Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

S. Gadomski, "CERN i komputery", 22.05.20071 CERN i komputery dr hab. Szymon Gadomski Uniwersytet Genewski i IFJ PAN w Krakowie.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "S. Gadomski, "CERN i komputery", 22.05.20071 CERN i komputery dr hab. Szymon Gadomski Uniwersytet Genewski i IFJ PAN w Krakowie."— Zapis prezentacji:

1 S. Gadomski, "CERN i komputery", CERN i komputery dr hab. Szymon Gadomski Uniwersytet Genewski i IFJ PAN w Krakowie

2 S. Gadomski, "CERN i komputery", Komputery w CERN - WWW i GRID 1.Historia WWW (wynalazek CERN) –na czym polegał wkład CERNu –dlaczego CERN odegrał decydującą rolę 2.Komputery dla współczesnej fizyki – GRID (i nie tylko) –wymagania eksperymentów LHC –selekcja danych w czasie rzeczywistym online –problem ilości danych do dalszej analizy –GRID – idea, stan rozwoju –na czym polega analiza danych 3.Polonica –GRID w Polsce i Polscy programiści w CERNie 4.Podsumowanie

3 S. Gadomski, "CERN i komputery", Internet przed wynalezieniem WWW 1959, ARPANET, University of California, Los Angeles 1978 – 1981, pierwsze sieci międzynarodowe i międzykontynentalne (np. dla poczty) 1983 sieć dla nauki (National Science Foundation, USA) już obecny protokół wymiany informacji (TCP/IP) koniec lat 80-tych – internet szeroko używany przez fizyków cząstek –podłączone większe laboratoria (CERN, DESY) i niektóre uniwersytety –z Krakowa przez telefon międzynarodowy do CERN, każda minuta cenna

4 S. Gadomski, "CERN i komputery", Internet przed wynalezieniem WWW (2) Możliwości internetu w końcu lat 80-tych Poczta elektroniczna (pine)Przesyłanie danych (ftp) kontakt z użytkownikiem czysto tekstowy

5 S. Gadomski, "CERN i komputery", Wynalazek WWW 1989, CERN, początki WWW –najbardziej aktywe centrum internetu w Europie –duża rotacja personelu (nadal) Tim Berners-Lee proponuje data management system - połączenie istniejącego standardu opisu informacji (hypertext) i internetu - dla potrzeb CERNu i eksperymentów Robert Caillau, plan projektu

6 S. Gadomski, "CERN i komputery", Wynalazek WWW (2) 1989 – 1991, pierwsze prototypy w CERN Pierwszy ``server WWW Szkic architektury Tim Berners-Lee 1989

7 S. Gadomski, "CERN i komputery", Rozwój WWW 1991 – WWW dostępne publicznie poza CERN 1993 – deklaracja CERN o darmowym dostępie do technologii WWW 1993 – pierwsza znana przeglądarka graficzna (Mosaic) University of Illinois, USA, początki graficznych stron internetowych 1995 – przemysł (np. Microsoft) proponuje internet dla szerokiej publiczności 2005 – index 19.2 miliardów stron interenetowych (Yahoo) 2007 – prawdopodobnie około 30 miliardów stron Niespotykana wcześniej łatwość dostępu do informacji. NP. strona publiczna CERNstrona publiczna CERN Fenomen społeczny definiujący nasze czasy narodził się w CERNie. Potrzeba łatwej, globalnej i nieformalnej wymiany informacji, typowa dla fizyki cząstek, dała tak znaczący (i nieoczekiwany) efekt.

8 S. Gadomski, "CERN i komputery", Internet obecnie

9 S. Gadomski, "CERN i komputery", Komputery dla współczesnej fizyki GRID i nie tylko

10 S. Gadomski, "CERN i komputery", Komputery dla współczesnej fizyki Częstość reakcji – wymagania Przy zderzeniach protonów na LHC interesujące nas nieznane jeszcze procesy będą rzadkie. Dlaczego?

11 S. Gadomski, "CERN i komputery", Produkcja bozonu Higgsa w zderzeniach protonów Z0Z0 Z0Z0 pp q q q q H WW e+e+ e-e- - + Istotna jest energia składników oddziałujących protonów. Obydwa kwarki (lub gluony) muszą nieść dużą część energii protonów. To zdarza się rzadko. Trzeba wybierać zderzenia interesujące!

12 S. Gadomski, "CERN i komputery", Odrzucić! Selekcja interesujących zderzeń. Zachować czy odrzucić?

13 S. Gadomski, "CERN i komputery", supersymetria muon Zachować! Selekcja interesujących zderzeń. Zachować czy odrzucić?

14 S. Gadomski, "CERN i komputery", LVL1 System selekcji danych ATLASa 40 MHz 75 kHz ~3 kHz ~ 200 Hz 120 GB/s ~ 300 MB/s ~2+4 GB/s TriggerDAQ 2.5 s Calo MuTrCh Other detectors FE Pipelines RoI Lvl1 acc = 75 kHz 40 MHz Read-Out Sub-systems Event Building N/work DATAFLOWDATAFLOW EB ROS HLTHLT LVL2 ~ 10 ms SFI SFO EBN EFN Read-Out Drivers Dataflow Manager Sub-Farm Input Sub-Farm Output Event Filter N/work ROIB L2P L2SV L2N Event Filter DFM EFP RoI Builder L2 Supervisor L2 N/work L2 Proc Unit RoI data = 1-2% RoI requests Lvl2 acc = ~3 kHz ~ sec Event Filter Processors 120 GB/s ~4 GB/s EFacc = ~0.2 kHz Read-Out Buffers Read-Out Links Event Builder DETDET ROD ROB

15 S. Gadomski, "CERN i komputery", Selekcja danych przed rejestracją W eksperymencie ATLAS rejestrowane będzie jedno zderzenie na Selekcja danych w czasie rzeczywistym (online) t.j. przed rejestracją. Selekcja częściowo w elektronice, częściowo na komputerach. System w budowie, docelowo około 2000 komputerów PC. Kupić komputery jak najpóźniej! Podwojenie szybkości co 1.2 roku...

16 S. Gadomski, "CERN i komputery", pre-series system ~100 PCs racks being preparedair and water for cooling (1 Mega Watt) Farma dla ATLASa w budowie

17 S. Gadomski, "CERN i komputery", Farma komputerów do selekcji danych przed rejestracją Niezależność zderzeń (zwanych przypadkami) Jeden przypadek na jeden procesor - Cluster computing, wiele małych komputerów zamiast jednego super-komputera Linux panuje niepodzielnie

18 S. Gadomski, "CERN i komputery", Ilość rejestrowanych danych Po selekcji jednego zderzenia na ilość danych do zapisania i do dalszej analizy nadal stanowi problem. ATLAS: 300 MB/s, około 3 PB (3*10 15 B) na rok –gdyby pisać na CD byłoby ich 4 miliony (około 20 km na półkach) –około 6000 typowych dysków (500 MB w 2007) 4 eksperymenty LHC mają produkować do 15 PB na rok

19 S. Gadomski, "CERN i komputery", Globalna współpraca nad analizą danych

20 S. Gadomski, "CERN i komputery", Rozwiązanie (w budowie) - GRID internet (i WWW) umożliwiają globaly dostęp do informacji GRID ma umożliwić korzystanie z zasobów (przechowanie danych i procesory do ich przetwarzania) rozproszonych globalnie. fizyka cząstek jest jedną z zainteresowanych dziedzin nauki

21 S. Gadomski, "CERN i komputery", Historia GRIDu prehistoria w latach 70-tych idea porzucona w 80-tych (względy bezpieczeństwa) termin GRID w latach 90tych, analogia do sieci elektrycznej –nikt nie musi wiedzieć skąd pochodzi prąd zasilający jego lampę Ian Foster, Carl Kesselman, Steve Tueck -ojcowie GRIDu –projekt Globus (Chicago, 1997) –obecne projekty używają ich narzędzi

22 S. Gadomski, "CERN i komputery", GRID: komputery, sieci, oprogramowanie Oprogramowanie (GRID middleware) identyfikacja użytkownika –certyfikaty i organizacje wirtualne zarządzanie zasobami (moc obliczeniowa i miejsce na dane) przepływ danych przepływ zadań obliczeniowych

23 S. Gadomski, "CERN i komputery", Ośrodki GRID w Europie

24 S. Gadomski, "CERN i komputery", Ośrodki GRID w Ameryce PN

25 S. Gadomski, "CERN i komputery", Ośrodki GRID w Azji i Oceanii

26 S. Gadomski, "CERN i komputery", GRID dla eksperymentów na LHC LHC Coputing GRID (LCG) współpraca centrów obliczeniowych CERN jako Tier 0 11 Tier 1 każdy Tier 1 ma kilka Tier 2 komputery w instytutach badawczych jako Tier 3

27 S. Gadomski, "CERN i komputery", Przebudowa centrum obliczeniowego w CERN rola dla eksperymentów kilka lat temu obecnie

28 S. Gadomski, "CERN i komputery", Komputery do analizy danych w Genewie 30 PC + dwa serwery Tier 2 k. Lugano (po drugiej stronie Alp) Lokalne farmy Tier 3 na uniwersytetach w Genewie i w Bernie Linux

29 S. Gadomski, "CERN i komputery", Kwestie praktyczne na co dzień Stabilność GRIDu –kłopoty z przepływem danych –informacja dla użytkownika Trzy GRIDy (Europa, USA, kraje skandynawskie i Szwajcaria) –różne oprogramowanie –obecnie praca nad unifikacją (przepływ danych i zadań) Jakość i stan dokumentacji oprogramowania produkowanego przez eksperymenty. Prototypy! System w budowie!

30 S. Gadomski, "CERN i komputery", Planowany wzrost zasobów WLCG

31 S. Gadomski, "CERN i komputery", Ośrodki uczestniczące w światowej prototypowej sieci LCG ( ) We wrześniu 2003 ACK Cyfronet był pomiędzy pierwszymi 14 ośrodkami, z trzech kontynentów, które stworzyły prototyp wspólnej światowej sieci komputerowej dla fizyki Grid w Polsce

32 S. Gadomski, "CERN i komputery", GTS 1,6 Gb/s GDAŃSK POZNAŃ ZIELONA GÓRA KATOWICE KRAKÓW LUBLIN WARSZAWA BYDGOSZCZ TORUŃ CZĘSTOCHOWA BIAŁYSTOK OLSZTYN RZESZÓW Bielsko-Biała GÉANT Gb/s KOSZALIN SZCZECIN WROCŁAW ŁÓDŹ KIELCE PUŁAWY OPOLE RADOM BASNET 34 Mb/s CESNET, SANET GÉANT / TELIA 2x2,5 Gb/s DFN 10 Gb/s Gorzów MAN 10 Gb/s (1 lambda) 2 x 10 Gb/s 1 Gb/s CBDF 10 Gb/s PIONIERS FIBERS Polska infrastruktura WLCG Tier1 FZK Karlsruhe Tier2 PCSS Poznań Tier2 ICM Warszawa Tier2 ACK Cyfronet Kraków

33 S. Gadomski, "CERN i komputery", Polska infrastruktura WLCG Tier2: ACK Cyfronet – ICM – PSNC Trzy centra komputerowe uczestniczą w tworzeniu polskiego Tier2 (jako część polskiego EGEE ROC) ACC Cyfronet Cracow ~200 procesorów Pentium, dyski ~10 TB połączenie do PSNC via 1 Gbs HEP VLAN ICM Warszawa ~270 procesorów AMD-64, dyski ~19 TB połączenie do PSNC via 1 Gbs HEP VLAN PSNC Poznań ~270 procesorów AMD-64 i IA-64, 3 TB połączenie do GEANT i DFN – 10 Gbs W strukturze WLCG polski Tier2 jest połączony do Tier1 w FZK Karlsruhe Tier3 w instytutach FWE Krakowa i Warszawy Warsaw-ICM Cracow-CYFRONET Poznan-PSNC Kilkunastu polskich programistów obecnie w CERN IT, kilkudziesięciu pracowało.

34 S. Gadomski, "CERN i komputery", Projekt CROSSGRID Cyfronet w Krakowie (prof.M.Turała) kierował projektem CrossGrid

35 S. Gadomski, "CERN i komputery", Co te wszystkie komputery będą robić? Analiza danych w fizyce cząstek.

36 S. Gadomski, "CERN i komputery", surowe dane z elektroniki eksperymentu Analiza danych pierwszy stopień przez informacje lokalne (punkt na płytce krzemu) do punktów w przestrzeni

37 S. Gadomski, "CERN i komputery", Analiza danych, dalsze stopnie rekonstrukcja torów cząstek i depozytów energii rozpoznanie cząstek, które powstały w zderzeniu (elektron, foton, mion)

38 S. Gadomski, "CERN i komputery", Analiza i symulacja proces powtarzany wielokrotnie zrozumienie detektora i systemu selekcji zajmuje często kilka lat symulacja komputerowa jest porównywana z danymi weryfikacja dane rekonstrukcja i analiza symulacja (założenia) wynik i porównanie, weryfikacja

39 S. Gadomski, "CERN i komputery", Symulacja jedno zderzenie wiązek w ATLASie jedna cząstka Higgsa 25 oddziaływań proton- proton 750 torów cząstek

40 S. Gadomski, "CERN i komputery", Pojedynczy przypadek nic nie znaczy 100 fb -1 ATLAS oczekiwany (hipotetyczny) sygnał (pochodzący od cząstki Higgsa) H Masa cząstki Ilość przypadków

41 S. Gadomski, "CERN i komputery", Materiały dla nauczycieli i dla uczniów WWW –co to jest WWW oraz internet, rola CERNu –propozycja Tim Berners Lee, Information management system (89) Selekcja danych w czasie rzeczywistym –Tryger eksperymentu CMS GRID –popularyzacja GRID Café –strona główna LHC Computing GRID

42 S. Gadomski, "CERN i komputery", Podsumowanie Najpopularniejsze zastotowanie internetu (WWW) jestproduktem ubocznym badań w CERNie. Środowisko fizyków cząstek odegrało rolę społeczeństwa przyszłości w miniaturze. Eksperymenty na LHC będą produkować ogromną ilość danych. Interesujące zderzenia są rzadkie. Selekcja w czasie rzeczywistym (online), rejestrowane 1 zderzenie na około Nadal wielka ilość danych, rzędu 10 PB (10 16 B) rocznie. Analiza na całym świecie. GRID jako rozwiązanie (w stadium budowy).


Pobierz ppt "S. Gadomski, "CERN i komputery", 22.05.20071 CERN i komputery dr hab. Szymon Gadomski Uniwersytet Genewski i IFJ PAN w Krakowie."

Podobne prezentacje


Reklamy Google