Dentre os observáveis globais que permitem caracterizar a colisão entre íons pesados relativísticos, a multiplicidade de partículas é uma das variáveis mais fundamentais, diretamente ligada à densidade de energia da colisão. Serão apresentados resultados do estudo de multiplicidade de partículas carregadas para colisões centrais entre íons de chumbo a energias de 2.76 TeV (energia no centro de massa) utilizando o detector ATLAS no Large Hadron Collider (LHC). A multiplicidade na produção de partículas carregadas é medida utilizando dois métodos diferentes entre o intervalo de pseudorapidez || < 2.5 empregando o sistema de detectores semicondutores centrais de trajetórias do ATLAS. A seleção de eventos é crucial para esta análise e é aplicada a dados obtidos através de um trigger de minimum bias, impondo-se a coincidência entre o sinal do calorímetro de zero grau (ZDC) (|| > 8.3) e a coincidência entre o sinal do Minimum Bias Trigger Scintilator (MBTS) (2.1< || <3.8), de forma a remover da amostra de dados os eventos decorrentes da dissociação eletromagnética. Neste trabalho, eventos produzidos pelo gerador de eventos HIJING também foram analisados e os dados simulados reconstruídos utilizando-se os mesmos algoritmos empregados na análise dos dados reais. A multiplicidade e a densidade inclusiva de partículas foram medidas para as colisões mais centrais e estão em bom acordo com os resultados obtidos por outros experimentos. / From the global observables that allows the characterization of the heavy ion collisions at relativistic energies, the particle multiplicity is one of the most fundamental observables, directly related to the energy density of the collision. There will be presented results about the study of central collision charged particle multiplicity in Pb - Pb collisions at the 2.76 TeV center of mass energy using the ATLAS detector at the Large Hadron Collider (LHC). The particle multiplicity is measured using two different methods in the || < 2:5 rapidity interval, deploying the ATLAS inner tracker semiconductor system. The event selection plays a crucial role in this analysis and is applied on data acquired using a minimum bias trigger. Imposing the condition of coincidence between the two Zero Degree Calorimeters (ZDC) arms (|| > 8.3) and the coincidence of the Minimum Bias Trigger Scintillator (MBTS) detector (2.1 < || <3.8) the electromagnetic dissociation events are removed from the sample. For this work, events produced by the HIJING event generator were also analyzed and the simulated data was reconstructed using the same algorithms used on data. The multiplicities and inclusive particle density measured for most central collisions are in good agreement with the ones measured by other experiments.

Nesta Tese apresenta-se a proposta de utilização de métodos de visualização cartográfica aplicados a um Atlas Eletrônico Interativo. Este Atlas é destinado a suprir a necessidades da área de Assistência Social no contexto da implantação e avaliação da LOAS (Lei Orgânica de Assistência Social) no Estado do Paraná. O desenvolvimento do trabalho foi baseado em conceitos de Atlas Eletrônicos, projeto cartográfico temático aplicado aos mapas digitais, interfaces e interatividade em cartografia e testes qualitativos de software com os usuários. O produto deste desenvolvimento foi um protótipo denominado Atlas Eletrônico Interativo. A modelagem conceitual deste protótipo foi baseada na análise das necessidades de atuação da área de Assistência Social no contexto da LOAS. Assim, nesta modelagem foram definidas as funções e operações presentes no protótipo, classificadas em: análise e comparação de padrões espaciais, análise espacial e de tendência, métodos de representação e combinação de diferentes tipos informações. Para a implementação do protótipo foi usada a linguagem de programação Visual Basic e o conjunto de classes MapObjects 2.0a (ESRI). As interfaces e o estilo de interatividade adequado a cada uma delas, de modo a proporcionar um Atlas em um ambiente exploratório, foram estabelecidos em um processo implementação e avaliação interativa de modo a valorizar tanto a estética quanto a funcionalidade. O protótipo foi submetido a testes com dois diferentes grupos de usuários, buscando avaliar a facilidade de uso das interfaces e determinar se o ambiente de utilização pode ser considerado como exploratório. Foi elaborado um roteiro de utilização do protótipo com atividades a serem desenvolvidas e questões específicas sobre cada atividade. A partir das respostas obtidas junto aos usuários após a realização dos testes, concluiu-se que o protótipo atendeu ao objetivo de servir de auxílio para compreensão e análise de diversas situações. O protótipo possibilitou aos usuários inferir adequadamente sobre a realidade do Estado quanto ao processo de implantação da Política Pública, conhecer as relações espaciais entre as diferentes situações dos municípios e analisar diferentes mapas, juntamente com gráficos, textos e tabelas. A proposta do Atlas Eletrônico como suporte à tomada de decisões na área da Assistência Social mostrou-se, no parecer dos usuários, como o instrumento adequado para o conhecimento detalhado de fenômenos espaciais, em particular sobre as informações relativas às Políticas Públicas no Estado. / This thesis presents a proposal of use of applied methods of cartographic visualization to an Interactive Electronic Atlas. The Electronic Atlas concepts and its characteristics had been applied as wel as applied thematic cartographic project to the digital maps, interfaces and interactivity in cartography and qualitative tests of software with the users. The considered general objective was the use of methods for visualization of spatial information in an Interactive Electronic Atlas to support the evaluation of the implantation of the LOAS (Organic Law of Social Assistance) in the State of the Paraná. From the types (kinds) of necessary analysis on the relative information to the Social Assistance the conceptual modeling of the Interactive Electronic Atlas’s prototype was carried through. In this modeling had been defined the functions and operations that would have to be presents in the prototype. The functions and operations had been classified in: analysis and comparison of spatial pattern analysis and comparison, spatial analysis and trends, methods of representation and combination of different types of information. For the implementation of the prototype it was used the programming language Visual Basic and the set of classes MapObjects 2.0 (ESRI). During the implementation the interfaces and the style of interatividade to each one of them had been defined, in order to provide an Atlas in a exploratory environment. The prototype was submitted to tests with two different groups of users, having searched to evaluate the usability of the interfaces and to determine if the environment can be considered exploratory. A script of use of the prototype was elaborated with activities and specific questions on each activity. From the answers after the the users accomplishment of the tests, concluded that the prototype took care of to the objective to serve of aid for understanding and analysis of diverse situations. The prototype made possible to infer adequately on the reality of the State how much to the process of implantation of the Public Politics, to know the spatial relations between the different situations of the cities and to analyze different maps, together with graphs, texts and tables. The proposal of Atlas Electronic as supported to the taking of decisions in the area of the Social Assistance revealed, in seeming of the users, as the instrument adjusted for the knowledge detailed of spatial phenomena, in particular on the relative information to the Public Politics in the State.

O estudo acerca dos escorpiões carece de uma obra padronizada e capaz de auxiliar na identificação das espécies. Um atlas padronizado foi feito para as espécies de Tityus C. L. Koch, 1836 do Brasil. Cada espécie é apresentada com: nome, autor e data; lista de sinônimos; referências bibliográficas mais relevantes com citação da contribuição; mapa com distribuição geográfica estimada; diagnose padronizada; e uma prancha com 11 fotos para cada sexo. Foram feitas 8 sinonímias e 4 espécies declaradas como nomem dubium. Ao final, 47 espécies válidas são apresentadas no trabalho. / The study about the scorpion lacks a standardized and updated work can help identify the species. A standard atlas was made for the species of Tityus C. L. Koch, 1836 in Brazil. Each species is presented: name, author and date; list of synonyms; references more relevant with quote assistance; map of estimated geographical distribution; standardized diagnosis; and a board with 11 pictures for each sex. Were made 8 synonymies and 4 species declared as nomem dubium. Finally, 47 valids species are presented in the paper.

Cette thèse a été effectuée dans le cadre de la recherche de la supersymmetrie (SUSY) avec 20.3 fb^{-1} de collisions proton-proton délivrées par le LHC et collectées par le détecteur ATLAS à sqrt{s} = 8 TeV. Si SUSY est réalisée dans la nature, des squarks (partenaires des quarks) et des gluinos (partenaires des gluons) devraient être produits à cette énergie, et on attend à ce qu'ils se désintègrent en états finaux sans electron ni muon, plusieurs jets et de l'énergie transverse manquante (due à la production de la particule SUSY la plus légère (LSP) qui traverse le détecteur sans être observée). La première partie de cette thèse consiste à définir deux régions de validation utilisées dans la procédure finale de fit visant à évaluer le bruit de fond provenant des bosons W et des top quarks qui se désintègrent en leptons tau. A partir de ce fait, et comme on n'a observé aucun excès, on dérive des limites sur les masses des particules dans des modèles simplifiés ou dans des modèles SUSY avec peu de paramètres. Une limite d'exclusion à 95% de niveau de confiance sur la masse des gluinos a été déterminée à 1330 GeV pour le modèle simplifié avec un gluino et un neutralino sans masse. Dans le cadre de mSUGRA/CMSSM avec tan beta = 30, A_0 = -2m_0 et mu > 0, les squarks et gluinos sont exclus pour des masses inférieures à 1700 GeV. L'ajout d'un véto sur les évènements avec les leptons tau est aussi explorée et l'impact sur l'exclusion a été évaluée.Le deuxième partie de cette thèse a été effectuée dans le cadre du modèle phénoménologique minimal supersymmétrique (pMSSM) où l'interprétation des résultats de l'analyse 0-lepton mentionnée ci-dessus, ainsi que les résultats d'autres analyses d'ATLAS, a été menée à bien. Le choix des paramètres et de leur domaine d'exploration a été faite sur la base de résultats non-SUSY comme les désintégrations rares des mésons B, la masse de boson de Higgs, les limites de recherche directe de la matière noire et la limite sur la densité de matière noire de l'Univers. La contribution de cette thèse commence par la validation de la sélection des évènements au niveau truth et reconstruit. Comme cette analyse est la plus contraignante dans le pMSSM, cette validation est faite avec une attention particulière. Les contraintes obtenues avec toutes les analyses sur les masses des différentes particules SUSY sont décrites, en particulier pour les squarks, gluinos et neutralinos. Les résultats sont discutés pour les types des LSP différents: bino, wino et Higgsino. Enfin, les résultats de l'analyse 0-lepton seule sont décrits et expliqués, à la fois pour les masses des sparticules et pour les valeurs des paramètres du pMSSM, puisque l'analyse 0-lepton est la seule qui permet de mettre des limites en se basant sur une procédure statistique bien définie. / This thesis has been performed in the context of the search for supersymmetry (SUSY) with the 20.3 fb^{-1} of LHC proton-proton collision data collected with the ATLAS detector at $sqrt{s}$ = 8 TeV. If SUSY is present in nature, squarks (partners of quarks) and gluinos (partners of gluons) are expected to be produced copiously at this energy, leading to events which main signature is no electron nor muon, a large number of jets and missing transverse energy (from the production of the lightest supersymmetric particle (LSP) leaving the detector unseen) denoted the 0-lepton analysis. The first part of the work presented in this thesis concentrates on the definition of Validation Regions used in the final fitting procedure to better assess the background coming from W-boson and top quark decays to tau leptons. From this fit, and since no excess has been observed, upper limits on various supersymmetric particles production have been derived within simplified models or SUSY models with low number of parameters. The exclusion limits at the 95% confidence level on the mass of the gluino has been set to 1330 GeV for a simplified model incorporating only a gluino and the (massless) lightest neutralino. In the mSUGRA/CMSSM models with $tanbeta=30$, $A_0=-2m_0$ and $mu>0$, squarks and gluinos of equal mass have been excluded for masses below 1700 GeV. A possible addition of a veto on the events containing tau leptons was also explored by assessing its impact on the exclusion reach of the analysis.The second part of this thesis has been done under the 19 parameters phenomenological Minimal Supersymmetric Standard Model (pMSSM) interpretation which not only uses the results of the above mentioned 0-lepton analysis but also other ATLAS searches results. The choice of the parameters and their range of exploration has been done on the basis of non-SUSY experimental results such as the rare B-decays, the mass of the SM Higgs boson, the limits from direct DM searches and the upper limit on the cold dark matter energy density of the Universe. The contribution of this thesis starts with the validation of the event selection at the truth and reconstructed levels. Knowing that this is the most constraining ATLAS analysis in the pMSSM parameter space, those checks have been performed with particular care. The constraints obtained with all the analyses on the various sparticle masses are described afterwards, concentrating on squarks, gluinos and neutralinos. The results are discussed for the different natures of the LSP: bino, wino and higgsino. Finally the 0-lepton-only results are described and further explained, first on sparticle mass planes and later on the pMSSM parameters, since only the 0-lepton analysis leads to a well defined statistical procedure that allows to derive properly all those results.

Dans cette thèse, je présente ma contribution à la recherche du boson de Higgs du Modèle Standard dans son canal de désintégration en deux leptons taus dans le sous-canal τlepτhad. J’ai contribué aux différentes étapes de cette analyse. Premièrement, j’ai travaillé sur le développement du framework utilisé pour produire les fichiers d’analyse qui contiennent les informations nécessaires à cette étude. J’ai également participé au développement du framework utilisé pour introduire les prédictions des bruits de fond pour ce canal, tester l’accord entre ces prédictions et les données d’ATLAS, et à la production des fichiers utilisés dans l’étude statistique finale. J’ai également travaillé sur le modèle statistique, qui prend en compte les erreurs statistiques et systématiques, pour en extraire une mesure de la force du signal pour ce canal du couplage du Higgs aux leptons. Ma contribution à l’amélioration de la reconstruction d’un tau hadronique, à l’aide des algorithmes qui identifient les traces de conversion des photons provenant de la désintégration des pions neutres, est également détaillée. / In this thesis, I show my contribution to the search for the Standard Model Higgs Boson decaying into two tau leptons in the tlepthad sub-channel. I contributed to the different stages of this analysis. First, I worked on the development of the framework used to produce analysis files that contain the information necessary for this study. I also participated in the development of the framework used to introduce the predictions of the background for that channel, test the agreement between the predictionsand the ATLAS data, and on the production of files used in the final statistical analysis. I also worked on the statistical model, which takes into account the statistical and systematic errors to extract a measure of the signal strength for the Higgs coupling channel to leptons. My contribution to the improvement of reconstruction of a hadronic tau, using algorithms that identify photon conversion traces from the decay of neutral pions, is also detailed.

La découverte du boson de Higgs en 2012 a été un des principaux succès du run 1 du LHC. Une ère de mesures de précision a alors débuté à la recherche de déviations par rapport au Modèle Standard (MS), qui seraient des indices quant à la physique au-delà du MS.Ce manuscrit s'intéresse en premier lieu à l'étalonnage du calorimètre électromagnétique de l'expérience ATLAS. L'étape finale de cet étalonnage utilise la distribution en masse du boson Z pour corriger l'énergie mesurée des électrons et des photons. Des recommandations pour le démarrage du run 2 ont été produites afin de fournir des constantes de correction pour aux premières analyses. Les corrections utilisant les données du run 2 ont également été mesurées. Les performances de l'étalonnage du run 1 ont été atteintes puis améliorées : l'incertitude systématique sur le terme constant de la résolution du calorimètre électromagnétique, dominante pour la mesure des couplages du boson de Higgs au run 1, a été divisée par 3. La mesure des couplages du boson de Higgs consiste en la mesure de la forme du signal résonnant sur un bruit de fond décroissant. Cette mesure est effectuée de manière corrélée entre différentes catégories, optimisées pour différents modes de production à travers l'identification d'objets produits avec le boson de Higgs. Les résultats ont été obtenus à partir de 36 fb$^{-1}$ de données récoltées en 2015 et 2016 à une énergie de $sqrt{s}$=13 TeV. Le rapport ($mu$) de la mesure de la section efficace inclusive du boson de Higgs sur sa valeur dans le MS a été mesuré. Aucune déviation significative par rapport au MS n'a été observée. $$mu = 0.99 pm 0.14$$Les rapports des principaux modes de production ont également été mesurés :$$mu_{ggH} = 0.80 pm 0.18$$$$mu_{VBF} = 2.1 pm 0.66$$$$mu_{VH} = 0.7 pm 0.85$$$$mu_{ttH+tH} = 0.5 pm 0.62$$ / The discovery of the Higgs boson was a major success of the run 1 of the LHC. The era of precision measurements began as any deviation from the expected Standard Model value would be a direct hint of new physics beyond the standard model. This thesis has a first focus on the calibration of the electromagnetic calorimeter of the ATLAS experiment. The final step of this calibration uses the knowledge of the line shape of the Z boson in order to correct the measured energy of electrons and photons. Recommendations for the beginning of run 2 have been given to provide calibration constants for early analyses. Run 2 calibration constants have been computed and the performances of run 1 have been reached and improved : the systematic uncertainty on the resolution constant term of the electromagnetic calorimeter, which was dominant for the Higgs boson couplings measurement at run 1, has been divided by a factor 3.The measurement of the H boson couplings consists in measuring the shape of the resonant signal over a smooth decreasing background in categories optimized for various processes, by tagging the objects produced in association with the Higgs boson. The results are based on 36 fb$^{-1}$ of data recorded in 2015 and 2016 at $sqrt{s}$=13 TeV. The ratio of the measured production cross-sections of the Higgs boson over the SM expected value ($mu$) has been measured. No significant deviation with respect to the SM has been observed.$$mu = 0.99 pm 0.14$$The ratios of the main production processes have also been measured:$$mu_{ggH} = 0.80 pm 0.18$$$$mu_{VBF} = 2.1 pm 0.66$$$$mu_{VH} = 0.7 pm 0.85$$$$mu_{ttH+tH} = 0.5 pm 0.62$$

The ATLAS experiment is currently undergoing a modernization, called the ATLAS Upgrade. Nowadays, simulations are an important part of planning new detectors and their modernization. They help us optimize their design before production and later verify the results obtained from the experiment. This work is focused on the simulation of edge eects on a silicon strip detector using a framework Allpix2 . In the beginning, we had no information, that any edge eects or even any irregular eects, is possible to simulate in Allpix2 . We rst veried that in the case of a simple irregular electric eld. We had at our disposal measurements performed at the Institute of Particle and Nuclear Physics, with which we compared the simulation. The signal obtained from the edge strip has dierent behaviour and is wider than the other strips. Therefore, we extended the electric eld of the edge strip in the simulation and modied it in various ways. 1

Various topics on functional magnetic resonance imaging (fMRI) analyses have been in study through the last 30 years. This work delineates the pathways required for resting-state functional connectivity analyses, which illuminates the correlations between different rat brain regions and can be presented in a functional connectivity matrix. The matrix is built based on the category nomenclature system of Swanson Rat Atlas 1998. From which a structural connectivity matrix is also built. This work developed the complete functional connectivity counterpart to the physical connections and explored the relationships between the functional and structural connectivity matrices. The functional connectivity matrices developed in this work map the entire rat brain. The results demonstrate that where structural connectivities exist, functional connectivities exist as well. The methodologies used to create the functional and structural analyses were completely independent.

An angular analysis of B⁰d → K⁰(→K⁺π⁻)μ⁺μ⁻ is presented using 20.3 fb⁻¹ of pp collision data collected at √s = 8 TeV with the ATLAS experiment. The angular observables FL and S₃,₄,₅,₇,₈ were extracted in six bins of q², the invariant mass squared of the dimuon system, within the full range 0.04 < q² < 6.00 (GeV/c²)². The observables were determined from an unbinned maximum likelihood fit using four folded parameterisations of the full angular distribution. The fit results were used to obtain corresponding values for the optimised observables P₁ and P'₄,₅,₆,₈. The results presented are compatible with Standard Model predictions.

Hierarchical Control of the ATLAS experimentÀlex Barriuso PoyEls sistemes de control emprats en nous experiments de física d'altes energies són cada dia més complexos a conseqüència de la mida, volum d'informació i complexitat inherent a la instrumentació del detectors. En concret, aquest fet resulta visible en el cas de l'experiment ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) situat dins del nou accelerador de partícules LHC (Large Hadron Collider) al CERN. ATLAS és el detector de partícules més gran mai construït fruit d'una col·laboració internacional on participen més de 150 instituts i laboratoris d'arreu del món. L'experiment estudia col·lisions protó-protó i, seguint l'estructura clàssica d'un detector de partícules, es composa d'una sèrie de sub-detectors especialitzats i d'un sistema d'imants superconductors que confereixen camp magnètic a l'experiment.Concernent l'operació de ATLAS, existeixen dos sistemes integradors principals. Per una banda, el sistema DAQ (Data AdQuisition) realitza l'adquisició de dades per els conseqüents estudis de física. Per altra banda, el DCS (Detector Control System) s'encarrega d' assegurar la coherent operació de tot l'experiment. Tot i ser dos sistemes independents, ambdós es complementen. Mentre un gestiona les dades utilitzades per als consegüents estudis de física, l'altre gestiona tota la infrastructura relacionada amb l'estat operacional del detector assegurant així la correcta extracció de informació.El DCS, principal argument d'aquesta tesi, supervisa tot el hardware dins al complex de l'experiment incloent tots els serveis dels sub-detectors (ex. alta i baixa tensió, refrigeració, etc.) i la infrastructura general de l'experiment (ex. condicions ambientals). El DCS també és la interfície amb els sistemes externs a l'experiment com per exemple els serveis tècnics CERN (ex. ventilació o electricitat) o, encara més crucial, amb l'accelerador LHC o el DAQ de ATLAS. En total, al voltant de 200.000 canals d'informació seran supervisats en tot moment per el DCS.Un dels principals problemes existents en anteriors experiments era la manca d'estandardització en moltes àrees. Per exemple, degut a l'escenari tècnic de l'època, els sistemes de control a l'era LEP (1989-2000) utilitzaven diferents llenguatges de programació, diferents protocols de comunicació i hardware 'fet a mida'. Com a conseqüència, el desenvolupament i manteniment del DCS era en molts casos una tasca difícil. Amb la intenció de solventar els problemes del passat, el projecte JCOP va ser creat al CERN a finals de 1997. Els diferents sub-detectors de ATLAS (així com dels 3 altres principals experiments del LHC) estan composats de múltiples equips de persones treballant en paral·lel. L'objectiu principal del JCOP és treballar en comú per reduir duplicitat i, al mateix temps, facilitar la integració i futur manteniment dels experiments. D'aquesta manera, components sovint utilitzats per al control de plantes industrials com PLCs, 'fieldbuses', el protocol OPC o SCADA han estat instaurats i són utilitzats amb èxit als experiments. Al mateix temps, el JCOP combina els productes comercials existents amb elements hardware i software específicament creats per al seu ús dins el món del control d'experiments de física d'altes energies. Aquest és el cas del software anomenat FSM (Finite State Machine).El modelatge i integració dels molts dispositius distribuïts que coexisteixen al DCS es realitza utilitzant la FSM. D'aquesta manera, el control s'estableix mitjançant entitats software distribuïdes, autònomes i cooperatives que són organitzades jeràrquicament i segueixen una lògica de màquines finites d'estats. L'eina FSM combina dues tecnologies principals: SMI++ (State Manager Interface toolkit) i un producte SCADA comercial. SMI++ (escrit en C++) ja ha estat utilitzat amb èxit en dos experiments de física d'altes energies anteriors a ATLAS proveint la següent funcionalitat: un llenguatge orientat a objectes, una lògica de màquina finita d'estats, un sistema expert basat en regles, i un protocol de comunicació independent de la plataforma utilitzada. Aquesta funcionalitat s'aplica doncs a tots els nivells d'operació/abstracció de l'experiment (ex. des d'una vàlvula d'un sistema de refrigeració fins a tot ATLAS). Així i, basant-se en regles establertes i acurades inter-connexions que organitzen els objectes jeràrquicament, s'assoleix l'automatització global de l'experiment.Aquesta tesi presenta la integració del ATLAS DCS dins una jerarquia de control seguint la segmentació natural de l'experiment en sub-detectors i sub-sistemes. La integració final dels molts sistemes que formen el DCS a ATLAS inclou tasques com: l'organització del software de control, la identificació de models dels processos, l'automatització de processos, la detecció d'errors, la sincronització amb DAQ, i la interfície amb l'usuari.Tot i que l'experiència adquirida al passat amb la utilització de SMI++ és bon punt de partença per al disseny de la jerarquia de control de ATLAS, nous requisits han aparegut degut a la complexitat i mida de l'experiment. Així, l'escalabilitat de l'eina ha estat estudiada per afrontar el fet de què la jerarquia de control final a ATLAS serà centenars de cops més gran que cap dels dos antecedents existents. Una solució comú per a tots els sistemes que formen el DCS ha estat creada amb el principal objectiu d'assolir una certa homogeneïtat entre les diferents parts. Així, una arquitectura basada en 3 nivells funcionals organitza els sistemes pertanyents als 12 sub-detectors de l'experiment. Seguint aquesta arquitectura, les diferents funcions i parts del DCS han estat modelades amb una 'granularitat' similar entre sub-detectors, la qual cosa, ens ha portat a l'obtenció de jerarquies de control isomorfes.La detecció, monitorització i diagnòstic d'errors és una part essencial per l'operació i coordinació de tasques de qualsevol experiment de física d'altes energies o planta industrial. La presència d'errors al sistema distorsiona l'operació i pot invalidar els càlculs realitzats per a la recerca de física. Per aquest motiu, una estratègia estàndard i una interfície estàndard amb l'usuari han estat definides donant èmfasi a la ràpida detecció, monitorització i diagnòstic dels errors basant-se en un mecanisme dinàmic de tractament d'errors. Aquests nou mecanisme es basa en la creació de dos camins de comunicació (o jerarquies paral·leles) que, al mateix temps que tracten els errors, donen una descripció més clara de les condicions d'operació de l'experiment. Així, un dels camins de comunicació està poblat per objectes dedicats a la detecció i anàlisi dels errors, mentre a l'altre, els objectes comanden l'operació de l'experiment. Aquests dos camins paral·lels cooperen i contenen la lògica que descriu l'automatització de processos al DCS. Així, els diferents objectes segueixen unes màquines finites de estats preestablertes per ATLAS que faciliten la comprensió i futur desenvolupament del DCS. A més, el fet de què l'estratègia proposada agrupi i resumi els errors d'una forma jeràrquica, facilita notablement l'anàlisi d'aquests errors en un sistema de la mida d'ATLAS. L'estratègia proposada, modular i distribuïda, ha estat validada mitjançant nombrosos tests. El resultat ha estat una substancial millora en la funcionalitat mantenint, al mateix temps, unacorrecta gestió dels recursos existents. Aquesta estratègia ha estat implementada amb èxit i constitueix l'estàndard emprat a ATLAS per a la creació de la jerarquia de control.Durant l'operació de l'experiment, el DCS s'ha de sincronitzar amb els sistema DAQ a càrrec del procés de presa de dades per als conseqüents estudis de física. L'automatització de processos d'ambdós sistemes, DAQ i DCS, segueixen una lògica similar basada en una jerarquia de màquines finites d'estats (similituds i diferències han estat identificades i presentades). Tot i això, la interacció entre els dos principals sistemes integradors de ATLAS ha estat fins el moment limitada, però aproximant-se a l'inici d'operacions, esdevé cada dia més important. Així, un mecanisme de sincronització que estableix connexions entre els diferents segments dels sistema DAQ i la jerarquia de control del DCS ha estat desenvolupat. La solució adoptada insereix automàticament objectes SMI++ dins la jerarquia de control del DCS. Aquests objectes permeten a les aplicacions del DAQ comandar diferents seccions del DCS d'una forma independent i transparent. Al mateix temps, el mecanisme no permet prendre dades per física quan una part del detector funciona d'una forma incorrecta evitant així l'extracció d'informació corrupta mentre l'experiment torna a un estat segur. Un prototip que assoleix la sincronització dels dos sistemes ha estat implementat i validat, i ja està llest per a ésser utilitzat durant la integració dels sub-detectors.Finalment, la interfície situada a la sala de control entre el DCS i l'usuari ha estat implementada. D'aquesta manera, es completa la integració de les diferents parts del DCS. Els principals reptes solventats durant les fases de disseny i desenvolupament de la interfície han estat: permetre a l'operador controlar un procés de la mida de ATLAS, permetre la integració i manteniment dels molts diferents 'displays' d'operador que pertanyen als diferents sub-detectors i, donar la possibilitat a l'operador de navegar ràpidament entre les diferents parts del DCS. Aquestes qüestions han estat solventades combinant la funcionalitat del sistema SCADA amb la eina FSM. La jerarquia de control es utilitzada per la interfície per estructurar d'una forma intuïtiva els diferent 'displays' que formen el DCS. Llavors, tenint en compte que cada node de la jerarquia representa una porció susceptible de ser controlada independentment, hem assignat a cada node un 'display' que conté la informació del seu nivell d'abstracció dins la jerarquia. Tota la funcionalitat representada dins la jerarquia de control és accessible dins els 'displays' SCADA mitjançant dispositius gràfics especialment implementats. Utilitzant aquest dispositius gràfics, per una banda possibilitem que els diferents 'displays' s'assimilin en la seva forma, i així, facilitem la comprensió i utilització de la interfície per part del usuari. Per altra banda, els estats, transicions i accions que han estat definits per els objectes SMI++ són fàcilment visibles dins la interfície. D'aquesta manera, en cas de una possible evolució del DCS, el desenvolupament necessari per adequar la interfície es redueix notablement. A més, un mecanisme de navegació ha estat desenvolupat dins la interfície fent accessible a l'operador ràpidament qualsevol sistema dins la jerarquia. La jerarquia paral·lela dedicada al tractament d'errors també és utilitzada dins la interfície per filtrar errors i accedir als sistemes en problemes de una manera eficient. La interfície és suficientment modular i flexible, permet ésser utilitzada en nous escenaris d'operació, resol les necessitats de diferents tipus d'usuaris i facilita el manteniment durant la llarga vida de l'experiment que es preveu fins a 20 anys. La consola està sent utilitzada des de ja fa uns mesos i actualment totes les jerarquies dels sub-detectors estan sent integrades. / Hierarchical Control of the ATLAS experimentÀlex Barriuso PoyControl systems at High Energy Physics (HEP) experiments are becoming increasingly complex mainly due to the size, complexity and data volume associated to the front-end instrumentation. In particular, this becomes visible for the ATLAS experiment at the LHC accelerator at CERN. ATLAS will be the largest particle detector ever built, result of an international collaboration of more than 150 institutes. The experiment is composed of 9 different specialized sub-detectors that perform different tasks and have different requirements for operation. The system in charge of the safe and coherent operation of the whole experiment is called Detector Control System (DCS).This thesis presents the integration of the ATLAS DCS into a global control tree following the natural segmentation of the experiment into sub-detectors and smaller sub-systems. The integration of the many different systems composing the DCS includes issues such as: back-end organization, process model identification, fault detection, synchronization with external systems, automation of processes and supervisory control.Distributed control modeling is applied to the widely distributed devices that coexist in ATLAS. Thus, control is achieved by means of many distributed, autonomous and co-operative entities that are hierarchically organized and follow a finite-state machine logic.The key to integration of these systems lies in the so called Finite State Machine tool (FSM), which is based on two main enabling technologies: a SCADA product, and the State Manager Interface (SMI++) toolkit. The SMI++ toolkit has been already used with success in two previous HEP experiments providing functionality such as: an object-oriented language, a finite-state machine logic, an interface to develop expert systems, and a platform-independent communication protocol. This functionality is then used at all levels of the experiment operation process, ranging from the overall supervision down to device integration, enabling the overall sequencing and automation of the experiment.Although the experience gained in the past is an important input for the design of the detector's control hierarchy, further requirements arose due to the complexity and size of ATLAS. In total, around 200.000 channels will be supervised by the DCS and the final control tree will be hundreds of times bigger than any of the antecedents. Thus, in order to apply a hierarchical control model to the ATLAS DCS, a common approach has been proposed to ensure homogeneity between the large-scale distributed software ensembles of sub-detectors. A standard architecture and a human interface have been defined with emphasis on the early detection, monitoring and diagnosis of faults based on a dynamic fault-data mechanism. This mechanism relies on two parallel communication paths that manage the faults while providing a clear description of the detector conditions. The DCS information is split and handled by different types of SMI++ objects; whilst one path of objects manages the operational mode of the system, the other is dedicated to handle eventual faults. The proposed strategy has been validatedthrough many different tests with positive results in both functionality and performance. This strategy has been successfully implemented and constitutes the ATLAS standard to build the global control tree.During the operation of the experiment, the DCS, responsible for the detector operation, must be synchronized with the data acquisition system which is in charge of the physics data taking process. The interaction between both systems has so far been limited, but becomes increasingly important as the detector nears completion. A prototype implementation, ready to be used during the sub-detector integration, has achieved data reconciliation by mapping the different segments of the data acquisition system into the DCS control tree. The adopted solution allows the data acquisition control applications to command different DCS sections independently and prevents incorrect physics data taking caused by a failure in a detector part.Finally, the human-machine interface presents and controls the DCS data in the ATLAS control room. The main challenges faced during the design and development phases were: how to support the operator in controlling this large system, how to maintain integration across many displays, and how to provide an effective navigation. These issues have been solved by combining the functionalities provided by both, the SCADA product and the FSM tool. The control hierarchy provides an intuitive structure for the organization of many different displays that are needed for the visualization of the experiment conditions. Each node in the tree represents a workspace that contains the functional information associated with its abstraction level within the hierarchy. By means of an effective navigation, any workspace of the control tree is accessible by the operator or detector expert within a common human interface layout. The interface is modular and flexible enough to be accommodated to new operational scenarios, fulfil the necessities of the different kind of users and facilitate the maintenance during the long lifetime of the detector of up to 20 years. The interface is in use since several months, and the sub-detector's control hierarchies, together with their associated displays, are currently being integrated into the common human-machine interface.