欧洲核子研究中心（CERN）是欧洲粒子物理实验室。由于大型强子对撞机发现了希格斯玻色子，它最近在新闻中频频出现。许多人可能不知道的是，它在开发科学用途的软件方面也有着悠久的传统。HTML文档格式和第一个浏览器都是在那里开发的，作为一种使用富文档的方式，富文档可以在许多不同的信息来源之间包含链接。它非常有用，最终引发了万维网的诞生。除了如此广泛的软件之外，欧洲核子研究中心还负责开发了相当多的科学软件，尤其是物理软件。

在本文中，我将介绍一个相当大的模块和库组，称为物理分析工作站 (PAW)。PAW包含数千个用FORTRAN、C甚至一些汇编语言代码编写的子程序和程序，这些子程序和程序构建在名为CERN程序库 (CERNLIB) 的库之上。

如果您有任何特殊需求，可以从主网站上的源代码下载并安装代码，但考虑到所需外部库的长列表，我建议您尽可能避免这样做。软件包应该适用于您的发行版。对于基于Debian的发行版，您可以使用以下命令安装所需的一切

sudo apt-get install paw

PAW还包括一系列大型的图形和数据可视化例程，以帮助进行数据分析。有时您需要查看数据的外观，以便弄清楚您需要进一步研究哪些分析。

PAW实际上是一个交互式系统，您可以在其中对数据集应用命令。最初的界面是命令行界面，但现在它收集了您可以尝试的其他几个界面。如果您打开终端，键入命令 paw 并按 Enter 键，系统会询问您要使用的终端类型（图 1）。默认设置为使用类型 1，它会打开一个 HIGZ 图形窗口，您的绘图将显示在该窗口中（图 2）。如果您在远程机器上使用 PAW，您可能需要使用不同的类型。您可以通过键入 ? 来获取列表。对于常规 xterm，输入 7879。

图 1. 您可以选择启动 PAW 时要使用的终端类型。

图 2. 默认设置是打开一个图形窗口来绘制您的绘图，以及一个命令界面。

一旦所有内容都加载完成，您将看到一个如下所示的提示符

PAW >

现在您可以开始键入命令并进行数据分析了。但是，您可以使用哪些命令呢？幸运的是，PAW 在程序中包含一个帮助系统，您可以通过键入 help 命令来访问该系统，该命令会弹出一个主题列表。

PAW 中的命令以树状结构分组在一起，最顶层是当您启动帮助系统时弹出的主题。主网站上还有相当多的文档可用，包括教程和一个非常大的 FAQ。

由于 PAW 用于数据分析，让我们从您可以使用的数据类型开始。PAW 有三种主要数据类型：向量 (VECTORS)、直方图 (HISTOGRAMS) 和 N 元组 (NTUPLES)。向量 (VECTORS) 存储实数或整数数组。PAW 可以处理这些向量 (VECTORS) 的最多三个维度或索引。它们可以通过向量 (VECTOR) 命令组进行操作。PAW 中的命令不区分大小写，但在大多数文档中，它们都以大写形式显示。您也可以使用命令的缩写，只要它们可以唯一匹配到完整的命令文本即可。因此，您可以使用以下命令创建一个包含 20 个元素的新向量 (VECTOR)

VECTOR/CREATE  vec1(20)

这个新向量 (VECTOR) 被命名为 "vec1"。然后，您可以使用以下命令将元素添加到您的新向量 (vector) 中

VECTOR/INPUT vec1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

该命令接受一个向量名称和一个要添加的值列表。如果您处理的只是少量数据，这很好。如果您有存储在文件中的较大数据集，则可以使用命令 VECTOR/READ。此命令接受一个文件名，并且还可以接受其他几个选项，例如元素的格式，并将数据加载到给定的向量 (VECTORS) 中。

可选的格式字符串类似于在 FORTRAN 代码中读取和写入数据时使用的格式字符串，因此如果距离您上次使用 FORTRAN 已经有一段时间了，那么复习一下可能是一个好主意。

您可以使用相反的 VECTOR/WRITE 命令将数据输出到文件。

要可视化您的数据，请使用 VECTOR/DRAW 命令。可用的选项允许您选择是绘制直方图、平滑曲线还是条形图。您还可以在另一个图形的顶部绘制此可视化。

您可以使用 VECTOR/LIST 命令获取已创建的所有向量 (VECTORS) 的列表，并且可以使用 VECTOR/DELETE 命令清理不需要的数据。

一旦您加载了数据并查看了它，您可能就会了解不同部分是如何相互关联的。您可以使用 VECTOR/FIT 命令来获取一个由您使用子程序定义的函数，并尝试将数据拟合到该函数。您还可以在发出命令时包含一组相关的误差。

PAW 中的直方图 (HISTOGRAM) 命令组为您提供了更多用于应用于数据的绘图和分析工具选择。这些命令被分解为子组，这些子组为您提供用于创建直方图、2D 绘图以及将直方图操作应用于直方图的命令。您可以使用 GET_VECT 和 PUT_VECT 命令子组与您上面创建的 VECTOR 对象进行交互。您还可以使用 FUNCTION 命令来创建用于数据拟合等领域的命令中使用的函数。

NTUPLE 命令组用于操作 n 元组对象。N 元组本质上是列表的列表，您可以将它们视为矩阵。在 PAW 文档中，每一行称为一个事件，每一列称为一个变量。有一些函数可以将数据合并在一起或进行子集切割。N 元组有自己的绘图命令，允许您以各种形式绘制不同变量之间的关系图。如果您要处理大量数据，则可以使用 CHAIN 命令将多个 n 元组链接在一起，以创建基本上无限大小的数据集。

尽管 PAW 不再处于积极开发阶段，但这里仍然有足够多的真正有用的代码来让任何科学家忙碌起来。如果您正在进行任何涉及数据分析或建模的工作，尤其是在 C 或 FORTRAN 中，那么非常值得您花时间快速搜索 PAW 中可用的模块和子程序，看看是否有任何东西可以用来加快您的工作进度。在本文中，我仅介绍了可用功能的一小部分，因此请务必进行更深入的了解，看看您可以为自己的工作挖掘出什么。