| Revision as of 09:19, 29 Jun 2005 WikiSysop (Talk | contribs) ← Go to previous diff |
Current revision WikiSysop (Talk | contribs) |
||
| Line 1: | Line 1: | ||
| - | ==Что же такое GEANT4== | + | ==Что такое GEANT== |
| - | GEANT4 (сокращенно g4, произносится «джант») — это система библиотек для симуляции прохождения элементарных частиц через вещество. Ее язык — Си++, ее авторы — международная коллаборация при ЦЕРНе. В основном это итальянцы и японцы. Ну и швейцарцы. | + | [[Image:Montecarlo.jpg | right | Monte Carlo]] GEANT4 (сокращенно |
| + | g4, произносится «джант») — это система библиотек для компьютерного | ||
| + | моделирования процессов прохождения элементарных частиц через | ||
| + | вещество, на основе совокупности подходов, вместе называемых «метод | ||
| + | Монте-Карло». GEANT — самая популярный инструмент такого типа. Он | ||
| + | разрабатывается международной коллаборацией с центром в CERN. Наибольший вжлад в разработку внесли ученые из Англии, Италии, Канады, России, США, Франции и Японии. | ||
| - | По названию может сложиться неверное впечатление, что это четвертая версия некоего продукта. В реальности это результат полной переработки существовавшего до него GEANT3, написанного на [[Wikipedia:Fortran | Фортране]] и имевшего ограниченную функциональность и расширяемость. В настоящее время разработка GEANT3 прекращена, только иногда исправляются ошибки. | + | Перед GEANT4 был GEANT3, выполнявший те же самые задачи, но |
| + | сделанный на Фортране. На сегодняшний день он используется довольно | ||
| + | часто, как и другое фортрановское ПО, так уж исторически сложилось, | ||
| + | но большинство современных экспериментов постепенно переходят на | ||
| + | 4-й. В целом в последнее время GEANT4 считается достаточно надежным | ||
| + | и корректным для широкого применения. Первое «боевое» применение | ||
| + | GEANT4 — эксперимент BaBar. C 2004 года GEANT4 — основная программа | ||
| + | моделирования в экспериментах на LHC. Впрочем, область применения не | ||
| + | ограничивается моделированием детекторов, где с помощью GEANT4 | ||
| + | ведется проектирование установок, рассчитываются эффективности и | ||
| + | загрузки различных подсистем, производится калибровка и т. д. Как и | ||
| + | другие пакеты Монте-Карло, GEANT4 используется в области | ||
| + | радиационной защиты, в медицине и в различных других прикладных | ||
| + | областях, связанных с радиационным излучением. | ||
| - | Разработка GEANT4 началась в 1994 году и в 1998 вышла первая версия. Нумерация версий GEANT4 трехуровневая: | + | Разработка GEANT4 началась в 1994 году с переписывания GEANT3.2.1 на |
| - | #Сначала идет цифра 4, как символ пакета | + | [[CPP | Си++]]. При этом кардинально изменились архитектура системы и |
| - | #Далее главный номер релиза (major number, на текущий момент — 7-ая) и номер уровнем ниже, minor number. | + | методы работы с ней, но физическая часть (алгоритмы расчета сечений |
| - | #Затем версия патч-сета, т. е. набора исправлений, не несущих новой функциональности. | + | и т. п.) практически не изменилась. В дальнейшем серьезные изменения |
| - | В итоге получается нечто вроде geant4.7.0.p01 | + | претерпели модели адронных процессов, расчет электромагнитных |
| + | взаимодействий в основном соответствует GEANT3, но был заметно улучшен и расширен. | ||
| + | Также добавлена возможность моделирования транспортировки оптических фотонов. | ||
| - | ===Что он может=== | + | Нумерация версий GEANT4 трехуровневая: |
| + | #cначала идет цифра 4, как символ пакета; | ||
| + | #далее главный номер релиза (major number, на текущий момент 9-ая) и номер уровнем ниже, minor number; | ||
| + | #затем версия патч-сета, т. е. набора исправлений, не несущих новой функциональности; | ||
| + | В итоге получается нечто вроде geant4.7.0.p01. | ||
| - | Работа с GEANT4 сводится к написанию программ на Си++, связывающих компоненты geant между собой определенным образом, моделирующим некоторую реальную систему. GEANT затем запускает свой движок Монте-Карло, и прогоняет элементарные частицы через вашу систему. | + | Работа с GEANT4 сводится к написанию программ на С++, связывающих |
| + | его компоненты между собой определенным образом, моделирующим | ||
| + | некоторую реальную систему. При этом в GEANT заносится трехмерная | ||
| + | модель системы, характеристики материалов, из которых она состоит, | ||
| + | описываются электромагнитные поля. Также подключаются различные | ||
| + | пакеты физических процессов, такие, как тормозное излучение и | ||
| + | ионизация. В процессе работы GEANT4 рассчитывает траектории | ||
| + | прохождения различных элементарных частиц в заданной системе. Пользователь | ||
| + | должен обеспечить сохранение данных в удобном уму формате. | ||
| - | ====Описание геометрии==== | + | Также GEANT поддерживает большое количество различных способов |
| + | визуализации своей работы. | ||
| - | Geant4 позволяет на очень детальном уровне описывать геометрические характеристики экспериментальной системы. В ядре GEANT4 находится совместимый с CAD-системами (он соответствует стандарту ISO STEP) 3D твердотельный симулятор, которым можно управлять как программно, так и скармливая ему файлы с описанием сцены. В это описание входит задание простейших тел, из которых состоят сложные объекты и сопоставление им конкретных материалов. Материалы также можно описывать произвольно. | + | Существует достаточно много программых оболочек (GATE, GRAS,...) которые обеспечивают удобный интерфейс между пользователями конкретной области применений и GEANT4. Такие оболочки существенно облегчают работу и как правило не требуют програмирования на С++. |
| - | ====Физические процессы==== | ||
| - | |||
| - | Реальные физические процессы, участвующие в «опыте» можно выбирать по одному или целыми предустановленными пакетами. Например, все электромагнитные процессы для средних энергий. Для многих из них существует несколько программных реализаций — например, сечения берутся из аналитических расчетов, или из баз данных, или для разных областей энергии. | ||
| - | |||
| - | ====Визуализация==== | ||
| - | |||
| - | GEANT4 поддерживает большое количество различных способов визуализации своей работы: от OpenGL вывода 3D-картинки во время расчета, до создания postscript'а с чертежом установки. | ||
| ==Ссылки== | ==Ссылки== | ||
| #[http://wwwasd.web.cern.ch/wwwasd/geant/ Домашняя страничка GEANT3] | #[http://wwwasd.web.cern.ch/wwwasd/geant/ Домашняя страничка GEANT3] | ||
| - | #[http://cern.ch/geant4 Сайт GEANT4] | + | #[http://geant4.web.cern.ch/geant4/ Сайт GEANT4] |
Current revision
Что такое GEANT
GEANT4 (сокращенно
g4, произносится «джант») — это система библиотек для компьютерного
моделирования процессов прохождения элементарных частиц через
вещество, на основе совокупности подходов, вместе называемых «метод
Монте-Карло». GEANT — самая популярный инструмент такого типа. Он
разрабатывается международной коллаборацией с центром в CERN. Наибольший вжлад в разработку внесли ученые из Англии, Италии, Канады, России, США, Франции и Японии.
Перед GEANT4 был GEANT3, выполнявший те же самые задачи, но сделанный на Фортране. На сегодняшний день он используется довольно часто, как и другое фортрановское ПО, так уж исторически сложилось, но большинство современных экспериментов постепенно переходят на 4-й. В целом в последнее время GEANT4 считается достаточно надежным и корректным для широкого применения. Первое «боевое» применение GEANT4 — эксперимент BaBar. C 2004 года GEANT4 — основная программа моделирования в экспериментах на LHC. Впрочем, область применения не ограничивается моделированием детекторов, где с помощью GEANT4 ведется проектирование установок, рассчитываются эффективности и загрузки различных подсистем, производится калибровка и т. д. Как и другие пакеты Монте-Карло, GEANT4 используется в области радиационной защиты, в медицине и в различных других прикладных областях, связанных с радиационным излучением.
Разработка GEANT4 началась в 1994 году с переписывания GEANT3.2.1 на Си++. При этом кардинально изменились архитектура системы и методы работы с ней, но физическая часть (алгоритмы расчета сечений и т. п.) практически не изменилась. В дальнейшем серьезные изменения претерпели модели адронных процессов, расчет электромагнитных взаимодействий в основном соответствует GEANT3, но был заметно улучшен и расширен. Также добавлена возможность моделирования транспортировки оптических фотонов.
Нумерация версий GEANT4 трехуровневая:
- cначала идет цифра 4, как символ пакета;
- далее главный номер релиза (major number, на текущий момент 9-ая) и номер уровнем ниже, minor number;
- затем версия патч-сета, т. е. набора исправлений, не несущих новой функциональности;
В итоге получается нечто вроде geant4.7.0.p01.
Работа с GEANT4 сводится к написанию программ на С++, связывающих его компоненты между собой определенным образом, моделирующим некоторую реальную систему. При этом в GEANT заносится трехмерная модель системы, характеристики материалов, из которых она состоит, описываются электромагнитные поля. Также подключаются различные пакеты физических процессов, такие, как тормозное излучение и ионизация. В процессе работы GEANT4 рассчитывает траектории прохождения различных элементарных частиц в заданной системе. Пользователь должен обеспечить сохранение данных в удобном уму формате.
Также GEANT поддерживает большое количество различных способов визуализации своей работы.
Существует достаточно много программых оболочек (GATE, GRAS,...) которые обеспечивают удобный интерфейс между пользователями конкретной области применений и GEANT4. Такие оболочки существенно облегчают работу и как правило не требуют програмирования на С++.
Ссылки
- Домашняя страничка GEANT3 (http://wwwasd.web.cern.ch/wwwasd/geant/)
- Сайт GEANT4 (http://geant4.web.cern.ch/geant4/)
