ROOT (logiciel)

ROOT (logiciel)
Nom	ROOT
Développeur	CERN
Langage	C++
Système	Linux, Windows, macOS
Licence	GNU General Public License

ROOT (logiciel)

ROOT est un cadre logiciel d'analyse de données développé principalement pour les besoins de la physique des hautes énergies. Il fournit des outils de traitement, de visualisation et de gestion d'ensembles de données volumineux, utilisés dans des collaborations internationales et des laboratoires de recherche.

Présentation

ROOT a été conçu pour répondre aux besoins de projets expérimentaux tels que Large Hadron Collider, ATLAS (expérience), CMS (expérience), ALICE (expérience), et LHCb. Il combine des capacités de calcul à la demande trouvées dans des environnements comme GNU Compiler Collection, LLVM, Python (langage) et des bibliothèques scientifiques telles que ROOT (framework) est souvent cité aux côtés de GEANT4, HEPData, Tier (informatique) et Grid computing dans les publications de collaborations comme CERN Open Data et des institutions comme Fermilab ou DESY.

Historique et développement

Le projet a été initié au sein de CERN par des chercheurs confrontés aux défis posés par des expériences comme LEP (accélérateur), UA1, et UA2. Son développement s'inscrit dans la continuité d'outils et de bibliothèques utilisés dans des laboratoires comme Brookhaven National Laboratory, SLAC National Accelerator Laboratory et Institut national de physique nucléaire et de physique des particules. Des personnalités et équipes issues de collaborations telles que LHCb (collaboration), ATLAS (collaboration), CMS (collaboration), et des groupes universitaires affiliés à University of Oxford, Harvard University, Massachusetts Institute of Technology, Université de Genève ont contribué aux évolutions du code et à l'intégration de standards comme ceux promus par ISO et W3C pour l'interopérabilité.

Fonctionnalités principales

ROOT fournit des structures de données, des algorithmes d'analyse et des outils de visualisation employés par des équipes de projets tels que Higgs boson et Top quark analyses. Les fonctionnalités comprennent la gestion d'arbres d'événements, des histogrammes, des fonctions d'ajustement liées à Minuit, et des interfaces scriptables rappelant Python (langage), R (langage), et MATLAB. On retrouve aussi des modules pour le traitement parallèle utilisés avec des infrastructures telles que HTCondor, OpenMPI, Apache Spark et des systèmes d'archivage comme CERN Tape Archive.

Architecture et composants

L'architecture repose sur une bibliothèque en C++ exploitant des techniques de réflexion et de sérialisation compatibles avec des formats adoptés par des projets comme ROOT (framework). Les composants incluent des classes pour la persistabilité, des analyseurs graphiques inspirés par des outils utilisés à CERN et dans des laboratoires comme KEK ou TRIUMF, ainsi que des liaisons vers des langages tels que Python (langage), Java (langage), et Fortran (langage). Des sous-systèmes pour l'I/O interactif se combinent avec des gestionnaires de mémoire et des optimisations dérivées des contributions de communautés liées à Boost (bibliothèque), Eigen (bibliothèque), et FFTW.

Utilisation et domaines d'application

ROOT est employé dans des collaborations de physique des particules comme ATLAS (collaboration), CMS (collaboration), ALICE (collaboration), et LHCb (collaboration), ainsi que dans des domaines appliqués présents à CEA, NASA, ESRF, ITER et des projets industriels. Des équipes en astrophysique, biologie computationnelle et finance quantitative l'utilisent pour des analyses similaires à celles réalisées avec NumPy, SciPy, Pandas (bibliothèque). On le retrouve dans des publications liées à des expériences comme Pierre Auger Observatory, IceCube Neutrino Observatory et Planck (mission).

Compatibilité et intégration

ROOT maintient des liaisons avec des compilateurs tels que GCC, Clang et Microsoft Visual C++, et s'intègre à des environnements d'exécution utilisés par Docker, Kubernetes, OpenStack et des systèmes de gestion de versions comme Git et plateformes telles que GitHub et GitLab. L'interopérabilité avec des formats et protocoles pratiqués dans des collaborations comme CERN Open Data et initiatives telles que EOS (système de fichiers) facilite l'échange avec des outils analytiques comme Jupyter Notebook, Matplotlib, ROOTPy et PyROOT.

Licence et communauté

Le logiciel est distribué sous une licence de type GNU General Public License et maintenu par une communauté incluant CERN employés, contributeurs des universités comme University of California, Berkeley, University of Cambridge, Imperial College London et des laboratoires tels que Fermilab, DESY, KEK. La gouvernance engage des comités et groupes de travail coordonnés avec des conférences et ateliers comme CHEP (conférence), ICHEP, ACAT et des écoles d'été hébergées par des institutions telles que ICTP.

Category:Logiciels scientifiques