[論文レビュー] SEAL: Common Core Libraries and Services for LHC Applications

J. Generowicz, P. Mató+4 more|ArXiv.org|Jun 4, 2003

Distributed and Parallel Computing Systems参考文献 3被引用数 11

ひとこと要約

SEAL は、外部および独自開発のライブラリを統合することで、CERN の LHC コンピューティング グリッドの包括的なソフトウェア基盤を提供し、プラグイン マネージャ、オブジェクト辞書、イベント マネージャを含む統合されたコア サービスを実現する。このプロジェクトにより、LHC の実験間で一貫性がありスケーラブルな高エネルギー物理学アプリケーションの開発が可能となり、共有されたアーキテクチャ原則に基づく標準的で拡張可能なコンponentsによって実現される。

ABSTRACT

The CERN LHC experiments have begun the LHC Computing Grid project in 2001. One of the project's aims is to develop common software infrastructure based on a development vision shared by the participating experiments. The SEAL project will provide common foundation libraries, services and utilities identified by the project's architecture blueprint report. This requires a broad range of functionality that no individual package suitably covers. SEAL thus selects external and experiment-developed packages, integrates them in a coherent whole, develops new code for missing functionality, and provides support to the experiments. We describe the set of basic components identified by the LHC Computing Grid project and thought to be sufficient for development of higher level framework components and specializations. Examples of such components are a plug-in manager, an object dictionary, object whiteboards, an incident or event manager. We present the design and implementation of some of these components and the underlying foundation libraries in some detail.

研究の動機と目的

• LHC 実験のための共通ソフトウェアインfraを確立し、相互運用性を確保するとともに、重複を低減すること。
• 上位レベルのフレームワーク開発を支援する基盤コンponentsの定義と実装を行うこと。
• 既存および新規のソフトウェアコンポーネントを、一貫性があり拡張可能なシステムに統合すること。
• LHC コンピューティング グリッド プロジェクトのビジョン、すなわち実験間での共有ソフトウェア進化を支援すること。
• 一貫したアプリケーション動作を実現するための再利用可能で標準化されたサービス（例：オブジェクト ホワイトボード、インシデント／イベント管理）を提供すること。

提案手法

• LHC コンピューティング グリッドのアーキテクチャ青図を通じて、必須の低レベルコンポーネントを同定すること。
• 外部ライブラリおよび実験で開発されたパッケージを統合し、統一されたソフトウェア スタックを構築すること。
• プラグイン マネージャーやオブジェクト辞書など、欠落している機能のための新規コンポーネントを開発すること。
• 分散コンポーネント間の実行時動作を調整するためのイベントまたはインシデント マネージャーを実装すること。
• 動的データ共有およびオブジェクトの実行時インスペクションを可能にするオブジェクト ホワイトボードを設計すること。
• 明確に定義されたインターフェースとサービス抽象化を通じて、モularity と拡張性を確保すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 複数の実験にまたがる LHC アプリケーションの一貫性がありスケーラブルな開発を可能にするために、どのようなコア ソフトウェアコンポーネントが不可欠か？
• RQ2 異なったソフトウェアパッケージやライブラリを、高エネルギー物理学コンピューティングのための一貫性があり再利用可能な基盤に統合するにはどうすればよいか？
• RQ3 大規模 HEP フレームワークにおいて、動的プラグイン ローディングと実行時イベントの調整を支援するには、どのようなメカニズムが必要か？
• RQ4 異種の LHC ソフトウェアコンポーネント間でオブジェクトのリフレクションと実行時型情報の標準化には、どのような手法が必要か？
• RQ5 拡張可能で保守性の高い HEP アプリケーションフレームワークを構築するには、どのような設計パターンとサービス抽象化が最も効果的か？

主な発見

• SEAL は、LHC アプリケーション開発のための基盤となるライブラリとサービスのセットを成功裏に提供した。
• 外部およびカスタムパッケージを統合したフレームワークにより、実験間での一貫したソフトウェア進化が可能になった。
• プラグイン マネージャーやオブジェクト辞書といった主要コンポーネントが実装され、実行時における拡張性と型安全性が実証された。
• イベントまたはインシデント マネージャーは、LHC ソフトウェアにおける分散コンポーネント間の動作調整を可能にするスケーラブルなメカニズムを提供した。
• オブジェクト ホワイトボードにより、実行時におけるオブジェクトのインスペクションと操作が可能になり、デバッグや動的設定のサポートが可能になった。
• プロジェクトの設計と実装は、LHC コンピューティング グリッドへの導入および CHEP 2003 での発表を通じて検証され、実用的妥当性とスケーラビリティが確認された。