Einführung in die Datenanalyse mit dem C++ Toolkit
ROOT
(WS 2016)
Diese Kombination aus Vorlesung und Übungen vermittelt einen Einblick
in die Grundlagen der computergestützten Datenanalyse. Moderne Analyse
Toolkits erlauben die Auswertung physikalischer Daten mit Hilfe vorgefertigter
Programme. Trotzdem müssen häufig problembezogene Anpassungen und
eine Aufbereitung Daten vorgenommen werden um diese Werkzeuge nutzen zu
können. Dazu eignen sich Programmiersprachen wie C++ besonders gut.
In diesem Kurs werden zunächst Grundlagen der Programmiersprache C++
vermittelt. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Vermittlung der
Sprachelemente, die zur Nutzung eines auf C++ basierenden
Datenanalyse Toolkits ROOT
benötigt werden. Bei diesem Toolkit handelt es sich um frei
verfügbare Software, die im Rahmen der Analyse der Large Hadron Collider
Daten entwickelt wurde. Es stellt die Funktionalität zur Verfügung,
die zum Prozessieren von grossen Datenmengen, zur statistischen Analyse,
zur Visualisierung von Daten und der Speicherung notwendig ist. Zur
interaktiven Analyse gibt es Interpreter in C++, Python und R. Dank der
großen Flexibilität und des offenen, in C++ geschriebenen Quellcodes
des Toolkits
wird es in zunehmendem Maße ausserhalb der Hochenergiephysik verwendet, wie
z.B. der Astrophysik, Biologie und Finanzen.
Sie lernen C++ Programme in einer Unix Umgebung zu schreiben, zu kompilieren und
auszuführen, sowie interaktive und kompilierbare Programme in ROOT zu
erstellen. Daten werden eingelesen, analysiert, graphisch dargestellt
und statistische Methoden, soweit für Analysezwecke notwendig,
erläutert.
Es werden einfache Beispiele programmiert, um das Potential zu zeigen und
Sie sollen in die Lage versetzt werden, kompliziertere Aufgaben zu bearbeiten.
Zielgruppe
Studenten ohne Vorkenntnisse
Der Kurs ist im Bachelorstudiengang Physik anrechenbar
und bringt 4 Leistungspunkte.
Max Anzahl der Teilnehmer
25 entsprechend der Zahl der Plätze im CIP Pool des Physikalischen
Instituts (INF 226). Eine Voranmeldung zu diesem Kurs ist notwendig und kann
ab dem 1.10.2016 unter folgendem
Link erfolgen.
Ziel
Nutzung eines Computers in einer Unix Umgebung
Grundlagen der Programmiersprache C++
Einführung in das Analysewerkzeug ROOT
Themen
Programmierwerkzeuge (Editor, shell, Compiler, Linker)
Typen, Variablen, Operatoren
Zeiger und Funktionen
Klassen
Ein/Ausgabe
Standard-Bibliothek
ROOT - ein (interaktives) Datenanalyse Toolkit
C++ Interpreter und Compiler in ROOT
Datenstrukturen und Ein/Ausgabe in ROOT
Auswertung und Darstellung von Messdaten
Anpassung von Funktionen (Fit) an Messdaten
Programm
Ein detailliertes Programm und Informationen wird es zu Beginn des Kurses
geben (
siehe).
Leistungsnachweis
Kriterien für einen Leistungsnachweis sind:
Anwesenheit und aktive Mitarbeit während des Kurses
Hausaufgaben
Bestandene Klausur, Datum: 20.1.2017 14:00 Uhr
Klausur
Die Klausur wird am 20.1.2017 14:00 Uhr im Gebäude INF 226 in der "Goldenen Box" (EG)
geschrieben. Es sind keine Hilfsmittel erlaubt.
ROOT Installation
Damit Sie mit ROOT die Beispiele ausführen können, wird eine
ROOT Installation benötigt. Sie steht im CIP Pool zur Verfügung.
Eine weitere Möglichkeit ist die Installation von ROOT auf Ihrem eigenen
Computer, der source code ist unter
http://root.cern.ch
für Windows, MacOS X und LINUX zu finden. Bei Interesse wird die
Installation im Rahmen des Kurses erläutert.
Ubuntu Live System mit ROOT Installation
Die EDV Ausbildung des Physikalischen Institutes hat ein Ubuntu LINUX Live
System auf einer DVD zusammengestellt. Das System enthält einen C++ Compiler und eine ROOT Installation. Das Live System kann unabhängig vom Betriebsystem Ihres Computers einfach durch Booten von der DVD gestartet werden. In dem Live System kann ohne weitere Einstellungen in einer shell mit ROOT gearbeitet werden. Abhängig von Ihrer Computerhardware kann das Booten 1-2 min in Anspruch nehmen. Das Image ist als Download
hier zu finden. Wenn Sie Ihre Arbeit mit dem Live System speichern wollen, müssen Sie allerdings einen Cloud Dienst verwenden.
Fragen, Kommentare, Anregungen
Bitte per mail an Jörg Marks, marks at physi.uni-heidelberg.de
