Distributed Computing team of Ukraine | Ukraine - Українська Команда Розподілених Обчислень | Ukraine - Украинская Команда Распределённых Вычислений - Описи проектів

https://distributed.org.ua/index.php?go=Pages&in=view&id=168
Распечатать

Muon1 DPAD



Версія українською

автор - distributed.ru



 

 

Проект Muon1 DPAD (Distributed Particle Accelerator Design)

 



Перевод: 4th-otaku. Оригинал текста находится по адресу http://stephenbrooks.org/muon1/information.html

Этот научный инструмент получит название The Neutrino Factory - его сооружение намечается в районе 2015 года. Основное его назначение - порождать потоки нейтрино, которые, проходя сквозь всю Землю, могут быть замечены детекторными станциями, расположенными на разных материках. Таким образом учёные надеются изучить главную загадку этих неуловимых частиц - возможность спонтанного превращения из одного типа в другой (различают электронное, мюонное и тау-нейтрино). Экспериментальные данные, в свою очередь, позволят точнее оценить массу каждого из типов.

Повышенное внимание к этим частицам объясняется тем, что нейтрино - по-видимому, самая распространённая частица во Вселенной: миллиарды их проходят сквозь ваше тело каждую секунду. Их масса оказывается ключевым фактором при изучении эволюции Вселенной, в понимании того, каким образом после Большого Взрыва сформировалась привычная нам материя. Достаточно упомянуть, что в так называемой "Стандартной космологической модели", принятой сейчас в физике, нейтрино составляют четверть всех существующих материальных частиц. Кроме того, чтобы принять на вооружение новые физические теории, более глубоко описывающие структуру окружающего нас мира, важно знать свойства элементарных частиц с достаточно высокой точностью - это помогает сделать выбор между несколькими альтернативными теориями, слегка различающимися в своих предсказаниях.

Вместе с тем, различные части комплекса Neutrino Factory (полная его стоимость оценивается по меньшей мере в 1.9 млрд долл.) будут иметь и другие научные приложения. Хотя сами нейтрино будут использоваться для нужд фундаментальной физики, но протонный луч, который применяется для их получения (этим лучом обстреливается танталовый прут в начальном узле загружаемого вами симулятора), предполагается использовать и в прикладных проектах - в частности, для дезактивации радиоактивных отходов (превращая активные изотопы в более стабильные) и в качестве мощного поставщика нейтронов для атомной трехмерной микроскопии. А луч мюонов, который будет на выходе оптимизируемого нами участка, может также быть применён в качестве основы для так называемого "мюонного коллайдера" - ускорителя, благодаря которому можно будет достичь самых высоких энергий столкновения частиц, когда-либо осуществлённых человеком.

Вы моделируете ту часть процесса, когда протонный луч, врезаясь в мишень, вызывает активное испускание пи-мезонов (пионов), постепенно распадающихся на мюоны - которые затем будут направлены в аккумулирующее кольцо и распадутся на электроны и нейтрино, использующиеся для экспериментов. Данная часть установки, улавливающая пионы и собирающая некоторую долю из них в луч, где они распадаются, является весьма критичной: её эффективность в значительной степени определяет эффективность всего проекта, поскольку он состоит из большого числа стадий ускорения, последовательно соединённых друг с другом. Будет ли в конце концов профинансирована постройка комплекса, зависит от того, насколько высокую производительность покажут дизайны, разработанные во время текущих исследований. Тем не менее, пользователи этой программы уже удвоили планируемую эффективность одного из этапов, и многое ожидается оптимизировать в дальнейшем.







FAQ о проекте Muon1 DPAD

Что такое Muon1 DPAD?

Muon1 Distributed Particle Accelerator Design (Muon1 DPAD) - это проект распределённых вычислений, цель которого - помощь в проектировании новейшего ускорителя элементарных частиц The Neutrino Factory, его сооружение намечается в районе 2015 года. Подробнее о Muon1 DPAD можно почитать здесь и здесь.


Как присоединиться?

Для участия в проекте нужно скачать и установить клиента, разархивировав его в любую папку. К сожалению, на данный момент существует только версия клиента для ОС Windows. Полный архив программы занимает ~2.1 Мбайт (Version 4.44d). Обновление с предыдущей версии ~165 Кбайт (Patch 4.44d from 4.42+).
Также необходимо создать (изменить) файл »user.txt» и вписать туда свой ник с добавлением (или без) имени зарегистрированной команды. Пример: Member_of (Russia). Список существующих команд можно посмотреть в статистике на сайте проекта.


Какие минимальные требования к железу?

Mezocop: ИМХО ниже Pentium III-500 c 64 Mb оперативной памяти лучше не опускаться.


Варианты запуска клиента


Подробнее о ключах запуска программы muon1.exe можно почитать ниже.


Я запускал клиент разными способами, и почему-то везде разные результаты...

Для каждого варианта запуска существует свой файл сохранения промежуточного результата: для графической версии »autogfx.sav», для командной строки »autocli.sav» и для скрытого режима »auto.sav».


А как оно работает?

После запуска клиента начинается расчет, после его окончания клиент добавляет результаты в файлы »results.txt» (новые результаты) и »results.dat» (новые результаты плюс архив отправленных). Клиент генерирует новые параметры задания, используя наилучшие посчитанные результаты, и запускает расчет по-новому.


Что такое латтиса (lattice)?

Это расчетная ветвь, или, другими словами, подраздел проекта.


А можно считать только одну ветвь?

Да. В папке Lattices нужно удалить все ненужные файлы ветвей, а в »config.txt» поставить »Update lattice files from web every N hours (0=don't): 0». Но необходимо следить за актуальными ветвями.


Как отправить результаты расчетов вручную?

Нужно запустить файл »manualsend.bat» или »muon1.exe -s»


Когда можно отправлять результаты?

Минимальный размер отправки - 10 кб. Автоматическая отправка (при ее включении) - 100 кб. В ручную отправлять можно по мере накопления результатов - раз в день, неделю или реже.


Как повысить полезность расчётов для проекта

В: Есть ли необходимость скачивать файлы: …_100.txt? И как часто надо это делать?
О: Если есть решимость добиться высокого КПД для проекта, то необходимо проделывать нижеследующее действие после каждой отправки результатов. Останавливаем службу клиента (если стоит как сервис) или просто «убиваем» его в таскменеджере. Отправляем результаты. Удаляем »results.dat». Скачиваем файлы. Объединяем их в »results.dat». Запускаем клиент. Теперь идет расчет с использованием отборки наилучших результатов от всех участников проекта. При постоянном доступе в интернет, можно поставить в конфиге »Download sample results file after a number of days (0=don't): нужное число дней».


А где можно посмотреть статистику?

Официальная или неофициальная


А как узнать количество Mpts перед отправкой?

Можно посчитать двумя способами:
1. Способ, предложенный коллегой Taurus_Lan:
  1. Копируем файл »results.txt» из рабочей директории во временную;
  2. Открываю файл при помощи Excel, на втором шаге Мастера текстов (импорт), ставлю птички в «пробел» и «считать последовательные разделители одним»
  3. На третьем шаге пропускаю все столбцы кроме того, который имеет вид: »(55.4».
  4. Заменяем вначале: ».» на »,», а потом »(» на ».» (количество замен равно - результатам на отправку);
  5. Суммируем полученные цифры и узнаем количество очков и результатов на отправку.
2. Воспользоваться программой коллеги MIF-2004 -MuonView


Настройка клиента

Есть два способа настройки - простой, и сложный.

Простой - если есть постоянный доступ в интернет и хочется автоматизировать процесс работы клиента, то можно запустить »config_net.bat». Или если нет интернета или нужно вручную контролировать клиента, то запускается »config_nonet.bat».

Сложный способ - смотрим файл config.txt (его описание - ниже на странице)


Неофициальный вариант установки сервисом


В: Я установил background (скрытую) версию клиента с приоритетом B, но клиент отбирает ресурсы и компьютер тормозит, что делать?
О: Это баг клиента. После сохранения промежуточного результата (»auto.sav») клиент начинает работать с повышенным приоритетом. Исправляется это установкой клиента сервисом (кроме Win 9*, WinMe). Не работает для версии 4.43.

В моем случае сам »muon1.exe» лежит в »C:\Program Files\Muonv442c».

  1. Необходимы программы »srvany.exe» и »instsrv.exe», входящие в комплект утилит rktools. Они переписываются в »C:Program FilesMuon» (в моем случае) или в любую другую директорию.
  2. Запускаем в командной строке: »C:Program FilesMuoninstsrv.exe Muon C:\Program Files\Muonsrvany.exe». Синтаксис: instsrv.exe имя_сервиса путь_к_srvany.exe . Получаем сообщение »The services was successfully added!»
  3. Запускаем »regedit.exe». Находим »[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControl\SetServices\Muon]». Видим в нем разделы Enum и Security. Создаем раздел »Parameters», там создаем строковый параметр Application, в нем прописываем »C:\Program Files\Muonv442cmuon1.exe -b».
  4. В принципе все, а вот еще - строковый параметр »ImagePath» здесь путь к »srvany.exe».
  5. Перезагружаемся и получаем муон, в трее виден как »muon1.exe» (плюс »srvany.exe»), который в минуты бездействия резво принимается за дело и НЕ МЕШАЕТ остальным программам.

Для примера мой реестр:

[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControl\SetServices\MuonParameters]
Application=C:\Program Files\Muonv442cmuon1.exe -b

Для быстрого переноса на другие машины можно не залазить в реестр ручками, а импортировать кусок реестра.


Ошибка при автозагрузке в WinXP

В: Я запускаю »muon1_background.exe» под WinXP через автозагрузку, но при запуске клиент выдает ошибку отсутствия файла »user.txt». Что делать?
О: Необходимо в свойствах файла »muon1_background.exe» поставить галочку на »совместимости с Windows 98».


Неудача при отправке результатов

В: Во время отправки результатов, у меня прервалось соединение с интернетом и исчез файл »results.txt» - что делать?
О: Нужно найти файл типа »20060111-041818-oaeMp-*.txt», переименовать его в »results.txt» и повторить отправку.



Описание основных файлов muon1

файлы настроек



файлы программ (*.exe)


файлы  *.bat

Облегчают запоминание ключей


файлы с результатами


файлы промежуточных точек сохранения


периодически загружаемые


другие файлы





Файл настроек config.txt для muon1

Все настройки программы muon1.exe находятся в текстовом файле config.txt, который можно править в любом текстовом редакторе.

v4.43

Resolution (XxY or 'auto'): auto

Выбор разрешения экрана для графической версии. Например: 1024×768. auto - текущее разрешение.

Priority for background running ([N]ormal, [L]ow, [В]ackground): B
Приоритет работы клиента: N - средний, L - ниже среднего, B - самый низкий (считать только при полном простое процессора).

Threads (number or 'auto'): auto
Количество параллельных расчётных потоков (для многопроцессорных или hyperthreading-систем). Число или auto (по количеству логических процессоров :?:).

Auto-send results ([Y]es, [N]o): N
Если Y - автоматическая отправка результатов по достижению размера файла results.txt 100 кб.

Auto-save interval (seconds; 0 for no save): 300
Интервал сохранения промежуточных точек расчета (в секундах). 0 - без промежуточных сохранений.

Rechecks for best-so-far results (min. 5): 5
Количество перепроверок лучших результатов. Промежуточный файл при перепроверке - queue.txt.

Download sample results file after a number of days (0=don't): 0
Автоматическое скачивание с сервера файла образцовых результатов (сэмпл-файла) через определенное количество дней. 0 - не скачивать.

Update lattice files from web every N hours (0=don't): 0
Автоматическое скачивание латтис (файла latticelist.txt) через определенное количество часов. 0 - не скачивать. (Параметр целочисленный: 0,1 считается как 0.)

FTP command call: ftp -s:script.ftp
Команда ОС для отправки результатов по FTP-протоколу.

Use passive (PASV) mode for FTP transfers: N
Если Y - использование пассивного режима FTP.

Use old FTP calling method (as pre-v4.34; can hang, but more compatible with ZoneAlarm): N
Если Y - использовать старый метод общения по FTP (менее надёжный, но более совместимый с брандмауэром ZoneAlarm).

TrialType ratios: Mutate=3;Crossover=3;Interpolate=3;Extrapolate=3; MuSpherical=3; MuOne=3; Extreme=1; LocalGrad=3; TopoSmooth=2;
Настройки генетического алгоритма (методы подбора параметров ускорителя, вероятность применения каждого метода).

Particles per extra thread (limits threading overhead): 100
Количество частиц для нового параллельного потока.

Sample file behaviour - use [L]atest only, or [A]ccumulate: L
(v4.43) Способ использования образцовых результатов (сэмпл-файлов): L - хранить только самые свежие, A - подмешивать к старым.

Results upload method ('FTP' or 'HTTP'): HTTP
Протокол для отправки результатов. FTP или HTTP.

Use proxy server for HTTP downloads (server,port or 'no'): no
Настройка доступа в интернет через прокси. no - не использовать прокси.

Sample file URL (.bin allowed): http://stephenbrooks.org/muon1/samplefiles/{lattice}_100.bin
URL загрузки сэмпл-файлов для каждой из латтис.

Preferred lattices (comma-separated list or 'none'): none
Перечислить через запятую названия тех латтис (можно посмотреть в файле latticelist.txt или в папке lattices), которые программа будет обрабатывать. none - обрабатывать все.

v4.42 (устаревшие параметры)

Sample file URL: http://stephenbrooks.org/muon1/samplefiles/{lattice}_100.txt
URL загрузки сэмпл-файлов для каждой из латтис. (начиная с версии v4.43 заменён на Sample file URL (.bin allowed): - см. выше)


Пример файла config.txt:

Resolution (XxY or 'auto'): 1024x768
Priority for background running ([N]ormal, [L]ow, [B]ackground): B
Threads (number or 'auto'): auto
Auto-send results ([Y]es, [N]o): N
Auto-save interval (seconds; 0 for no save): 300
Rechecks for best-so-far results (min. 5): 5
Use passive (PASV) mode for FTP transfers: N
Download sample results file after a number of days (0=don't): 1
Sample file behaviour - use [L]atest only, or [A]ccumulate: L
FTP command call: ftp -s:script.ftp
Update lattice files from web every N hours (0=don't): 24
Use old FTP calling method (as pre-v4.34; can hang, but more compatible with ZoneAlarm): N
TrialType ratios: Mutate=3;Crossover=3;Interpolate=3;Extrapolate=3;MuSpherical=3;MuOne=3;Extreme=1;LocalGrad=3;TopoSmooth=2;
Particles per extra thread (limits threading overhead): 100
Results upload method ('FTP' or 'HTTP'): HTTP
Use proxy server for HTTP downloads (server,port or 'no'): no
Sample file URL (.bin allowed): http://stephenbrooks.org/muon1/samplefiles/{lattice}_100.bin
Preferred lattices (comma-separated list or 'none'): none





ключи запуска программы muon1

Пример запуска с ключом: «muon1.exe -version».

Данные соответствуют версии программы v4.43а.


 Ключenglish Перевод и пояснения
 -b Background mode Скрытый режим работы, никакая информация о прогрессе расчётов на экран не выводится. Файл промежуточных точек сохранения: auto.sav.
 -c Console output mode Консольный режим работы, вся информация выводится в консольном окне, остановка Ctrl+C. Файл промежуточных точек сохранения: autocli.sav.
-gGraphics mode, show every timestepГрафический режим работы (режим по умолчанию), вся информация выводится в виде графики, остановка Q. Файл промежуточных точек сохранения: autogfx.sav.
-lSave component list from last recorded result, -L also shows coordsСоздаёт файл listcomponents.txt в который записывается информация о последнем обработанном результате -L добавляет координаты (врядли кто-то кроме автора программы понимает содержание этих файлов) Для отладки программы.
-qComplete what is in queue and quitОбработать только «долгое» задание в файле queue.txt и завершить работу программы muon1.exe
-rRecheck last result in results.txt once, -R forever, -r123 times
-sSend results and quitОтправить результаты из файла results.txt и завершить работу программы muon1.exe
-scrScreensaver modeВариант графического режима работы, но завершение работы при любой активности пользователя (как скринсейвер)
-/123Divide number of particles by 123
-series_loop=5Do 5 steps in series for each particle (may be faster)
-cfg:netApply pre-defined configuration setsАктивировать автоматический обмен данными через интернет. Меняет файл конфигурации.
-cfg:nonetApply pre-defined configuration setsДеактивировать автоматический обмен данными через интернет. Меняет файл конфигурации.
-cfg:option=valueOverride config.txt setting
-initHalt after initialisation phases (at commandline, for debugging)Выполнить начальный этап генерирования задания и завершить работу программы muon1.exe. Для отладки программы.
-onceDo one run and quitOбработать только одно задание и завершить работу программы muon1.exe
-outerloopOuter-loop debuggingЭмуляция работы программы, всё как в обычном консольном режиме, только обработка как таковая отсутствует (за якобы обрабатываемые задания начисляется 0.0 Mpts). Для отладки программы.
-param:name=valueSet simulation parameter (does not override lattice)
-parseLattice file parse debug outputСоздаёт несколько файлов отчётов *.log с какой-то информацией. Для отладки программы.
-rfsyncPrint RF cavity synchronisation times to rfsync.logСоздаёт файл rfsync.log в который записывается какая-то информация. Для отладки программы.
-versionPrint version identifierВыводит номер версии программы muon1
-viewLattice viewing mode (paused, no simulation)Режим просмотра - обработка не начинается, как-бы вечная пауза

 В архиве с программой muon1 поставляются *.bat файлы для некоторых наиболее часто используемых ключей:


Программа muon1_background.exe - запускает программу muon1.exe с ключом -b в невидимом режиме. Принудительная остановка программы в данном случае через «Диспетчер задач Windows»: выбрать «Имя образа» → moun1.exe → ПКМ → Завершить процесс». 




Клавиши управления для графического режима muon1

Для просмотра данного списка в программе необходимо нажать F1


 Клавишаenglish Перевод и пояснения
Q or Esc QuitВыход
F1HelpПомощь (описание клавиш управления)
SpaceChange information displayed at bottom of screenПробел. Переключение режимов отображения информации внизу экрана
Ctrl-FFind beamline element by nameПоиск запчасти излучателя по имени
LShow component parameter graphs [use numpad 0123… to toggle]Показать/Скрыть гистограммы компонентов (вкл./выкл. отдельных составляющих клавишами 0123… на дополнительной клавиатуре (справа))
Ctrl-SSave a bitmap screenshotСохранить скриншот экрана
PPause / Unpause simuiationПауза
VToggle auto viewВкл./выкл. режим автофокусировки на текущем изображении (на экране меняется надпись «Autoview ON»/«Autoview OFF»)
AToggle auto frame-rateВкл./выкл. автоматический расчёт частоты перерисовки
FDecrease frame-rate [spend more time calculating]Уменьшить частоту перерисовки изображения [больше времени будет тратиться на рассчёты]
GIncrease frame-rate [smoother graphics]Увеличить частоту перерисовки изображения [более плавные перемещения частиц]
IToggle individual particle info
OToggle big particlesПереключатель: Мелкие частицы/Крупные частицы
Eparticle energies as coloursв версии 4.42 - F10, переключение между цветовыми режимами (меняется вместе с «легендой»)
BToggle display of bounding boxesПоказать/Скрыть ограничивающий «проволочный» каркас
HToggle phase-space plotsПоказать/Скрыть дополнительные графики (2 непонятных графика на половину экрана)
RToggle recording of animationЗапустить/Остановить запись анимации (почти как видеофильм), просмотреть можно с помощью дополнительной программы
SToggle small textПереключатель: Мелкий текст/Крупный текст
8,9Zoom in/increase field of viewЛупа (8-приблизить/9-уменьшить изображение)
2,3Switch to standard or 3D stereoПереключение между режимами показа графики 2-стандартный режим, 3-трёхмерный стереорежим
InsertSwitch stereo coloursПереключение между несколькими цветами для стереорежима
Home/EndIncrease/Decrease maximum stereo depthИзменение глубины стереорежима Home-увеличение, End-уменьшение
PageUp/PageDownIncrease/Decrease range of stereo depthИзменение глубины стереорежима PageUp-увеличение, PageDown-уменьшение
F2
muonsПоказать/Скрыть мюоны
F3
pionsПоказать/Скрыть пионы
F4
lost particlesПоказать/Скрыть потерянные частицы
F5
centimetre gridПоказать/Скрыть линейку
F6
beamline cellsПоказать/Скрыть излучающие ячейки
F7
solenoidsПоказать/Скрыть соленоиды
F8
bending magnetsПоказать/Скрыть поворотные магниты
F9
apertures
F11
toggle legendПоказать/Скрыть «легенду»
F12
show everythingПоказывать все элементы (причём «все элементы» показываются в нестандартном цветовом режиме, переключение между цветовыми режимами - клавиша E или в ранних версиях F10)



Наш ФОРУМ по обсуждению этого проекта.



| 24.10.2008 12:28