ROOT

ROOT — це об'єктно-орієнтована програма та бібліотека, розроблена в ЦЕРНi (англ. CERN) для аналізу та візуалізації даних, котрі характерні для ядерної фізики, фізики елементарних частинок та релятивістської фізики високих енергій, однак зараз широко використовується в інших областях для аналізу та різноманітної обробки даних. Майже стандартно застосовується наприклад в обробці експериментальних даних в атомній та молекулярній фізиці, лазерній фізиці, а також в астрономії.

Історія

Впродовж багатьох років в ЦЕРНі було розроблено на фортрані дуже багато специфічних бібліотек для аналізу різноманітних даних з фізики високих енергій та елементарних частинок. Однак подальший розвиток, абстракція та узагальнення бібліотек зіткнулися з проблемою росту, оскільки тодішній стандарт фортрану та компілятори не дозволяли ефективно використовувати об'єктно-орієнтовану модель програмування. Також висловлювались сумніви, чи наявне програмне забезпечення дозволить ефективно аналізувати гігантський потік даних з детекторів LHC.

Розвиток ROOT бере свій початок від розробників Рене Брюн (René Brun) та Фонс Радемекерз (Fons Rademakers), котрі ініціювали цей проект в 1994 році (використовуючи мову C++) в якості заміни бібліотеки PAW, котра раніше також була створена в ЦЕРН. Розвиток PAW було припинено на користь ROOT в 2003 році. ROOT вийшов під ліцензією LGPL/GPL i забезпечує незалежний від платформи доступ до операційної системи і зокрема до графічної підсистеми комп'ютера за допомогою стандартних абстрактних інтерфейсів. Складовими абстрактної платформи є: графічний інтерфейс користувача та конструктор для нього, найрізноманітніші класи-контейнери, підтримка рефлексії (відображення), серіалізації об'єктів та персистентності.

Можливості

ROOT надає доступ до десятків різноманітних спеціалізованих пакетів у вигляді об'єктної моделі:

• побудова різноманітних гістограм, графів та графіків для перегляду і аналізу розподілу функції
• регресійний аналіз та мінімізація функціоналів
• статистичні інструменти для аналізу та вибірки даних
• матрична алгебра
• 4-вектори для релятивістських обчислень у фізиці високих енергій
• усі стандартні математичні функції та велика кількість спеціальних (як вбудованих, так і через інтерфейс до GSL)
• багатовимірний аналіз даних, наприклад, з використанням нейронних мереж
• імпорт, створення та запис файлів в різних графічних форматах а також аналіз та математична обробка графічних файлів
• доступ до розподілених даних (в контексті Grid)
• розподілені обчислення, розпаралелювання аналізу даних (PROOF)
• доступ до баз даних
• 3D візуалізація (геометрія)
• двосторонній інтерфейс взаємодії та доступу з/до Python і Ruby
• серіалізація та персистентність об'єктів
• інтерфейс до Монте-Карло генераторів випадкових величин

ROOT був вибраний внаслідок високої ефективності обчислень як основний інструмент для обробки даних експериментів на Великому адронному колайдері, котрих набігає у декілька десятків петабайт на рік. Включення інтерпретатора CINT зробило ROOT досить універсальною програмою і його можна використовувати зараз в інтерактивному режимі чи в режимі виконання скриптів на C++, за аналогією з таким комерційним продуктом, як MATLAB. Критика ROOT полягає в досить високих вимогах до рівня знань C++ у початківців, а також різні не зовсім вдалі рішення, аспекти розробки та реалізації.

Див. також

• matplotlib
• SciPy
• R (мова програмування)
• Наукова візуалізація

Література

• Офіційна сторінка системи ROOT
• Список розсилки для користувачів ROOT
• Довідник користувача ROOT (англійською), Версія 5.26, PDF 11 MB
• Офіційна сторінка PAW