高能物理计算和和软件会议 June 06，2016 中国散裂中子源CSNS 物理分析与用户平台的软件架构 张俊荣 中国科学院高能所.

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1 高能物理计算和和软件会议 June 06，2016 中国散裂中子源CSNS 物理分析与用户平台的软件架构 张俊荣 中国科学院高能所

2 CSNS大科学用户装置的特点 材料结构：微米 - 纳米 - 埃 动力学： 微秒 - 皮秒 - 飞秒

3 CSNS大科学用户装置的特点 好的装置 好的想法 好的实验 好的数据 好的分析 好的理解 文章 实验 分析 idea 数据 理解 产业

4 CSNS大科学用户装置的特点 从实验-分析-计算全方位支持

5 CSNS用户平台 CSNS数据物理分析 实验数据管理 元数据目录系统 数据传输存储 云分析系统 虚拟中子散射实验 认证与授权
中子事例数据重建 中子散射数据规约 中子散射数据格式 在线可视化 在线数据预处理系统 后期科学分析

6 CSNS用户分析平台 统一认证与分散授权 用户账号系统 元数据目录管理 实验Portal 数据Portal 分析Portal 科学模拟 虚拟
中子实验 提案 & 样品 控制 & 监视 检索&可视化 &下载&报告 数据规约 模型化 （装置依赖代码） 科学分析 (DFT/MC/MD) （三方代码） 蒙卡模拟 McStas 元数据目录管理 数据传输 数据重构 数据存储 数据备份 软件仓库 实验数据 数据库 文档 高性能 计算机

7 CSNS实验数据管理 中子谱仪Beamline 实时数据 预处理 实时数据 规约 内存数据 接入 用户 可视化界面 探测器 SNIPER
Mantid Redis Python 计算中心Computer Center 高速 数据传输 SPADE 事例数据 重建 NeXus 元数据目录 管理 ICAT 离线数据 规约 MantidPlot 数据访问 服务 IRODS 数据 存储备份 Gluster 用户User 数据访问 数据模型化 分析 科学模拟 发表 数据规约

8 元数据目录系统 Core Scientific Metadata Model (CSMD) 4.0 Proposal ID User ID
DOI

9 数据传输、存储、备份与下载系统 SPADE 热工作区 永久备份 IRODS 数据Portal 冷工作区 云分析区 分析Portal
BL01 sum 文件传输系统 up 文件传输系统 down DAQ 探测器 SPADE 实验控制 在线分析 热工作区 永久备份 IRODS BL02 . BL20 数据Portal 冷工作区 云分析区 分析Portal

10 数据库接口+统一认证+权限控制+存储系统+云平台
云分析系统 粉末衍射 反射谱仪 小角散射 用户定制 镜像 + 快照 Windows/Linux/Mac 数据库接口+统一认证+权限控制+存储系统+云平台 云存储 + 云共享 云计算 分析数据 镜像认证 CPU核 内存 用户数据 用户认证 刻度数据 谱仪认证

11 虚拟中子散射实验 具体谱仪，任意样品 蒙特卡罗模拟 分子动力学 第一性原理 Instrument.cfg DAQ 中子源 中子输运 样品散射
探测器 数据采集 蒙特卡罗模拟 分子动力学 第一性原理

12 认证与授权 CAS 用户数据源：MySQL数据库 数据源连接器：C3P0连接池 密码编码器：SHA256 自签名证书：HTTPS JAAS
应用服务：GlassFish OAuth2.0 LDAP

13 CSNS用户平台 CSNS数据物理分析 实验数据管理 元数据目录系统 数据传输存储 云分析系统 虚拟中子散射实验 认证与授权
中子事例数据重建 中子散射数据规约 中子散射数据格式 在线可视化 在线数据预处理系统 后期科学分析

14 中子事例数据重建 25Hz 中子事例流 探测器 DAQ 探测器 DAQ 谱仪时间戳日志
T0 N1 N2 … T0+ 探测器 DAQ T0 N1 N2 T0+ N3 … Neutron Event 脉冲时间，飞行时间，击中位置等原始信号 中子波长，能量转移，动量转移，自旋 谱仪时间戳日志 T0 value T0+ 加速器质子电荷，慢化器温度，斩波器相位，样品环境参数等 事例预处理 探测器mapping 飞行时间解析 击中位置解析 时间过滤 快中子过滤 探测器mask

15 中子事例数据重建 中子事例： (pulseTime, TOF, PixelID)
内存空间：Matrix (Histogram/Event)， Table Event Workspace Pixel ID (<pulseTime, TOF, PixelID>, ….) Histogram Workspace Sort Weight Pixel ID TOF bin

16 中子散射数据格式 NeXus + HDF5 中子事例+实验元数据 NXroot NXuser NXsample NXprocess
NXinstrument NXevent_data NXlog NXhistogram

17 中子散射数据规约 具体谱仪，具体样品，具体领域，具体研究目标 Mantid Powder SANS Reflection

18 中子散射数据可视化 Python Qt4.8.11

19 在线数据处理系统 预处理：SNiPER 信息交互：Redis 数据规约：Mantid 实验控制：EPICS 数据流传输：DIM DAQ
1 start 指令 epics epics PV 分析 界面 4status 返回 neon 1 start 指令 6数据 接收 epics 2start 指令 neon 分析管理 neon DAQ 预处理 5数据 返回 预处理：SNiPER 信息交互：Redis 数据规约：Mantid 实验控制：EPICS 数据流传输：DIM neon neon DAQ 预处理 规约 neon 分析 集群 DAQ 预处理

20 中子散射数据分析三重门 数据规约 数据分析 计算模拟 What How Why Structure Shape 实验 发表 Depth
Diffractometer Structure SANS Shape 实验 发表 Reflectometry Depth DOS Inelastic 数据规约 数据分析 计算模拟

21 ？？？ Big data 实验方法的大数据模式 1608 实验方法 1686 理论公式 1945 计算模拟 2012 大数据 文献 中子
数据库 同步 辐射 ？？？ MC 电子 MD NMR DFT μ 1608 实验方法 1686 理论公式 1945 计算模拟 2012 大数据

22 科研信息化Science 2.0 大科学 装置 科研&工业 用户 数据 超算 中心 基于大科学装置的信息化科研平台 分享想法/发布需求
广泛合作 交叉学科 快速研发 基于大科学装置的信息化科研平台 大科学 装置 分享想法/发布需求 科研&工业 用户 数据 装置响应 超算响应 超算 中心 分享数据/发表结果 统一认证 数据格式 数据传输 超算架构 程序部署 Biggest Challenge：大数据模式的物理分析

23 Everything starts as someone's daydream.
SNiPER Publication Data Proposal Idea SPADE 谢谢！ Love this story?