和所需的各种外部库进行了移植、适当的改写和调试,同时对整个BESⅢ框架系统进行了改造,把原有的FRAMEWORK下的18个软件包都按照CMT的格式进行改造并编写相应的配置管理的文件;从而搭建了新的框架,使得整个离线数据处理系统可以被CMT与CVS(Concurrent Versions System)很好的管理起来,保证了BESⅢ的径迹重建工作的进行。 使用CMT对BESⅢ软件开发过程进行了严格的配置和管理,经过近一年的使用证明是非常有效的,它使整个软件开发过程处于一种良好的可控状态,增加了所开发的软件系统的成功性,提高了开发人员的效率和软件开发速度,为BESⅢ离线软件系统的开发提供了保证。 为了使对撞机获得更高的亮度从而得到更高的事例率,BEPCⅡ和BESⅢ采用了“多束团”机制,即每隔8ns发出一个离子束团。但是BESⅢ在线取数系统的时钟频率限制在24ns,即每个取数周期内有三个束团经过,因此如何确定事例的起始时间是BESⅢ离线数据处理要解决的第一个问题,在分析国际上其他实验室相关工作的基础上,结合BESⅢ探测器的实际情况,设计和实现了一套程序和算法,即利用TOF(Time Of Flight)的信号计算粒子在该区域所飞行的时间,并结合在线数据其它信息计算事例的起始时间。用MC数据经过初步测试和径迹的外推,得到的TOF的ID号与MC(Monte Carlo)数据中TOF的着火ID号基本一致,说明程序算法设计和探测器几何结构一致。 事例时间TO计算的成功从根本上保证了BESⅢ离线数据处理系统中其他模块的起始条件的正确性,也充分保证了利用新系统的多束团机制所得到的事例重建的正确性,该计算所得时间也是进行离子鉴别的唯一依据。这对BESⅢ离线数

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 粒子物理
• 1.2 国内外高能物理、粒子加速器的发展及其现状
• 1.3 北京正负电子对撞机与北京谱仪
• 1.4 本论文的主要工作
• 第2章 BESⅢ及其离线数据分析系统
• 2.1 北京正负电子对撞机BEPC与BEPC Ⅱ
• 2.2 北京谱仪BES
• 2.3 北京谱仪BESⅢ
• 2.4 BESⅢ离线数据分析系统
• 2.5 本章小结
• 第3章 BESⅢ数据处理系统的环境配置方法
• 3.1 软件工程与软件配置管理
• 3.2 软件配置管理工具
• 3.3 几种典型的软件配置管理工具
• 3.3.1 Visual SourceSafe
• 3.3.2 Clear Case
• 3.4 BESⅢ数据处理系统的配置管理方法
• 3.4.1 BESⅢ数据处理系统软件部分简介
• 3.4.2 BESⅡ数据处理系统的配置管理方法
• 3.4.3 BESⅢ数据处理系统的配置管理工具——CMT与CVS
• 3.4.4 利用CMT与CVS建立BESⅢ离线软件开发环境
• 3.5 本章小结
• 第4章 事例时间T0的计算
• 4.1 BESⅢ的时间测量和时间系统
• 4.2 BESⅢ的事例重建系统
• 4.3 事例时间T0的计算原理
• 4.4 程序设计和实现
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 附录B 程序清单