birmaga.ru
добавить свой файл

1 2 3
Voprosy Atomnoj Nauki i Tekhniki. Seriya: Yadernye Konstanty, V. 2, 1999, pp. 99 - 110.


УДК 002.63: 539.17: 681.3
WEB-СЕРВЕР ЦДФЭ НИИЯФ МГУ:

БАЗЫ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ ДАННЫХ В ГИПЕРТЕКСТОВОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ
И.Н.Бобошин, А.В.Варламов, В.В.Варламов, Д.С.Руденко, М.Е.Степанов
Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В.Скобельцына
Центр данных фотоядерных экспериментов

THE MSU INP CDFE WEB-SERVER: NUCLEAR DATA BASES HYPERTEXT PRESENTATION. The nuclear data bases developed in the Lomonosov Moscow State University Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics Centre for Photonuclear Experiments Data (Centr Dannykh Fotoyadernykh Eksperimentov – CDFE), put upon the Centre Web-server are presented. The possibilities for working with the data bases in Internet are described.
Введение

Современный этап развития науки характеризуется широким внедрением вычислительной техники и разнообразных автоматизированных систем, предназначенных не только для проведения экспериментов и обработки их результатов, но и для последующих анализа и оценки данных. С одной стороны, существенно усложняются сами эксперименты, с другой - значительно повышаются требования к качеству их результатов. Все более актуальными становятся проблемы разработки устойчивых и надежных методов обработки уже накопленных данных, их оценки как на основе безмодельных подходов, так и с привлечением теоретических моделей. Постановка таких проблем требует для их решения создания больших банков и баз данных и эффективных программных комплексов для работы с ними. Организация различного рода электронных библиотек, баз и банков данных создает хорошую основу для проведения как фундаментальных, так и прикладных исследований на качественно новом уровне. Развитие и совершенствование методов компьютерного использования данных позволяют эффективно проводить не только обработку и анализ результатов выполненных ранее экспериментов, но и планирование новых, а также - моделирование экспериментов, которые по тем или иным причинам не могут быть осуществлены.


Эти тенденции, проявляющиеся в различных областях науки и техники, играют заметную роль и в области ядерной физики, для которой в большинстве случаев характерна невозможность непосредственного измерения тех или иных величин, что требует использования для изучения таких величин лишь косвенных методов, использования различных комбинаций доступных данных. Это существенно повышает требования к точности и надежности этих последних и непосредственно связывает эффективность научных исследований с прогрессом в области информационных технологий. Следует особо отметить, что использование современных информационных технологий /1/ позволяет не только эффективно работать с уже имеющейся информацией, но и во многих случаях получать новые физические результаты /2, 3/.

Центр данных фотоядерных экспериментов НИИЯФ МГУ в Международной сети Центров ядерных данных

На создание и поддержание больших массивов ядерно-физической информации направлена деятельность специальных организаций – Центров ядерных данных, мировая система которых сложилась под эгидой Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ). В последние годы эта система приобрела вид сети (Nuclear Data Centres Network) /4/. В этом сотрудничестве принимают участие Центры и группы ядерных данных из Австрии, Венгрии, Китая, России, США, Украины, Франции, Японии. Россию в этом сотрудничестве представляют три организации - Центр ядерных данных (“ЦЯД”, ГНЦ "Физико-энергетический институт", Обнинск), Центр данных о строении атомного ядра и ядерных реакциях (“ЦАЯД”, РНЦ "Курчатовский институт", Москва) и Центр данных фотоядерных экспериментов (“ЦДФЭ”, Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ им. М.В.Ломоносова, Москва). Скоординированно подготавливая определенные разделы массивов числовых ядерных данных, Центры затем объединяют их и организуют работу с ними в рамках различных банков или баз данных, которые практически полностью охватывают информационные потребности исследований по физике ядра и ядерных реакций низких и средних энергий.


Областью ответственности ЦДФЭ в международном сотрудничестве МАГАТЭ являются фотоядерные данные, то есть данные о ядерных реакциях под действием фотонов и электронов. Кроме этого ЦДФЭ обрабатывает также и данные о реакциях радиационного захвата нейтронов и различных заряженных частиц. К настоящему времени в ЦДФЭ подготовлено более 80 % фотоядерных данных, включенных в фонды международного сотрудничества.

Создаваемые и получаемые по каналам обмена различные массивы, базы и банки данных по ядерным реакциям под действием нейтронов и заряженных частиц, данные по структуре ядер, соответствующей справочно-библиографической информаци ЦДФЭ использует для обеспечения запросов своих пользователей. Эти работы ЦДФЭ проводит в рамках программ работ исследовательского контракта с МАГАТЭ, соответствующей государственной темы, Научно-технической программы БАФИЗ, Гранта РФФИ.

Ядерные данные в Интернет
В последнее время в рамках сети Центров ядерных данных большое распространение получили информационные системы в среде всемирной компьютерной сети Интернет, которые условно могут быть названы "on-line service". Используются два основных способа доступа к данным, на выбор которых основное влияние оказывают ресурсы персонального компьютера пользователя:


  • средства Интернет (многофункциональные системы поиска, содержащие большой объем дополнительной визуальной информации (графики и схемы); наибольшие возможности предоставляются последними версиями Интернет-браузеров, что связано с использованием новейших средств представления информации (Frames, JavaScript, JScript, JAVA, CGI, ASP и т.п.));
  • средства Telnet (системы поиска, возможности пользователя в которых существенно ограничены, так как представление информации производится в текстовом виде; преимуществами данного способа является возможность использования в условиях с невысокой проходимостью канала подключения и дополнительные специализированные средства обработки данных в реальном времени).


Специалистам хорошо известны адреса доступа через Интернет к разнообразной ядерно-физической информации некоторых Центров ядерных данных:


BNL NNDC

Brookhaven National Laboratory, National Nuclear Data Center (Брукхэвенская национальная лаборатория, Национальный центр ядерных данных, США):

http://www.nndc.bnl.gov

http://www-nds.iaea.or.at


IAEA NDS

International Atomic Energy Agency, Nuclear Data Section (Международное агенство по атомной энергии, Секция ядерных данных, Австрия):

telnet://bnlnd2.dne.bnl.gov

telnet://iaeand.iaea.or.at


LUND

Lund University, Lund Nuclear Data Web Service (Университет Лунда, Служба по ядерным данным в Интернет, Швеция):


http://nucleardata.nuclear.lu.se/nucleardata/


NIST

National Institute of Standards and Technology, Physics Laboratory (Национальный институт стандартов и технологии, Лаборатория физики, США):

http://physics.nist.gov/

NEA-DB OECD Nuclear Energy Agency Data Bank (Банк данных агентства по атомной энергии Организации по экономическому сотрудничеству и развитию, Франция):

http://www.nea.fr

Для постоянного предоставления удаленным пользователям Интернет разнообразной ядерно-физической информации в Центре данных фотоядерных экспериментов НИИЯФ МГУ создан Web-сервер

http://depni.npi.msu.su/cdfe,

на котором представлены /5, 6, 7/ основные базы фотоядерных данных центра.

Web-сервер ЦДФЭ

Для размещения данных на Web-сервере ЦДФЭ разработано и реализовано гипертекстовое представление основных баз данных центра. Гипертекстовое представление имеет как свои преимущества, так и недостатки. Пользователю, не знакомому с форматом баз данных, именно эта версия представления данных будет наиболее удобной. Более подготовленным пользователям существенно большие возможности предоставила бы версия, основанная на специально приспособленной к Web-среде поисковой системе с использованием, например, СУБД Oracle или MySQL. Такая версия представления данных в настоящее время находится в ЦДФЭ на стадии разработки.

Работа по созданию гипертекстовых таблиц Web-сервера ЦДФЭ выполнена при помощи нескольких программных продуктов, основным из которых являлась реляционная СУБД Borland Paradox. Для автоматической генерации гипертекстовых файлов из исходного файла формата СУБД Paradox была написана программа на языке Паскаль. Все документы баз данных написаны только с использованием языка HTML, без применения таких технологий, как JavaScript, Java, CGI, ASP и т.д.

Основная Web-страница сервера.

Доступ к базам данных сервера ЦДФЭ организован из раздела “On-line Services” основной (заглавной) Web-страницы (Иллюстрация 1) сервера. Другие разделы основной Web-страницы содержат следующую информацию:


  • About”: сведения о целях и основных направлениях деятельности ЦДФЭ;

  • People”: список основных сотрудников центра;

  • Partners”: список главных партнеров ЦДФЭ по международному сотрудничеству;

  • Contact Us”: контактные адреса Центра.



Основное меню системы.
Поиск необходимых данных проводится с помощью ОСНОВНОГО МЕНЮ (Main Menu) системы. Предусмотрены возможности поиска данных как по элементам (ядрам, изотопам), так и по реакциям.

Для поиска данных по элементам часть ОСНОВНОГО МЕНЮ (Main Menu) системы организована в виде хорошо известной периодической таблицы элементов. Выбор определенного элемента вызывает промежуточное меню системы, с помощью которого возможен выбор одной из основных баз данных сервера (БД1, БД2 и БД3).

Для поиска данных по реакциям соответствующая часть ОСНОВНОГО МЕНЮ (Main Menu) системы организована (Иллюстрация 2) в виде полного списка реакций, данные для которых представлены на Web-сервере. Выбор определенной реакции также вызывает промежуточное меню, в котором предусмотрена возможность выбора баз данных (БД1, БД2 и БД3) сервера.

Промежуточные меню системы.

Промежуточным меню системы поиска по элементам является (Иллюстрация 3) таблица распространенностей стабильных изотопов (в данном случае - изотопов олова 112,114,115,116,117,118,119,120,122,124Sn) выбранного элемента в их естественной смеси, дополненная списком баз данных сервера, которые могут быть выбраны для собственно поиска данных..

Промежуточное меню системы поиска по реакциям включает в себя лишь список баз данных сервера:

БД1 – База данных о параметрах гигантского дипольного резонанса (ГДР) и сечениях фотоядерных реакций (Giant Dipole Resonance Data),

БД2 – База данных по распространенностям стабильных изотопов ядер и энергетическим порогам фотоядерных реакций (Reaction Thresholds Data),


БД3 – Справочно-библиографическая база данных по фотоядерным реакциям (Photonuclear Data Index), опубликованных в печати за весь период исследований (по состоянию на середину 1999 года – за период 1955 – 1996 годов).

База данных (БД1)

о параметрах ГДР и сечениях фотоядерных реакций.

База данных БД1 /8, 9/ содержит (Иллюстрация 4) данные о следующих характеристиках (а также ссылку и фамилию первого автора соответствующей публикации)


EXFOR

номер раздела (SUBENT) международного банка данных EXFOR

NUCL

исследованное ядро (символ)

A

исследованное ядро (массовое число)

REACT

исследованная реакция

E-MAX

энергия (в МэВ) максимума резонанса в сечении реакции

SIG

сечение (в мб) в максимуме резонанса в сечении реакции

FWHM

полная ширина (в МэВ) на половине высоты резонанса в сечении реакции

E-INT

энергия (в МэВ) верхнего предела интегрирования

SIG-INT

интегральное сечение (в МэВмб)

SIG-INT-1

первый момент (в мб) интегрального сечения


REFERENCE

ссылка

AUTHOR

фамилия и инициалы 1 - го автора ((+) означает, что имеются и другие)







резонансов, наблюдаемых в сечениях большого числа следующих наиболее важных фотоядерных реакций:


G,ABS

total photoabsorption

[(,n) + (,p) + (,np) + (,2n) + (, d) + (,t) +...+ (,F)]

G,XN

neutron yield

[(,n) + (,np) + 2(,2n) + 3(,3n) + ... +  (,F)]

G,SN

total neutron production

[(,n) + (,np) + (,2n) + (,3n) + ... + (,F)]

G,N

single neutron

[(,n) +(,np)]

G,NP

neutron-proton

(,np)

G,1N

pure one-neutron

(,n)

G,2N

double neutron

[(,2n) + ,2np)]

G,3N

triple neutron

[(,3n) + (,3np)]

G,P

single proton


[(,p) + (,np)]

G,1P

pure one-proton

(,p)

G,D

deutron

(,d)

G,T

triton

(,t)

G,HE-3

He-3 nucleus

(,3He)

G,A

аlpha-particle

(,)

G,F

fission/neutron for actinides

[(,f) + (,nf) + ... ]

для большинства известных ядер.

Поскольку информация для различных максимумов, отчетливо наблюдаемых в сечениях, приводится в отдельных строчках таблицы, по ее данным может быть получено общее представление и о форме резонансов в сечениях реакций.

По состоянию на середину 1999 года база данных включает информацию (общее количество разделов 1317) для 82 элементов (220 изотопов и их естественных смесей) с Z = 1 - 95. Для большинства разделов базы данных (по состоянию на середину 1999 года – для 846) на основе международного банка данных по ядерным реакциям EXFOR /10/ подготовлена также числовая и графическая информация об энергетических зависимостях сечений (функциях возбуждения) разнообразных фотоядерных реакций.

На страницах базы данных БД1 (Giant Dipole Resonance Data) реализована возможность (Иллюстрация 5) для просмотра в графическом виде выбранного сечения реакции. Для этого используется столбец номеров разделов системы EXFOR (Иллюстрация 4), в которых находятся соответствующие числовые данные.


Сами исходные табличные данные для выбранного сечения реакции пользователь может забрать на свой компьютер для дальнейшего использования. Кроме этого пользователю предоставляется краткая информация о работе, в которой были опубликованы данные о выбранном сечении реакции.
База данных (БД2)

о распространенностях изотопов и порогах фотоядерных реакций.

База данных БД2 содержит (Иллюстрация 6) числовые данные о распространенностях большинства известных стабильных изотопов ядер в их естественной смеси.

База данных включает в себя также данные об энергетических порогах (использованы округленные значения из /11/) основных реакций взаимодействия фотонов со всеми стабильными изотопами ядер (в данном случае – изотопов олова Sn), сопровождающихся испусканием нуклонов, различных заряженных частиц и некоторых их комбинаций.

Справочно-библиографическая база (БД3)

данных о фотоядерных реакциях.

База данных содержит библиографию работ (ссылка, первый автор), опубликованных в периодической научной печати за период с 1955 года по настоящее время, и посвященных экспериментальным исследованиям реакций взаимодействия фотонов и электронов низких и средних энергий с атомными ядрами, а также реакций радиационного захвата нейтронов и заряженных частиц.

База включает в себя также краткие описания (рефераты в кодах) условий проведенных экспериментов (ядро-мишень, налетающая и вылетающие частицы, область энергий возбуждения ядра или энергий налетающих частиц, область углов вылета продуктов реакций) и основных результатов.

База основана на данных файла, объединяющего текстово-числовую информацию, подготовленную в ЦДФЭ для периода 1976 - 1996 годов /8/ и в JAERI (Японский институт исследований по атомной энергии) для периода 1955 - 1992 годов /12/.

База данных БД3 (Photonuclear Data Index) содержит (Иллюстрация 7) справочно-библиографическую информацию о работах по электромагнитным взаимодействиям ядер (реакции, перечисленные на Иллюстрации 3), опубликованных в научной печати за период 1955 – 1996 годов.


База данных включает в себя также описание условий (области энергий возбуждения ядра или энергий налетающих частиц (EN-MIN, EN-MAX)), области углов вылета частиц (ANG-MIN, ANG-MAX)) выполненых экспериментов и перечень (в виде кодов сответствующего словаря) основных полученных в них результатов (QUANTITY):


NUMBER

E

NUCL

A

REACT

QUANTITY
EN-MIN

EN-MAX

ANG-MIN

ANG-MAX

REFERENCE

AUTHOR

соответствующие номера разделов Указателей ЦДФЭ /8/ и JAERI /12/

код присутствия числовых данных в системе EXFOR

исследованное ядро (символ)

исследованное ядро (массовое число)

исследованная реакция

коды основных полученных результатов

минимальная энергия (в МэВ)

максимальная энергия (в МэВ)

минимальный угол (в градусах)

максимальный угол (в градусах)

ссылка

фамилия (и инициалы) 1 - го автора ((+) означает, что имеются и другие).


Отбор необходимой информации из базы данных БД3 может быть проведен как по элементу, так и по реакции аналогично тому, как это предусмотрено для базы данных БД1.
На Web-сервере ЦДФЭ предусмотрены возможности перемещения по базам данных БД1 (Giant Dipole Resonance Data) и БД2 (Reaction Thresholds Data) - выбора информации о других реакциях или ядрах, а также перехода из базы данных БД1 в базу данных БД2 и обратно. База данных БД3 (Photonuclear Data Index) в настоящее время организована автономно.
Статистика запросов к данным сервера и перспективы его развития

На Web-сервере ЦДФЭ установлены 2 стандартных счетчика обращений пользователей. По состоянию на конец июня 1999 года они имеют следующие показания:


  • Rambler’s Top 100 (за период с начала 1998 года) – 1182;

  • ALPHA COUNTER (период после 10.11.1998) – 556.

В настоящее время в ЦДФЭ:

- проводятся работы по дополнению справочно-библиографической базы (БД3) данными о фотоядерных реакциях, опубликованными в 1997 – 1998 годах;

  • ведутся работы по размещению на сервере данных по структуре ядер, подготовленных в ЦДФЭ /13/ на основе международного файла ENSDF, а также данных по сечениям реакций под действием заряженных частиц, подготовленных на основе обновленной версии каталога /14/ в ЦАЯД;

- разрабатывается поисковая версия единого универсального представления данных из баз данных ЦДФЭ на базе СУБД MySQL (с использованием средств интерпретатора CGI) и СУБД Oracle (с использованием средств языка программирования JAVA).



следующая страница >>