Система научного рабочего процесса Kepler

Система научного рабочего процесса Kepler
Стабильная версия	2.5 / 2015-10-28
Репозиторий	Кеплер-проект .org /пользователи /загрузки .html ;
Написано в	Ява
Операционная система	Linux , Mac OS X , Windows
Тип	Система научного документооборота
Лицензия	Лицензия БСД
Веб-сайт	kepler-project.org

Kepler — это бесплатная программная система для проектирования, выполнения, повторного использования, развития, архивирования и обмена научными рабочими процессами . ^[2]^[3]^[4]Установки Kepler обеспечивают мониторинг процессов и данных, информацию о происхождении и высокоскоростное перемещение данных. Рабочие процессы в целом и научные рабочие процессы в частности представляют собой ориентированные графы , в которых узлы представляют собой дискретные вычислительные компоненты, а ребра представляют собой пути, по которым данные и результаты могут перемещаться между компонентами. ^[5]В Кеплере узлы называются «Акторами», а края — «каналами». Kepler включает графический пользовательский интерфейс для составления рабочих процессов в среде рабочего стола, механизм выполнения рабочих процессов в графическом интерфейсе и независимо от командной строки, а также опцию распределенных вычислений, которая позволяет распределять задачи рабочего процесса между вычислительными узлами в компьютерном кластере. или вычислительная сетка . Система Кеплера в основном нацелена на использование метафоры рабочего процесса для организации вычислительных задач, направленных на конкретные цели научного анализа и моделирования. Таким образом, научные рабочие процессы Кеплера обычно моделируют поток данных от одного шага к другому в серии вычислений, которые достигают некоторой научной цели.

Научный рабочий процесс

Научный рабочий процесс — это процесс объединения данных и процессов в настраиваемый структурированный набор шагов, которые реализуют полуавтоматические вычислительные решения научной проблемы. Системы научных рабочих процессов часто предоставляют графические пользовательские интерфейсы для объединения различных технологий и эффективных методов их использования и, таким образом, повышают эффективность работы ученых.

Доступ к научным данным

Кеплер обеспечивает прямой доступ к научным данным, которые заархивированы во многих широко используемых архивах данных. Например, Kepler обеспечивает доступ к данным, хранящимся на сервере Metacat Сети знаний по биокомплексности (KNB). ^[6] и описано с использованием языка экологических метаданных . Дополнительные поддерживаемые источники данных включают данные, доступные с использованием протокола DiGIR, протокола OPeNDAP , GridFTP, JDBC , SRB и других.

Модели вычислений

Kepler отличается от многих других систем управления рабочими процессами биоинформатики тем, что он отделяет структуру модели рабочего процесса от модели вычислений, так что различные модели для вычисления рабочего процесса могут быть привязаны к данному графу рабочего процесса. Кеплер унаследовал несколько общих моделей вычислений от системы Птолемея , включая синхронный поток данных (SDF), непрерывное время (CT), сеть процессов (PN) и динамический поток данных (DDF) и другие.

Иерархические рабочие процессы

Kepler поддерживает иерархию рабочих процессов, что позволяет составлять сложные задачи из более простых компонентов. Эта функция позволяет авторам рабочих процессов создавать повторно используемые модульные компоненты, которые можно сохранить для использования во многих различных рабочих процессах.

Семантика рабочего процесса

Кеплер предоставляет модель семантической аннотации компонентов рабочего процесса, используя термины, взятые из онтологии . Эти аннотации поддерживают множество расширенных функций, включая улучшенные возможности поиска, автоматическую проверку рабочего процесса и улучшенное редактирование рабочего процесса. ^[7]

Совместное использование рабочих процессов

Компоненты Kepler можно использовать совместно, экспортировав рабочий процесс или компонент в файл Kepler Archive (KAR), который является расширением формата файла JAR из Java. После создания файла KAR его можно отправить коллегам по электронной почте, разместить на веб-сайтах или загрузить в репозиторий компонентов Kepler. Репозиторий компонентов — это централизованная система для совместного использования рабочих процессов Kepler, доступная как через веб-портал, так и через интерфейс веб-сервиса . Пользователи могут напрямую искать и использовать компоненты из репозитория из графического пользовательского интерфейса композиции рабочего процесса Kepler.

Происхождение

Происхождение — важнейшая концепция в научных рабочих процессах, поскольку она позволяет ученым понимать происхождение своих результатов, повторять свои эксперименты и проверять процессы, которые использовались для получения продуктов данных. ^[8] Чтобы воспроизвести рабочий процесс, необходимо записать информацию о происхождении, которая указывает, откуда возникли данные, как они были изменены, а также какие компоненты и какие настройки параметров использовались. Это позволит другим ученым повторно провести эксперимент, подтвердив полученные результаты. ^[9]

В современных системах существует небольшая поддержка, позволяющая конечным пользователям запрашивать информацию о происхождении научно значимыми способами, особенно когда расширенные модели выполнения рабочих процессов выходят за рамки простых DAG (как в сетях процессов). ^[10]

История Кеплера

Проект «Кеплер» был создан в 2002 году участниками проекта «Научная среда для экологических знаний» (SEEK). ^[4] и проект управления научными данными (SDM). Проект был основан исследователями из Национального центра экологического анализа и синтеза (NCEAS) при Калифорнийском университете в Санта-Барбаре и Суперкомпьютерного центра Сан-Диего при Калифорнийском университете в Сан-Диего . Kepler расширяет Ptolemy II, программную систему для моделирования, симуляции и проектирования параллельных встроенных систем реального времени, разработанную в Калифорнийском университете в Беркли. Сотрудничество над Кеплером быстро разрасталось по мере того, как представители различных научных дисциплин осознали преимущества научных рабочих процессов для анализа и моделирования и начали вносить свой вклад в систему. По состоянию на 2008 год сотрудники Кеплера представляют многие научные дисциплины, включая экологию, молекулярную биологию, генетику, физику, химию, природоохранную науку, океанографию, гидрологию, библиотечное дело, информатику и другие.Kepler — это механизм оркестрации рабочих процессов, который используется для значительного упрощения рабочих процессов в форме актера.

См. также

Ссылки

^ «Архивная копия» . Архивировано из оригинала 20 ноября 2015 г. Проверено 19 ноября 2015 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
^ Людешер Б., Алтинтас И., Беркли К., Хиггинс Д., Джагер-Франк Э., Джонс М., Ли Э., Тао Дж., Чжао Ю. 2006. Управление научным рабочим процессом и система Кеплера. Специальный выпуск: Рабочий процесс в грид-системах. Параллелизм и вычисления: практика и опыт 18 (10): 1039-1065.
^ Алтинтас I, Беркли С., Джагер Э., Джонс М., Людешер Б., Мок С. 2004. Кеплер: расширяемая система для проектирования и выполнения научных рабочих процессов. Труды будущего сред грид-данных, Глобальный грид-форум 10.
^ Jump up to: ^а ^б Миченер, Уильям К., Джеймс Х. Бич, Мэтью Б. Джонс, Бертрам Людаешер, Дина Д. Пеннингтон, Рикардо С. Перейра, Аркот Раджасекар и Марк Шильдхауэр. 2007. «Среда знаний для биоразнообразия и экологических наук», Журнал интеллектуальных информационных систем, 29 (1): 111-126. два : 10.1007/s10844-006-0034-8
^ Тейлор, Ай-Джей; Дилман, Э .; Ганнон, Д.Б.; Шилдс, М. (ред.), «Рабочие процессы в электронной науке: научные рабочие процессы для сетей», 530 стр., Springer. ISBN 978-1-84628-519-6 .
^ Джонс, Мэтью Б., К. Беркли, Дж. Божилова, М. Шильдхауэр. 2001. Управление научными метаданными. IEEE Интернет-вычисления 5 (5): 59-68.
^ Беркли, Чад, Шон Бауэрс, Мэтью Б. Джонс, Бертрам Людаешер, Марк Шильдхауэр, Цзин Тао. 2005. Включение семантики в авторский процесс научной работы. 17-я Международная конференция по управлению научными и статистическими базами данных. Компьютерное общество IEEE.
^ «WebHome < Challenge < TWiki» . Архивировано из оригинала 6 июля 2008 г. Проверено 6 апреля 2009 г.
^ Баркер, А.; ван Хемерт, Дж (2008). «Научный рабочий процесс: обзор и направления исследований». Параллельная обработка и прикладная математика. PPAM 2007. Конспекты лекций по информатике . 4967 . дои : 10.1007/978-3-540-68111-3_78 .
^ Шон Бауэрс, Тимоти Макфиллипс, Бертрам Лудашер, Ширли Коэн, Сьюзан Б. Дэвидсон 2006. Модель ориентированного на пользователя происхождения данных в конвейерных научных рабочих процессах.

Внешние ссылки

Сайт проекта Кеплер
Репозиторий компонентов Кеплера
Сайт проекта Птолемей II
Сеть знаний по биосложности (KNB) Архив данных
Список программных инструментов ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} связанные с рабочими процессами на DataONE веб-сайте

[latest-version-1] «Архивная копия» . Архивировано из оригинала 20 ноября 2015 г. Проверено 19 ноября 2015 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )

[LAB06-2] Людешер Б., Алтинтас И., Беркли К., Хиггинс Д., Джагер-Франк Э., Джонс М., Ли Э., Тао Дж., Чжао Ю. 2006. Управление научным рабочим процессом и система Кеплера. Специальный выпуск: Рабочий процесс в грид-системах. Параллелизм и вычисления: практика и опыт 18 (10): 1039-1065.

[ABJ04-3] Алтинтас I, Беркли С., Джагер Э., Джонс М., Людешер Б., Мок С. 2004. Кеплер: расширяемая система для проектирования и выполнения научных рабочих процессов. Труды будущего сред грид-данных, Глобальный грид-форум 10.

[MBJ07-4] Jump up to: ^а ^б Миченер, Уильям К., Джеймс Х. Бич, Мэтью Б. Джонс, Бертрам Людаешер, Дина Д. Пеннингтон, Рикардо С. Перейра, Аркот Раджасекар и Марк Шильдхауэр. 2007. «Среда знаний для биоразнообразия и экологических наук», Журнал интеллектуальных информационных систем, 29 (1): 111-126. два : 10.1007/s10844-006-0034-8

[TDG06-5] Тейлор, Ай-Джей; Дилман, Э .; Ганнон, Д.Б.; Шилдс, М. (ред.), «Рабочие процессы в электронной науке: научные рабочие процессы для сетей», 530 стр., Springer. ISBN 978-1-84628-519-6 .

[JBB01-6] Джонс, Мэтью Б., К. Беркли, Дж. Божилова, М. Шильдхауэр. 2001. Управление научными метаданными. IEEE Интернет-вычисления 5 (5): 59-68.

[BBJ05-7] Беркли, Чад, Шон Бауэрс, Мэтью Б. Джонс, Бертрам Людаешер, Марк Шильдхауэр, Цзин Тао. 2005. Включение семантики в авторский процесс научной работы. 17-я Международная конференция по управлению научными и статистическими базами данных. Компьютерное общество IEEE.

[prov1-8] «WebHome < Challenge < TWiki» . Архивировано из оригинала 6 июля 2008 г. Проверено 6 апреля 2009 г.

[prov2-9] Баркер, А.; ван Хемерт, Дж (2008). «Научный рабочий процесс: обзор и направления исследований». Параллельная обработка и прикладная математика. PPAM 2007. Конспекты лекций по информатике . 4967 . дои : 10.1007/978-3-540-68111-3_78 .

[prov3-10] Шон Бауэрс, Тимоти Макфиллипс, Бертрам Лудашер, Ширли Коэн, Сьюзан Б. Дэвидсон 2006. Модель ориентированного на пользователя происхождения данных в конвейерных научных рабочих процессах.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]