高エネルギー物理学実験におけるデータ収集
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[[藤井のスタートページ]]
* 高エネルギー物理学実験の特徴 [#le5a8a8f]
高エネルギー物理学実験は次の二つの特徴を持つ
- 量子力学が支配する粒子（素粒子、原子核）を扱う。
従って、原則的に統計的手法により物理法則を見つけ出す。
- 相対論的世界（高エネルギー）の領域であるので、
質量とエネルギーの転化が起こる。従って、粒子数は
保存しない。粒子は生成・消滅し、多数の様々な粒子が
できる可能性がある。
これらの特徴から、高エネルギー物理学実験は
- 長時間大量のデータをためる（統計精度をあげる）
- 空間的にできるだけ広い領域を測定する
- 粒子識別のための様々な検出器を同時に使う
という傾向を持つ。
* データ収集システムの構成要素 [#vada59b8]
- 読み出し系
- 記録系
- モニター系
- 環境制御系（温度、電圧、電流、、）
- 全体制御系（測定開始、終了、一時停止、試験、、）
* 測定器 [#q915069b]
データ収集という立場から測定器を見ると、測定器が
出す情報は4次元位置座標とその座標に対応する信号である。
4次元位置座標（時刻と3次元位置座標）は、必ずしも
現実世界の4次元位置座標である必要はない。実験によっては時...
各測定器間での時間的前後関係が与えられるもので
あればよい。また3次元位置座表についても空間的距離関係が与え
られるものであればよい。例えば、時刻については全系共通の...
実験開始時点から順次番号がつけられていくとしたら、トリガ...
3次元位置座標については読み出し回路と測定器の読み出し位置が
対応付けられているならばその回路の識別番号でもよい。
基本的には、各測定器からの信号の時間的前後関係と空間的隣...
ことができることが重要である。
* 事象データ [#f11bf54f]
ある一つの事象が起こった時に、その事象から発生したと推定...
各測定器からの信号の組を事象データと呼ぶ。
通常は、その事象の発生時刻の時間的近傍にある信号の組であ...
この場合、各測定器からの情報に時間的近傍を判定するための...
必要である。
よく用いられる方法として、測定器からの一部の信号を使って...
事象であるかどうかを高速に判定し、目的とする事象である「...
されたら信号を生成し、その信号を基準として時間的近傍を読...
ことが行われる。この基準信号をトリガー信号と呼ぶ。
事象の発生時刻と信号の発生時刻は一致しないことに注意する。
例えば、粒子衝突実験を行っていて、衝突点から発生する粒子を
検出する測定器が衝突点から1m離れて置かれていたとすると、
信号は少なくとも3ナノ秒以上遅れて発生する（粒子が光速で
走ったとしても1m進むのに3ナノ秒かかるので）。
従って、時間的近傍にある信号と言っても、その時刻や範囲は...
異なる。
* 事象構築 [#la45ca15]
多数の測定器を使用する実験では、各測定器からの信号を並列...
ことが必要になる場合が多い。この場合、各測定器から読み出...
時刻は一般には一致していない。従って事象データを構築する...
読み出した信号の集まりから同時刻近傍のデータを集める必要...
同時刻近傍のデータを集め事象データを構築する操作を事象構...
また、この操作を自動的に行うシステムを事象構築器と呼ぶ。
* プログラム技法 [#h06cb61d]
- Input/Output operation
-- device
-- disk
-- network
- Multiprocess/multithread
-- 同期
-- 排他制御
終了行:
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* 高エネルギー物理学実験の特徴 [#le5a8a8f]
高エネルギー物理学実験は次の二つの特徴を持つ
- 量子力学が支配する粒子（素粒子、原子核）を扱う。
従って、原則的に統計的手法により物理法則を見つけ出す。
- 相対論的世界（高エネルギー）の領域であるので、
質量とエネルギーの転化が起こる。従って、粒子数は
保存しない。粒子は生成・消滅し、多数の様々な粒子が
できる可能性がある。
これらの特徴から、高エネルギー物理学実験は
- 長時間大量のデータをためる（統計精度をあげる）
- 空間的にできるだけ広い領域を測定する
- 粒子識別のための様々な検出器を同時に使う
という傾向を持つ。
* データ収集システムの構成要素 [#vada59b8]
- 読み出し系
- 記録系
- モニター系
- 環境制御系（温度、電圧、電流、、）
- 全体制御系（測定開始、終了、一時停止、試験、、）
* 測定器 [#q915069b]
データ収集という立場から測定器を見ると、測定器が
出す情報は4次元位置座標とその座標に対応する信号である。
4次元位置座標（時刻と3次元位置座標）は、必ずしも
現実世界の4次元位置座標である必要はない。実験によっては時...
各測定器間での時間的前後関係が与えられるもので
あればよい。また3次元位置座表についても空間的距離関係が与え
られるものであればよい。例えば、時刻については全系共通の...
実験開始時点から順次番号がつけられていくとしたら、トリガ...
3次元位置座標については読み出し回路と測定器の読み出し位置が
対応付けられているならばその回路の識別番号でもよい。
基本的には、各測定器からの信号の時間的前後関係と空間的隣...
ことができることが重要である。
* 事象データ [#f11bf54f]
ある一つの事象が起こった時に、その事象から発生したと推定...
各測定器からの信号の組を事象データと呼ぶ。
通常は、その事象の発生時刻の時間的近傍にある信号の組であ...
この場合、各測定器からの情報に時間的近傍を判定するための...
必要である。
よく用いられる方法として、測定器からの一部の信号を使って...
事象であるかどうかを高速に判定し、目的とする事象である「...
されたら信号を生成し、その信号を基準として時間的近傍を読...
ことが行われる。この基準信号をトリガー信号と呼ぶ。
事象の発生時刻と信号の発生時刻は一致しないことに注意する。
例えば、粒子衝突実験を行っていて、衝突点から発生する粒子を
検出する測定器が衝突点から1m離れて置かれていたとすると、
信号は少なくとも3ナノ秒以上遅れて発生する（粒子が光速で
走ったとしても1m進むのに3ナノ秒かかるので）。
従って、時間的近傍にある信号と言っても、その時刻や範囲は...
異なる。
* 事象構築 [#la45ca15]
多数の測定器を使用する実験では、各測定器からの信号を並列...
ことが必要になる場合が多い。この場合、各測定器から読み出...
時刻は一般には一致していない。従って事象データを構築する...
読み出した信号の集まりから同時刻近傍のデータを集める必要...
同時刻近傍のデータを集め事象データを構築する操作を事象構...
また、この操作を自動的に行うシステムを事象構築器と呼ぶ。
* プログラム技法 [#h06cb61d]
- Input/Output operation
-- device
-- disk
-- network
- Multiprocess/multithread
-- 同期
-- 排他制御
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