อ่าน 4 นาที
ราก
ROOT เป็น โปรแกรมคอมพิวเตอร์ และ ไลบรารี เชิงวัตถุ ที่พัฒนาโดย CERN เดิมทีได้รับการออกแบบมาเพื่อ การวิเคราะห์ข้อมูล ฟิสิกส์อนุภาค และมีคุณสมบัติเฉพาะหลายอย่างสำหรับสาขานี้...
ราก
| ราก | |
|---|---|
การทดลอง CMS ที่นำเสนอเมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2555 แสดงถึงสถานะของการค้นหาฮิกส์ในแบบจำลองมาตรฐาน แผนภูมิทั้งหมดที่นำเสนอในวันนั้นใช้โปรแกรม ROOT | |
| ผู้เขียนต้นฉบับ | เรอเน บรุน, ฟอนส์ เรเดเมคเกอร์ส[ 1 ] |
| นักพัฒนา | เซิร์น[ 2 ] |
| เวอร์ชันเสถียร | 6.40.02 / 11 มิถุนายน 2026 |
| เขียนเป็น | ซี++ |
| ระบบปฏิบัติการ | ระบบปฏิบัติการ Microsoft Windows , OS X , Linux , Solaris , IBM AIX |
| แพลตฟอร์ม | IA-32 , x86-64 |
| ขนาด | 86–327 MB |
| พิมพ์ | การวิเคราะห์ข้อมูลการสร้างกราฟ |
| ใบอนุญาต | LGPL / GPL |
| เว็บไซต์ | รูท |
| ที่เก็บข้อมูล |
|
ROOTเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์และไลบรารีเชิงวัตถุ ที่พัฒนาโดยCERNเดิมทีได้รับการออกแบบมาเพื่อการวิเคราะห์ข้อมูลฟิสิกส์อนุภาคและมีคุณสมบัติเฉพาะหลายอย่างสำหรับสาขานี้ แต่ก็ยังใช้ในแอปพลิเคชันอื่น ๆ เช่นดาราศาสตร์และการทำเหมืองข้อมูลการเผยแพร่รุ่นย่อยล่าสุดคือ 6.34 ณ วันที่ 8 เมษายน 2568 [ 3 ]
คำอธิบาย
CERN ได้ดูแลรักษาCERN Program Libraryซึ่งเขียนด้วยภาษา FORTRANมาเป็นเวลาหลายปี การพัฒนาและการบำรุงรักษาได้ยุติลงในปี 2003 เพื่อหันมาใช้ ROOT ซึ่งเขียนด้วย ภาษาโปรแกรม C++ แทน การพัฒนา ROOT เริ่มต้นโดย René Brun และ Fons Rademakers ในปี 1994 บางส่วนเผยแพร่ภายใต้สัญญาอนุญาต GNU Lesser General Public License (LGPL) และบางส่วนอิงตาม ซอฟต์แวร์ GNU General Public License (GPL) ดังนั้นจึงเผยแพร่ภายใต้เงื่อนไขของ GPL เช่นกัน ROOT ให้การเข้าถึงระบบกราฟิกและระบบปฏิบัติการ ของคอมพิวเตอร์ โดยไม่ขึ้นกับแพลตฟอร์มโดยใช้เลเยอร์นามธรรมส่วนประกอบของแพลตฟอร์มนามธรรม ได้แก่ ส่วนติดต่อผู้ใช้แบบกราฟิกและตัวสร้าง GUIคลาสคอนเทนเนอร์การสะท้อน การแปลสคริปต์ C++ และบรรทัดคำสั่ง ( CINTในเวอร์ชัน 5, clingในเวอร์ชัน 6) การทำให้เป็นอนุกรม ของวัตถุ และการคงอยู่ของข้อมูล
แพ็กเกจที่ ROOT จัดเตรียมไว้นั้นรวมถึงแพ็กเกจสำหรับ
- การสร้างฮิสโตแกรมและกราฟเพื่อดูและวิเคราะห์การกระจายและฟังก์ชันต่างๆ
- การปรับเส้นโค้งให้เหมาะสม (การวิเคราะห์การถดถอย) และการหาค่าต่ำสุดของฟังก์ชัน
- เครื่องมือ ทางสถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล
- พีชคณิตเมทริก ซ์
- การคำนวณ แบบเวกเตอร์สี่ตัวดังที่ใช้ในฟิสิกส์พลังงานสูง
- ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์มาตรฐาน
- การวิเคราะห์ข้อมูลหลายตัวแปรเช่น การใช้โครงข่ายประสาทเทียม
- การปรับแต่งภาพ เช่น การวิเคราะห์ภาพถ่ายทางดาราศาสตร์
- การเข้าถึงข้อมูลแบบกระจาย (ในบริบทของGrid )
- การประมวลผลแบบกระจายเพื่อประมวลผลข้อมูลแบบ ขนาน
- การคงอยู่และการแปลงข้อมูลของวัตถุเป็นรูปแบบอนุกรม ซึ่งสามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงในคำจำกัดความของคลาสข้อมูลที่คงอยู่ได้
- การเข้าถึงฐานข้อมูล
- การแสดงภาพสามมิติ (เรขาคณิต)
- การสร้างไฟล์ในรูปแบบกราฟิกต่างๆ เช่นPDF , PostScript , PNG , SVG , LaTeXเป็นต้น
- การเชื่อมต่อ โค้ด Pythonในทั้งสองทิศทาง
- การเชื่อมต่อตัวสร้างเหตุการณ์มอนเตคาร์โล

คุณสมบัติหลักของ ROOT คือคอนเทนเนอร์ข้อมูลที่เรียกว่า " ต้นไม้" (tree) ซึ่งมีโครงสร้างย่อยเป็นกิ่งก้าน (branch)และใบ (leaves ) ต้นไม้เปรียบเสมือนหน้าต่างเลื่อนที่แสดงข้อมูลดิบที่จัดเก็บไว้ในไฟล์ ข้อมูลจากรายการถัดไปในไฟล์สามารถดึงมาได้โดยการเลื่อนดัชนีในต้นไม้ วิธีนี้ช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาการจัดสรรหน่วยความจำที่เกี่ยวข้องกับการสร้างอ็อบเจ็กต์ และทำให้ต้นไม้ทำหน้าที่เป็นคอนเทนเนอร์ที่มีน้ำหนักเบาในขณะที่จัดการการบัฟเฟอร์อย่างแนบเนียน
ROOT ถูกออกแบบมาเพื่อประสิทธิภาพการประมวลผล สูง เนื่องจากจำเป็นต้องประมวลผลข้อมูลจาก การทดลองของเครื่องเร่ง อนุภาคขนาดใหญ่ (Large Hadron Collider)ซึ่งคาดการณ์ว่ามีปริมาณหลายเพตาไบต์ต่อปี ณ ปี 2009 ROOT ส่วนใหญ่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูลและการเก็บรวบรวมข้อมูลใน การทดลอง ฟิสิกส์อนุภาค (ฟิสิกส์พลังงานสูง) และกราฟและผลการทดลองส่วนใหญ่ในปัจจุบันในสาขาย่อยเหล่านั้นได้มาจากการใช้ ROOT
การรวมตัวแปลภาษา C++ ( CINT จนถึงเวอร์ชัน 5.34, Cling ตั้งแต่เวอร์ชัน 6.00) ทำให้แพ็กเกจนี้มีความอเนกประสงค์มาก เนื่องจากสามารถใช้งานได้ในโหมดโต้ตอบ โหมดสคริปต์ และโหมดคอมไพล์ ในลักษณะที่คล้ายกับผลิตภัณฑ์เชิง พาณิชย์ เช่นMATLAB
เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2555 การทดลอง ATLAS และ CMS ของ LHC ได้นำเสนอสถานะของการค้นหาฮิกส์ตามแบบจำลองมาตรฐานข้อมูลทั้งหมดที่นำเสนอในวันนั้นใช้โปรแกรม ROOT ในการแสดงผล
แอปพลิเคชัน
กลุ่มความร่วมมือด้านฟิสิกส์อนุภาคหลายกลุ่มได้เขียนซอฟต์แวร์โดยใช้ ROOT โดยมักเลือกใช้โซลูชันที่เป็นสากลมากกว่า (เช่น การใช้คอนเทนเนอร์ ROOT แทนSTL )
- การทดลองฟิสิกส์อนุภาคบางส่วนที่กำลังดำเนินการอยู่ ใช้ซอฟต์แวร์ที่พัฒนาบนพื้นฐานของ ROOT
- อลิซ
- แอตลาส
- การทดลอง BaBar
- การทดลองเบลล์ (เครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอน-โพซิตรอนที่ KEK (ญี่ปุ่น))
- การทดลองเบลล์ 2 (ต่อยอดจากการทดลองเบลล์)
- บีเอส III
- ซีบี-เอลซ่า/แทปส์
- ซีเอ็มเอส
- การทดลอง COMPASS (Common Muon and Proton Apparatus for Structure and Spectroscopy)
- CUORE (หอดูดาวใต้ดินระบบแช่แข็งสำหรับปรากฏการณ์หายาก)
- การทดลอง D0
- การทดลอง GlueX
- GRAPES-3 (Gamma Ray Astronomy PeV EnergieS)
- H1 (เครื่องตรวจจับอนุภาค)ที่เครื่องเร่งอนุภาค HERA ที่ DESY เมืองฮัมบูร์ก
- แอลเอชซีบี
- MINERνA (การทดลองหัวฉีดหลักสำหรับ ν-A)
- MINOS (Main injector neutrino oscillation search)
- การทดลอง NA61 (การทดลองไอออนหนักและนิวตริโน SPS)
- โนอา
- การทดลอง OPERA
- เครื่องตรวจจับฟีนิกซ์
- การทดลอง PHOBOS ที่เครื่องเร่งอนุภาคหนักเชิงสัมพัทธภาพ
- สโน+
- เครื่องตรวจจับ STAR (เครื่องติดตามโซลีนอยด์ที่ RHIC)
- การทดลอง T2K
- การทดลองฟิสิกส์อนุภาคในอนาคตกำลังพัฒนาซอฟต์แวร์โดยใช้ ROOT
- มู2อี
- การทดลองสสารแบริโอนิกอัดแน่น (CBM)
- การทดลอง PANDA (การทำลายล้างแอนติโปรตอนที่ดาร์มสตัดต์ (PANDA))
- การทดลองนิวตริโนใต้ดินลึก (DUNE)
- ไฮเปอร์คามิโอคันเดะ (ฮ่องกง (ญี่ปุ่น))
- โครงการด้าน ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ( ดาราศาสตร์ รังสีเอกซ์และรังสีแกมมาฟิสิกส์อนุภาคดาราศาสตร์ ) โดยใช้ ROOT
- คล่องตัว
- เครื่องสเปกโทรเมตรแม่เหล็กอัลฟา (AMS)
- เสาอากาศรับสัญญาณแบบพัลส์ชั่วคราวในแอนตาร์กติกา (ANITA)
- เครื่องตรวจจับนิวตริโน ANTARES
- CRESST (Dark Matter Search)
- ดีเอ็มทีพีซี
- DEAP -3600/ ดาราศาสตร์พลังงานต่ำในสภาวะอุณหภูมิต่ำมากโดยใช้แสงนีออน (CLEAN)
- กล้องโทรทัศน์อวกาศเฟอร์มิรังสีแกมมา
- ไอซ์คิวบ์
- HAWC
- ระบบภาพสามมิติพลังงานสูง (HESS)
- ฮิโตมิ (ASTRO-H)
- เวทมนตร์
- มิลาโกร
- หอดูดาวปิแอร์ โอแชร์
- เวริทัส
- พาเมล่า
- โพลาร์
- โปโกไลต์
คำวิจารณ์
ข้อวิจารณ์เกี่ยวกับ ROOT รวมถึงความยากลำบากสำหรับผู้เริ่มต้น ตลอดจนแง่มุมต่างๆ ของการออกแบบและการใช้งาน สาเหตุที่ทำให้เกิดความหงุดหงิดบ่อยครั้ง ได้แก่โค้ดที่ บวมมากเกินไป การใช้ตัวแปรส่วนกลางจำนวน มาก [ 4 ]และลำดับชั้นของคลาสที่ซับซ้อนเกินไป ปัญหาเหล่านี้มีการพูดคุยกันเป็นครั้งคราวในรายชื่อผู้รับจดหมายของผู้ใช้ ROOT [ 5 ] [ 6 ]แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ที่ไม่พอใจกับ ROOT ในอดีตจะสามารถแก้ไขข้อบกพร่องของมันได้[ 7 ]แต่ข้อบกพร่องบางประการก็ได้รับการแก้ไขอย่างสม่ำเสมอโดยทีม ROOT ตัวอย่างเช่น ตัวแปล CINT ได้ถูกแทนที่ด้วยตัวแปล Cling [ 8 ]และมีการแก้ไขข้อบกพร่องจำนวนมากในทุกๆ การเผยแพร่
ดูเพิ่มเติม
- Matplotlib – ระบบสร้างกราฟและวิเคราะห์ข้อมูลสำหรับPython
- SciPy – ระบบวิเคราะห์ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์สำหรับPythonโดยใช้คลาสNumPy เป็นพื้นฐาน
- ภาษา Perl Data Language – ชุดส่วนขยายการเขียนโปรแกรมอาร์เรย์สำหรับภาษาPerl
- HippoDraw – ระบบวิเคราะห์ข้อมูลทางเลือกที่ใช้ภาษา C++
- ภาษาโปรแกรม R
- AIDA (การคำนวณ) – อินเทอร์เฟซและรูปแบบเปิดสำหรับการประมวลผลข้อมูลฟิสิกส์อนุภาค
- Geant4 – แพลตฟอร์มสำหรับการจำลองการเคลื่อนที่ของอนุภาคผ่านสสารโดยใช้วิธีมอนเตคาร์โล
- อุ้งเท้า
- ไอจีโออาร์ โปร
- ลินุกซ์ทางวิทยาศาสตร์
- การคำนวณทางวิทยาศาสตร์
- โอเพ่นดีเอ็กซ์
- โอเพ่นไซเอนทิสต์
- คลังโปรแกรมของ CERN – คลังโปรแกรมรุ่นเก่าที่เขียนด้วยภาษา Fortran77 ยังคงใช้งานได้ แต่ไม่ได้มีการอัปเดตแล้ว
ลิงก์ภายนอก
- หน้าหลักของระบบ ROOT
- แกลเลอรี่ภาพ
- คู่มือผู้ใช้ ROOT
- คู่มืออ้างอิง ROOT
- ฟอรัม ROOT
- ชุดเครื่องมือ RooFit สำหรับการสร้างแบบจำลองข้อมูลเป็นส่วนเสริมของ ROOT เพื่ออำนวยความสะดวกในการหาค่าที่เหมาะสมที่สุดด้วยวิธีความน่าจะเป็นสูงสุด
- ชุดเครื่องมือสำหรับการวิเคราะห์ข้อมูลหลายตัวแปรด้วย ROOT (TMVA)เป็นโครงการที่ผสานรวม ROOT เข้าด้วยกัน โดยมีสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ของเครื่องสำหรับการประมวลผลและการประเมินการจำแนกประเภทหลายตัวแปร ทั้งแบบไบนารีและหลายคลาส รวมถึงเทคนิคการถดถอย โดยมุ่งเน้นการประยุกต์ใช้ในฟิสิกส์พลังงานสูง ( ที่นี่หรือที่นี่ )
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ราก
ROOT เป็น โปรแกรมคอมพิวเตอร์ และ ไลบรารี เชิงวัตถุ ที่พัฒนาโดย CERN เดิมทีได้รับการออกแบบมาเพื่อ การวิเคราะห์ข้อมูล ฟิสิกส์อนุภาค และมีคุณสมบัติเฉพาะหลายอย่างสำหรับสาขานี้...
คำอธิบาย
CERN ได้ดูแลรักษา CERN Program Library ซึ่งเขียนด้วย ภาษา FORTRAN มาเป็นเวลาหลายปี การพัฒนาและการบำรุงรักษาได้ยุติลงในปี 2003 เพื่อหันมาใช้ ROOT ซึ่งเขียนด้วย ภาษาโปรแกรม C++ แทน การพัฒนา ROOT เริ่มต้นโดย René Brun และ Fons Rademakers ในปี 1994...
แอปพลิเคชัน
กลุ่มความร่วมมือด้านฟิสิกส์อนุภาคหลายกลุ่มได้เขียนซอฟต์แวร์โดยใช้ ROOT โดยมักเลือกใช้โซลูชันที่เป็นสากลมากกว่า (เช่น การใช้คอนเทนเนอร์ ROOT แทน STL )
คำวิจารณ์
ข้อวิจารณ์เกี่ยวกับ ROOT รวมถึงความยากลำบากสำหรับผู้เริ่มต้น ตลอดจนแง่มุมต่างๆ ของการออกแบบและการใช้งาน สาเหตุที่ทำให้เกิดความหงุดหงิดบ่อยครั้ง ได้แก่ โค้ดที่ บวมมากเกินไป การใช้ตัวแปรส่วนกลางจำนวน มาก [ 4 ] และลำดับชั้นของคลาสที่ซับซ้อนเกินไป...