第四章BESIII探测器北京正负电子对撞机重大改造工程初步设计离线计算机系统引言BES在十几年来的运行中积累了丰富的数据处理经验，随着计算机硬件和软件技术的不断发展，BES的离线数据处理环境也不断改进、提高和更新换代。现在BES拥有HP--UNIX工作站和PC机群的计算机系统。网络方面由100Mbps快以太网桌面系统和1000Mbps光纤网系统以及100MbpsFDDI系统完成BES的数据处理。在此基础上的BESIII数据处理环境和计算机系统配置应考虑以下三因素：为了促进国际、国内的合作和交流，建立BESIII离线计算机系统必须采用和参考国际最先进的技术并尽量与先进的国际实验室接轨。该系统应该尽量支持BES现有的软件包，并考虑兼顾BESII的专家和BESIII的新成员的要求。为了适应BESIII探测器和数据处理的要求，现有BESII的大多数软件包将需要进行修改和重写。BESIII离线计算机系统是一个长远的工程，从技术上考虑，该工程应能适应计算机领域内软硬件技术飞速发展的形势，所以该工程的配置应既稳定、可靠和方便用户并具有相当的灵活性和可更新性。离线数据处理对计算机环境的要求物理数据量的估计BEPC-II在能区的亮度假定为1033cm-2s-1，估计其最高离线事例率为3000Hz，BEPC-II最大年取数率为1010事例，并假定原始数据(Raw-Data)的大小按平均每事例12Kbytes计算，经过事例重建后的数据(Rec.Data)大小为每事例24Kbytes。供物理分析用的压缩后的数据(DSTData)，其大小约为重建数据的1/10，即每事例约2Kbytes。假定BEPC-II在开始的一年左右在能区取数，然后在能区取数，那么BEPC-II最大年取数率为1010事例，5年内BESIII的原始数据估计为21010，，D和Ds事例。第一年总字节数为12×103×1010≈120×1012bytes，详细数据情况表4.13-1。表4.13-1BESIII年物理数据量的估计数据种类事例长度kbytes总数据量T(1012)bytesRaw12120Rec.24240DST220MC-Rec.24240MC-DST220共计640数据存储和管理假定5年内BESIII的原始数据总字节数估计为12×103×21010≈240×1012bytes，其中包括120Tbytes数据和120Tbytes，D和Ds数据。假定原始数据需要每年重建三次，那么Rec.和DST事例的总字节数分别为1440Tbytes和120Tbytes。MC的Rec.和DST数据的字节数和实验数据的字节数基本一样。设想所有BESIII的原始数据（Raw）和重建（Rec.）数据都存放于计算中心的磁带库中，其总字节数为3120Tbytes。大约240Tbytes的DST数据将存储在磁盘阵列上。详细需求情况如表4.13-2（每年按三次数据重建计算）表4.13-2数据种类和存储设备的要求数据种类数据量(Tbytes）设备Raw240带库Rec.1440带库DST120磁盘MC-Rec.1440带库MC-DST120磁盘计算机能力的要求按照BES的经验，离线数据处理的主要CPU消耗量是事例重建。按每事例20MIPS·s的CPU要求，假定计算机每年工作时间为2×107秒，并假定在数据处理过程中对数据每年作4次重建，完成BESIII实验数据的处理，包括事例重建、MC(MonteCarlo)数据模拟和重建所需的CPU总量约为130000MIPS(如果按现在PIV1.6G的CPU能力和重建BESII的J/Ψ数据的CPU估计(0.02s/events)，则需要130台PIV)，详细情况如表4.13-3。表4.13-3计算机能力的要求进程种类每事例(MIPS·s)事例数(1010)CPU总量(MIPS)事例重建20440000M.C模拟100150000M.C重建20440000共计130000数据传送对网络速度的要求从在线数据系统到离线数据系统的数据传送的网络带宽要求原则上由在线的事例触发率决定。即：400012Kbytes84000Mbps，该网络系统还需具备极好的稳定性以免发生事例丢失。从数据服务器到“重建FARM”之间的带宽要求将由处理器的速度决定，处理器的速度越快，带宽要求越高。因为处理器的速度越快，单位时间内从数据服务器输入输出的数据量越大。所以建立一个孤立的BES数据处理网络环境是必要的，只有这样才能使BES的数据传输不受IHEP网络通讯的干扰。BESIII离线数据处理环境初步设想BESIII离线数据处理环境的主要任务可分为4个部分，即原始数据的处理和物理分析；各种数据的传输；各种数据和文件的存储和管理