interfaces para controlo de hardware na experiência compass” david sora
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Escola Superior de Tecnologia e de Gestão de Bragança VIII Semana das Engenharias - Dia da Eng. Informática. Bragança, 27 de Abril de 2004. “CERN – A máquina do tempo. Interfaces para controlo de hardware na experiência COMPASS” David Sora. Centro Europeu de Pesquisa Nuclear - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Interfaces para controlo de hardware na Interfaces para controlo de hardware na experiência COMPASS”experiência COMPASS”
David SoraDavid Sora
Bragança, 27 de Abril de 2004Bragança, 27 de Abril de 2004
Centro Europeu de Pesquisa NuclearCentro Europeu de Pesquisa Nuclear
[email protected]@cern.chhttp://www.cern.ch/dsorahttp://www.cern.ch/dsora
Escola Superior de Tecnologia e de Gestão de BragançaEscola Superior de Tecnologia e de Gestão de BragançaVIII Semana das Engenharias - Dia da Eng. InformáticaVIII Semana das Engenharias - Dia da Eng. Informática
““CERN – A máquina do tempoCERN – A máquina do tempo
CERN - Origem - O que é? - Porquê o estudo das partículas? - Experiências
- LHC (e o projecto LCG – LHC Computing Grid)- COMPASS
- LIP: “Portugal no CERN” - Sistema de Monitorização e Controlo
Origem do CERN?Origem do CERN?
► 1945 - Fim da Segunda Gerra Mundial: novo espírito de cooperação internacional;
► 1949 - Proposta do Físico Louis de Broglie para a criação de um laboratório científico europeu;
► 1952 – Genebra foi a cidade escolhida para a criação provisória do “Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire” (CERN)
► 1954 – O CERN “provisório” é dissolvido e a 29 de Setembro nasce formalmente o “European Organization for Nuclear Research” com 12 estados membros fundadores: Alemanha, Bélgica, Dinamarca, França, Grécia, Itália, Noruega, Holanda, Reino Unido, Suécia, Suiça e Jugoslávia.
Origem do CERN?Origem do CERN?
► 1985 – Portugal torna-se estado membro do CERN.► 1999 – O número de estados membro ascende a 20, com a entrada da Bulgária.
O que é o CERN?O que é o CERN?
► Centro Europeu de Pesquisa Nuclear: um dos maiores laboratórios científicos do mundo;
► Onde? Junto da cidade de Genebra, sendo atravessado pela fronteira franco-suiça;
► Ciência Pura: Física de partículas;
Que leis regem o funcionamento do Universo?Do que é feita a matéria?O que a mantém coesa?
► Aceleradores e Detectores;
O que é o CERN?O que é o CERN?
Fotografia: vista aérea do espaço ocupado pelo túnel do LHC
O que é o CERN?O que é o CERN?
AceleradoresAceleradores
2007?2007? Uma imagem virtual mostra o LHC (Large Uma imagem virtual mostra o LHC (Large Hadron Collider accelerator) tal como deverá ser Hadron Collider accelerator) tal como deverá ser num túnel real do CERN.num túnel real do CERN.
O que é o CERN?O que é o CERN?
World Wide WebWorld Wide Web
1990 – Tim Berners-Lee (inventor da Web)1990 – Tim Berners-Lee (inventor da Web)
Apelo à partilha automática da informação entre cientistas do mundo inteiro.Apelo à partilha automática da informação entre cientistas do mundo inteiro.Ideia: unir a tecnologia de PCs, rede de computadores e hipertexto num Ideia: unir a tecnologia de PCs, rede de computadores e hipertexto num poderoso e simples sistema de informação.poderoso e simples sistema de informação. Projectos engenhosos + Protocolos + Convenções Projectos engenhosos + Protocolos + Convenções WWW WWW
Porquê o estudo das partículas?Porquê o estudo das partículas?
► Tudo, no Universo é feito a partir de um pequeno número básico de blocos chamados Tudo, no Universo é feito a partir de um pequeno número básico de blocos chamados Partículas elementaresPartículas elementares, governados por algumas forças elementares., governados por algumas forças elementares.
a) Partículas estáveis (matéria normal);a) Partículas estáveis (matéria normal);b) Partículas “não-estáveis” (vivem uma fracção de segundos);b) Partículas “não-estáveis” (vivem uma fracção de segundos);
- Big Bang: a) e b) coexistiram alguns instantes após o - Big Bang: a) e b) coexistiram alguns instantes após o Big BangBig Bang..
- Aceleradores do CERN -> “máquinas do tempo”... - Aceleradores do CERN -> “máquinas do tempo”... recriarrecriar o mesmo ambiente o mesmo ambiente existente aquando da origem do Universo. existente aquando da origem do Universo.
Porquê?Porquê?Para Para compreendercompreender a a formação das estrelasformação das estrelas, da , da terraterra, , árvoresárvores, tudo a , tudo a nossa volta e finalmente... nossa volta e finalmente... nós própriosnós próprios!!
ExperiênciasExperiências
Experências no CERN estao divididas em duas grande classes:Experências no CERN estao divididas em duas grande classes:
► Colisionadores Colisionadores (detectores em forma de cilindro)(detectores em forma de cilindro);;► Alvos fixos (detectores em forma de cone); Alvos fixos (detectores em forma de cone);
Experiências - LHCExperiências - LHC
► O que é o LHC?O que é o LHC?
LHC (LLHC (Large arge HHadron adron CColliderollider) ) –– Acelerador de partAcelerador de partículas que irá ículas que irá “sondar” “sondar” a matéria como a matéria como nunca antes foi feito.nunca antes foi feito.
Data previstaData prevista: : 20072007
Objectivo: responder a vObjectivo: responder a várias perguntas tais como:árias perguntas tais como:- “Qual a origem da massa nas partículas?- “Qual a origem da massa nas partículas?””- “O que explica as diferença de massa nas partículas?”- “O que explica as diferença de massa nas partículas?”- “Existe mesmo a part- “Existe mesmo a partícula ícula Higgs bosonHiggs boson??””- “Porqu- “Porquê o desiquilíbrio da matéria-antimatéria?ê o desiquilíbrio da matéria-antimatéria?””- E muitas mais…- E muitas mais…
Experiências - LHCExperiências - LHC
- 5 experiências irão estudar o que acontece quando os feixes de protões colidirem:- 5 experiências irão estudar o que acontece quando os feixes de protões colidirem:((ATLAS, CMS, ALICE, LHCb e TOTEMATLAS, CMS, ALICE, LHCb e TOTEM););
- Dúzias de - Dúzias de PetaBytes de informaçãoPetaBytes de informação vinda do LHC! vinda do LHC! Solução: Solução: LCG LCG ((LHC Computing Grid LHC Computing Grid ).).
Experiências – LHC: “LHC Computing Grid”Experiências – LHC: “LHC Computing Grid”
““The The LHC Computing GridLHC Computing Grid (LCG) will represent the (LCG) will represent the key linkkey link between between the the LHC detectorsLHC detectors and nearly ten and nearly ten thousand scientiststhousand scientists..
““Our philosophy is to setup an Our philosophy is to setup an openopen, , collaborative environmentcollaborative environment where where investmentsinvestments can be can be made by governmentmade by government, , academiaacademia and and industryindustry on applied on applied research for data-intensive Grid computingresearch for data-intensive Grid computing.“.“
by European Organization for Nuclear Research by European Organization for Nuclear Research
(CERN) • 2003(CERN) • 2003
Experiências – COMPASSExperiências – COMPASSCOCOmmon mmon MMuon uon PProton roton AApparatus for pparatus for SStructure and tructure and SSpectroscopypectroscopy
Objectivo:Objectivo: Estudar Estudar a estrutura do Hadrão com feixes de alta energia a estrutura do Hadrão com feixes de alta energia (Hadrões e Muões)(Hadrões e Muões)
Espectroscopia Espectroscopia Estuda a interacção da luz, ou qualquer radiação Estuda a interacção da luz, ou qualquer radiação electromagnéctica, com a matéria.electromagnéctica, com a matéria.
1995 – Início do Projecto1995 – Início do Projecto1998 – Aprovação da experiência1998 – Aprovação da experiência2000/01 – Instalação dos detectores2000/01 – Instalação dos detectores2002 – Run de Física (3 meses). 240 TeraBytes de dados.2002 – Run de Física (3 meses). 240 TeraBytes de dados.2003 – Run de Física (5 meses). 260 TeraBytes de dados.2003 – Run de Física (5 meses). 260 TeraBytes de dados.2004 – Run de Física (6 meses). 2004 – Run de Física (6 meses).
Experiências – COMPASSExperiências – COMPASSCOCOmmon mmon MMuon uon PProton roton AApparatus for pparatus for SStructure and tructure and SSpectroscopypectroscopy
Experiências – COMPASSExperiências – COMPASSLIP: LIP: “Portugal no CERN”“Portugal no CERN”
Objectivo:Objectivo: investigação no campo da Física Experimental de Altas Energias e investigação no campo da Física Experimental de Altas Energias e
da Instrumentação Associada.da Instrumentação Associada.
LIP no COMPASS:LIP no COMPASS: responsabilidade total do sistema de controlo dos responsabilidade total do sistema de controlo dos detectores em tempo real (DCS -- Detector Control System).detectores em tempo real (DCS -- Detector Control System).
Colaboradores do LIP:Colaboradores do LIP:
- - Paula Bordalo;Paula Bordalo;- Sérgio Ramos;- Sérgio Ramos;- Catarina Quintans;- Catarina Quintans;- Maria Varanda;- Maria Varanda;- João Bastos;- João Bastos;- David Sora.- David Sora.
Laboratório de Instrumentação e Física Laboratório de Instrumentação e Física
Experimental de PartículasExperimental de Partículas
Experiências – COMPASSExperiências – COMPASSLIP: LIP: “Portugal no CERN”“Portugal no CERN”
Controlo de DetectoresControlo de Detectores
Experiências – COMPASSExperiências – COMPASSLIP: LIP: “Portugal no CERN”“Portugal no CERN”
Controlo de DetectoresControlo de Detectores 2 - Server2 - Server
O servidor vai comunicar com os dispositivos de hardware.O servidor vai comunicar com os dispositivos de hardware.
Caso prCaso prático:ático:
SLiC – Slow Control frameworkSLiC – Slow Control framework
Framework para controlo de dispositivos em sistemas deFramework para controlo de dispositivos em sistemas decontrolo de detectores.controlo de detectores.
Desenvolvido em C++,Desenvolvido em C++, tira partido da filosofia das tira partido da filosofia das linguagens por objecto.linguagens por objecto.
Experiências – COMPASSExperiências – COMPASSLIP: LIP: “Portugal no CERN”“Portugal no CERN”
Controlo de DetectoresControlo de Detectores 2 - Server2 - Server
Permite:Permite:- - Facil e flexivelFacil e flexivel integracao de dispositivos no sistema; integracao de dispositivos no sistema;- Solucao “nao-comercial”;- Solucao “nao-comercial”;- Multi-plataforma;- Multi-plataforma;- Servicos de comunicacao: modelo que suporta a integracao de - Servicos de comunicacao: modelo que suporta a integracao de
varios mecanismos (RPC, CORBA, OPC, etc); varios mecanismos (RPC, CORBA, OPC, etc);
- Servico de Logging: util no processo de debugging;- Servico de Logging: util no processo de debugging;- Controlo de concorrencia: permite varios acessos a um so - Controlo de concorrencia: permite varios acessos a um so atributo ao “mesmo tempo”. atributo ao “mesmo tempo”.
Experiências – COMPASSExperiências – COMPASSLIP: LIP: “Portugal no CERN”“Portugal no CERN”
Controlo de DetectoresControlo de Detectores 3 - Client3 - Client
Fron-end (interface grafica) que permite interagir de forma Fron-end (interface grafica) que permite interagir de forma abstracta com os disposotivos.abstracta com os disposotivos.
Desenvolvimento em Desenvolvimento em PVSSPVSS..
O que e PVSS?O que e PVSS?(PVSS – Process Visualization of Control System)(PVSS – Process Visualization of Control System)
E uma ferramenta que permite construir componentes e E uma ferramenta que permite construir componentes e integra-los no mesmo sistema.integra-los no mesmo sistema.
Experiências – COMPASSExperiências – COMPASSLIP: LIP: “Portugal no CERN”“Portugal no CERN”
Controlo de DetectoresControlo de Detectores 3 - Client3 - Client
PVSS: caracteristicas:PVSS: caracteristicas:
- Interface Humano-Maquina (HMI);Interface Humano-Maquina (HMI);
- Manipulacao de alarmes;Manipulacao de alarmes;
- Graficos e “Archiving”;Graficos e “Archiving”;
- Web aware;Web aware;
- Scripts (interpretado: linguagem ANSI-C) e APIs (compilado: C++);Scripts (interpretado: linguagem ANSI-C) e APIs (compilado: C++);
- Multi-plataforma: Windows e Linux;Multi-plataforma: Windows e Linux;
- Flexivel (permite modificacoes em - Flexivel (permite modificacoes em run-timerun-time););
Experiências – COMPASSExperiências – COMPASSLIP: LIP: “Portugal no CERN”“Portugal no CERN”
Controlo de DetectoresControlo de Detectores 3 - Client3 - Client
ConclusãoConclusão
Benefícios na pesquisa de partículas/ciência básica:Benefícios na pesquisa de partículas/ciência básica:
► Contributo para a cultura;Contributo para a cultura;► Descobertas: importância económica;Descobertas: importância económica;► Estímulo a indústria;Estímulo a indústria;
- Informática:- Informática: WWW WWW Programas de Simulação Programas de Simulação Diagnóstico de falhas Diagnóstico de falhas
► Medicina: terapia do cancro e muito mais;Medicina: terapia do cancro e muito mais;► Educação:Educação:
- 300 teses de doutoramento/ano publicadas na Web baseadas no trabalho - 300 teses de doutoramento/ano publicadas na Web baseadas no trabalho feito no CERN. feito no CERN.
