Научно-методическая конференция
«ИНТЕРНЕТ И СОВРЕМЕННОЕ ОБЩЕСТВО»

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОЛЛАБОРАЦИИ В ПРОЕКТЕ ATLAS

Н.В. Клопов, С.Б. Олешко, Ю.Ф. Рябов

Петербургский Институт ядерной физики РАН
Гатчина

Эксперимент ATLAS [1] для БАК - Большого Адронного Коллайдера (LHC - Large Hadron Collider), строящегося в настоящее время в Европейской лаборатории по физике частиц (ЦЕРН) в Швейцарии, представляет собой пример одной из самых больших научных коллабораций в области физических исследований. В разработке и создании детектора ATLAS участвуют учёные из более чем 150 институтов, лабораторий и университетов 34 стран мира.

Совместная работа в рамках такой большой и разнородной научной коллаборации требует строгой координации и гибкого планирования использования ресурсов. Особого внимания требует информационная поддержка деятельности научных и производственных коллективов на этапе создания и сборки элементов детектора, когда, с одной стороны, каждый из коллаборантов решает свои собственные задачи, а с другой стороны - деятельность одних может влиять (прямо или косвенно) на деятельность других коллаборантов.

Информационная система поддержки производства больших технологических объектов получила название - продукционные базы данных (PDB - Production Database) и должна решать задачи:

Описанный подход был реализован для одного из субдетекторов проекта ATLAS - TRT (Transition Radiation Tracker), производство и сборка которого должны быть завершены к 2005 году.

СБОР И НАКОПЛЕНИЕ ДАННЫХ

Продукционная база данных субдетектора TRT создана для количественного и качественного контроля производства торцевых узлов (end-cup wheels) субдетектора TRT на всех участках технологического цикла. Система продукционных баз данных реализована, как 2-уровневая система распределённых баз данных.

Первый уровень составляют локальные базы данных под управлением СУБД MS Access, расположенные на рабочих станциях непосредственно в зонах производства. Данные заносятся операторами через формы пользовательского интерфейса или программно из программ для проведения тестов контроля качества производства и сборки.

Второй уровень составляют региональные БД институтов - участников проекта TRT. Каждый из институтов поддерживает БД под управлением СУБД Oracle. Данные из локальных MS Access баз данных автоматически, по закрытию сеанса работы с локальной базой, реплицируются в соответствующую Oracle БД, где и будут храниться в виде долговременного архива. Поскольку система начинала разрабатываться, когда ещё не было гарантированного соединения по локальной сети между рабочими станциями и сервером баз данных, была предусмотрена возможность отложенного реплицирования при начале последующих сеансов.

Для взаимодействия между базами данных первого и второго уровня используется ODBC интерфейс. Соответствующие ODBC драйвера для Oracle используют TCP соединения для передачи данных.

Данные, реплицированные из локальных БД, составляют только часть региональных БД. Кроме них, региональные БД содержат дополнительные данные, которые получены при обработке данных первого уровня, а также данные, которые существуют независимо от данных первого уровня. Для занесения таких данных также используется взаимодействие через Web, причём способ занесения может быть различным и зависит от типа и объёма данных: от заполнения через HTML формы, до загрузки данных из структурированных текстовых или бинарных файлов.

ХРАНЕНИЕ ДАННЫХ

Основными хранилищами данных информационной системы являются региональные базы данных под управлением СУБД Oracle. Использование однородных СУБД облегчает создание и унификацию средств анализа и доступа к данным. При этом использование Internet-технологий позволяет получать данные одновременно из нескольких баз данных для их совместного анализа.

ОТОБРАЖЕНИЕ ДАННЫХ

Для представления информации из продукционной базы в каждом из институтов-участников был разработан Web-сайт. Основной функцией этих Web-сайтов является динамическое отображение информации из региональных продукционных БД. Данные представляются как в текстовом или табличном виде, так и в графическом (графики, гистограммы, круговые диаграммы). Для создания Web-сайтов была использована общая идеология и единое программное обеспечение, что позволило упростить и унифицировать их поддержку на различных Web-серверах. Навигация упрощена, чтобы даже неквалифицированные пользователи могли их использовать.

Часть страниц сайтов представляет результат выполнения предопределённых запросов к БД (сводные отчёты, текущее состояние по участкам производства), но в основном предусмотрена возможность формирования запросов (а точнее, определение критериев для выборки данных) самим пользователем через механизм HTML форм. Возможности, предоставленные на страницах Web сайтов, соответствуют задачам, которые решают продукционные базы данных.

Кроме визуализации данных на страницах Web сайта, предусмотрена возможность пересылки результатов тестов, как файлов. Это позволяет использовать возможности Web-доступа не только для просмотра данных, но и с целью получения данных для off-line анализа. Для реализации надёжного доступа к наиболее объёмным данным, наряду с HTTP доступом, возможен FTP доступ к данным тестов, организованным в виде файловой базы данных (File DB).

Наряду с непосредственным представлением данных по запросам пользователей через Web-браузер, для зарегистрированных пользователей поддерживается возможность автоматической рассылки через e-mail периодических отчетов по результатам работы или сводок о наличии и расходовании различных материалов и компонент. Перечень материалов и периодичность рассылки задаются пользователем через HTML формы и сохраняются в БД. В любой момент эти настройки могут быть изменены самим пользователем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, информационная система, внешним интерфейсом которой является Web-сайт, может служить эффективным средством взаимодействия и координации в таких больших научных коллаборациях, как проект ATLAS. Важность внедрения подобных технологий и их необходимость в настоящее время общепризнана и обсуждаются только способы и средства их разработки и реализации.

Предложенный способ реализации информационной системы, основанной на использовании Интернет технологий, может быть использован для разработки аналогичных систем, как при создании крупных экспериментальных установок для физических исследований, так и в других областях научного и промышленного приборостроения.

Используемый Web сервер - Apache (+ Oracle Application Server).

Операционная система - Linux.

Язык CGI программирования - Perl.

В настоящий момент функционируют 3 Web-сайта:

ЛИТЕРАТУРА

1. ATLAS Home Page (http://atlas.web.cern.ch/Atlas/Welcome.html).

[Аннотация на английском языке]

Опубликовано: Клопов Н.В., Олешко С.Б., Рябов Ю.Ф. Информационная система, обеспечивающая взаимодействие международной научной коллаборации в проекте ATLAS // Технологии информационного общества - Интернет и современное общество: труды V Всероссийской объединенной конференции. СПб., 25 - 29 ноября 2002 г. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2002. С. 105-107.

Ориг. URL — http://ims2002.nw.ru/02-r2f21.html