Doktoraty Wydziału IET

mgr Tomasz Przedziński

Rozwój oprogramowania naukowego wiąże się z wieloma wyzwaniami wynikającymi z nieprzewidywalnej natury tego procesu oraz ze złożoności problemów, z którymi mierzą się środowiska naukowe. Celem wielu projektów naukowych jest poprawa precyzji wyników poprzedniego projektu. Niniejsza rozprawa skupia się na procesie rozwoju oprogramowania tych projektów. Prezentuje metodykę, która wyłoniła się przez lata rozwoju oprogramowania naukowego. Prezentowana metodyka bazuje na cyklu rozwoju oprogramowania, który prowadzi do nowej wersji oprogramowania z usprawnionym modelem naukowym i opisem matematycznym jak również z usprawnionym środowiskiem testów, które razem tworzą oprogramowania dające wyniki o wyższej precyzji.

Rozprawa obejmuje opis podstawowych konceptów i terminów związanych z fizyką wysokich energii potrzebnych, by zrozumieć naturę omawianych tematów. Zawiera również krótki opis różnych typów oprogramowania obecnego w fizyce eksperymentalnej oraz opisuje wyzwania związane z rozwojem oprogramowania naukowego. Pokazane jest, dlaczego najpopularniejsze metodyki rozwoju oprogramowania nie radzą sobie z tymi wyzwaniami.

Przedstawiony jest również proces rozwoju kilku projektów naukowych wraz z kluczowymi elementami tego procesu. Te przykłady pokazują, że rozwój kolejnych kamieni milowych tych projektów podąża za cyklem: usprawniania modelu fizycznego, opisu modelu fizycznego z użyciem matematycznego formalizmu, implementacji tego modelu z uwzględnieniem przybliżeń numerycznych, tworzenia struktury oprogramowania oraz dokumentowania i weryfikacji wyników.

Rozprawa opisuje historię kilku projektów, wliczając kluczowe decyzje podjęte podczas ich rozwoju oraz wskazując na których etapach rozwoju tych projektów zwiększona została precyzja ich wyników. Pokazana została relacja między podwyższoną precyzją wyników a zwiększoną złożonością testów i środowiska testowego tych projektów.

Szczególną uwagą objęty został temat testów oprogramowania naukowego. Opisane zostały testy wykonywane dla oprogramowania naukowego oraz ich taksonomia w zestawieniu z taksonomią innych testów oprogramowania. Przedstawione zostały użyteczne techniki testowania oprogramowania naukowego użyte w niektórych z prezentowanych projektów.

Rozprawa opiera się o doświadczenie zdobyte podczas rozwoju kilku narzędzi Monte Carlo stworzonych dla środowiska eksperymentów Fizyki Wysokich Energii. Autor tej rozprawy jest współautorem narzędzi opisywanych w tej rozprawie. Część z nich została z powodzeniem wdrożona w środowiska naukowe. Część stała się częścią analiz przeprowadzanych w eksperymentach wokół Wielkiego Zderzacza Hadronów. Analiza procesu rozwoju tych narzędzi może pomóc w estymacji wysiłku potrzebnego by usprawnić model i precyzję złożonych algorytmów. Jest to temat, którego popularność w środowiskach naukowych, jak i w komercyjnych zastosowaniach badawczo-rozwojowych, wciąż rośnie w związku ze stale rosnącą złożonością nowych problemów i rosnącym zapotrzebowaniem na wyniki o wyższej precyzji.

Praca udostępniona publicznie:
tp-phd-thesis-18-nov-2020.pdf
Recenzje:
tomasz_przedzinski_recenzja_prof._huzar.pdf
tomasz_przedzinski_recenzja_prof._nawrocki.pdf

Ważniejsze publikacje doktoranta:

1. The HepMC3 Event Record Library for Monte Carlo Event Generators, A. Verbytskyi, et al., J.Phys.Conf.Ser. 1525 (2020) 1, 012017, Jul 8, 2020.
2. Software Development Strategies for High-Energy Physics Simulations Based on Quantum Field Theory, T. Przedzinski, M. Malawski, Z. Was, Comput.Sci.Eng. 22 (2019) 4, 86-98, Oct 11, 2019.
3. Tauola of tau lepton decays—framework for hadronic currents, matrix elements and anomalous decays, M. Chrzaszcz, T. Przedzinski, Z. Was, J. Zaremba, Comput.Phys.Commun. 232 (2018) 220-236, 2018.
4. Confronting Theoretical Predictions With Experimental Data; A Fitting Strategy For Multi-Dimensional Distributions, T. Przedzinski, P. Roig, O. Shekhovtsova, Z. Wąs, J. Zaremba, Computer Science, 16(1), 17, 2015.
5. TauSpinner: a tool for simulating CP effects in H to tau tau decays at LHC, T. Przedzinski, E. Richter-Was, Z. Was, Eur.Phys.J. C74 (2014) no.11, 3177, 2014.
6. Photos interface in C++: Technical and Physics Documentation, N. Davidson, T. Przedzinski, Z. Was, Comput.Phys.Commun. 199 (2016) 86-101, 2016.
7. Universal Interface of Tauola Technical and Physics Documentation, N. Davidson, G. Nanava, T. Przedzinski, E. Richter-Was, Z. Was, Comput.Phys.Commun. 183 (2012) 821-843, 2012.
8. MC-TESTER v. 1.23: A Universal tool for comparisons of Monte Carlo predictions for particle decays in high energy physics, N. Davidson, P. Golonka, T. Przedzinski, Z. Was, Comput.Phys.Commun. 182 (2011) 779-789, 2011.

Pełna lista publikacji doktoranta:

Autor "T. Przedzinski" na inspirehep.net
CSCI: Confronting Theoretical Predictions With Experimental Data; A Fitting Strategy For Multi-Dimensional Distributions