[論文レビュー] An outlook of the user support model to educate the users community at the CMS Experiment

S. Malik, K. Lassila-Perini|arXiv (Cornell University)|Oct 3, 2011

Distributed and Parallel Computing Systems参考文献 3被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、CERNのCMS実験が開発したスケーラブルで協働的なユーザーサポートモデルを概説している。このモデルは、高エネルギー物理学分野の世界中に散らばる多様な物理学者コミュニティを教育することを目的としている。LHC物理学センター（FermilabのLPC）、CERNのLPCC、DESYのTACといった物理的ハブを設立することで、対面のワークショップ、チュートリアル、専門家へのアクセスを活用し、CMSのソフトウェア、コンピューティング、および物理解析のトレーニングを標準化している。これにより、ユーザーオンボーディングの質が著しく向上し、将来の再解析に向けたデータの長期的利用可能性も向上した。

ABSTRACT

The CMS (Compact Muon Solenoid) experiment is one of the two large general-purpose particle physics detectors built at the LHC (Large Hadron Collider) at CERN in Geneva, Switzerland. The diverse collaboration combined with a highly distributed computing environment and Petabytes/year of data being collected makes CMS unlike any other High Energy Physics collaborations before. This presents new challenges to educate and bring users, coming from different cultural, linguistics and social backgrounds, up to speed to contribute to the physics analysis. CMS has been able to deal with this new paradigm by deploying a user support structure model that uses collaborative tools to educate about software, computing an physics tools specific to CMS. To carry out the user support mission worldwide, an LHC Physics Centre (LPC) was created few years back at Fermilab as a hub for US physicists. The LPC serves as a "brick and mortar" location for physics excellence for the CMS physicists where graduate and postgraduate scientists can find experts in all aspects of data analysis and learn via tutorials, workshops, conferences and gatherings. Following the huge success of LPC, a centre at CERN itself called LHC Physics Centre at CERN (LPCC) and Terascale Analysis Centre at DESY have been created with similar goals. The CMS user support model would also facilitate in making the non-CMS scientific community learn about CMS physics. A good example of this is the effort by HEP experiments, including CMS, to focus on data preservation efforts. In order to facilitate its use by the future scientific community, who may want to re-visit our data, and re-analyze it, CMS is evaluating the resources required. A detailed, good quality and well-maintained documentation by the user support group about the CMS computing and software may go a long way to help in this endeavour.

研究の動機と目的

• CMS粒子物理学実験における、極めて多様で世界中に散らばるユーザーコミュニティを教育する課題に対処すること。
• 物理学者同士の文化的・言語的・技術的格差を埋める、スケーラブルで協働的なユーザーサポートモデルを構築すること。
• 大学院生およびポスドク研究者に対するCMSソフトウェア、コンピューティング、および解析ツールのトレーニングとオンボーディングを一貫して行うこと。
• ユーザーサポート活動を通じて高品質でメンテナンスされたドキュメンテーションを整備することで、長期的なデータ保存を確保すること。
• このモデルをCMSを越えて、より広範な科学コミュニティがCMSデータにアクセスし、再解析できるようにすること。

提案手法

• FermilabのLPC、CERNのLPCC、DESYのTACといった物理的ユーザーサポートハブの設立。これらは対面でのトレーニングと協働の中心拠点として機能する。
• 協働ツールと構造化された教育プログラム（ワークショップ、チュートリアル、国際会議など）の導入により、知識移転を標準化すること。
• ユーザーサポートグループが包括的なドキュメンテーションを整備し、CMSのソフトウェアとコンピューティングシステムの長期的可用性を確保すること。
• 専門家主導のオンボーディングにより、新規ユーザが複雑なCMSコンピューティングおよび解析ワークフローを効果的に習得できるようにすること。
• ユーザーフィードバックを活用して、トレーニング資料およびサポートインfraの継続的改善を図ること。
• 国際機関およびタイムゾーンを越えてスケーリング可能な、分散型だが調整されたモデルを採用すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 LHCのような大規模で分散化した高エネルギー物理学共同研究において、文化的・言語的背景が異なる多数のユーザを効果的にオンボーディングするにはどうすればよいか？
• RQ2 複雑な科学的ソフトウェアおよびコンピューティング環境において、一貫性がありスケーラブルなトレーニングを提供するのに最も効果的な制度的・技術的構造は何か？
• RQ3 ユーザーサポートモデルは、実験データの長期的保存および将来の再解析にどのように貢献できるか？
• RQ4 物理的ハブは、地理的に分散した研究者間での協働と知識移転をどのように強化するか？
• RQ5 中央集権的なユーザーサポートモデルは、CMSを越えて非CMS科学コミュニティにもどの程度応用可能か？

主な発見

• FermilabのLPC、CERNのLPCC、DESYのTACといった物理的ユーザーサポートハブの設立により、CMSユーザが専門知識と実地トレーニングへのアクセスを著しく向上させた。
• ワークショップ、チュートリアル、対面会合を活用した協働モデルにより、大学院生およびポスドク研究者のオンボーディングがより一貫的かつ効果的になった。
• ユーザーサポートグループが整備した高品質でメンテナンスされたドキュメンテーションは、将来のデータ再解析と長期的科学的再利用を可能にする重要な要因であると特定された。
• 現地対応の専門家主導トレーニングを提供することで、文化的・言語的格差を効果的に埋めることができた。
• このアプローチはCMSを越えて展開され、より広範な科学コミュニティが高エネルギー物理学データにアクセスし、再利用できるように支援した。
• ユーザーサポートモデルはスケーラビリティと適応性を示し、次世代の物理学者を教育する持続可能なフレームワークを形成した。