[论文解读] The Algorithm Steering and Trigger Decision mechanism of the ATLAS High Level Trigger

G. Comune, A. Corso-Radu+9 more|arXiv (Cornell University)|Jun 3, 2003

Distributed and Parallel Computing Systems参考文献 3被引用 8

一句话总结

本文提出了一种灵活、模块化的算法引导与触发决策机制，用于ATLAS高阶触发（HLT），旨在高效地在处理链早期拒绝不需要的事件。该机制基于Athena软件框架构建，并利用StoreGate上的树状导航系统，支持可配置的'触发菜单'和顺序算法执行，可重用离线重建类，确保在高流量LHC环境中可扩展、可扩展的事件选择。

ABSTRACT

Given the extremely high output rate foreseen at LHC and the general-purpose nature of ATLAS experiment, an efficient and flexible way to select events in the High Level Trigger is needed. An extremely flexible solution is proposed that allows for early rejection of unwanted events and an easily configurable way to choose algorithms and to specify the criteria for trigger decisions. It is implemented in the standard ATLAS object-oriented software framework, Athena. The early rejection is achieved by breaking the decision process down into sequential steps. The configuration of each step defines sequences of algorithms which should be used to process the data, and 'trigger menus' that define which physics signatures must be satisfied to continue on to the next step, and ultimately to accept the event. A navigation system has been built on top of the standard Athena transient store (StoreGate) to link the event data together in a tree-like structure. This is fundamental to the seeding mechanism, by which data from one step is presented to the next. The design makes it straightforward to utilize existing off-line reconstruction data classes and algorithms when they are suitable

研究动机与目标

• 为解决ATLAS实验高阶触发（HLT）中在高数据率下高效过滤LHC事件的挑战。
• 开发一种灵活、可扩展的机制，实现实时配置触发算法和决策标准。
• 通过多步、顺序决策过程实现对无趣事件的早期拒绝。
• 将现有离线重建算法和数据类集成到HLT处理链中，确保一致性和代码复用。
• 支持动态配置'触发菜单'，以定义事件接受的物理信号。

提出的方法

• 该系统将触发决策分解为一系列可配置的处理步骤，每个步骤均配备特定算法和决策标准。
• 基于Athena临时存储（StoreGate）构建的导航系统，以树状结构连接各步骤之间的事件数据。
• 每个处理步骤对数据应用一系列算法，决策依据预定义的'触发菜单'，其中指定所需的物理信号。
• 该设计允许在适当情况下重用现有的离线重建数据类和算法，确保一致性并降低开发开销。
• 每个步骤的配置通过灵活的引导机制管理，支持触发链的运行时可配置性。
• 该架构支持算法和决策逻辑的动态重新配置，而无需修改核心代码。

实验结果

研究问题

• RQ1 在高数据率下，ATLAS高阶触发如何在保持对多样化物理信号的灵活性的同时，高效拒绝无趣事件？
• RQ2 何种架构模式能够实现在高吞吐量环境中模块化、可配置且可扩展的触发算法执行？
• RQ3 如何在HLT决策处理链中重用现有的离线重建算法和数据结构？
• RQ4 何种机制可确保在顺序触发步骤之间高效传播数据并管理依赖关系？
• RQ5 如何动态配置触发菜单，以支持不同物理分析而无需修改核心软件？

主要发现

• 所提出的触发机制通过将决策过程分解为可配置的顺序步骤，实现了对无趣事件的早期拒绝。
• 在StoreGate上使用树状导航系统，可实现事件数据在触发步骤之间高效且结构化的传播。
• 该系统支持触发菜单的动态配置，使物理学家能够定义每个步骤必须满足的物理信号。
• 现有的离线重建数据类和算法可直接在HLT处理链中复用，减少开发时间并确保一致性。
• 该架构具有可扩展性和可伸缩性，支持LHC的高数据率需求，同时保持对不断演化的物理需求的灵活性。
• 该解决方案已完全集成到标准的ATLAS Athena软件框架中，支持无缝部署与维护。