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| 安定版リリース | 2.5 / 2015-10-28 [1] |
|---|---|
| リポジトリ |
|
| 書かれた | ジャワ |
| オペレーティング·システム | Linux、Mac OS X、Windows |
| タイプ | 科学的なワークフローシステム |
| ライセンス | BSDライセンス |
| Webサイト | ケプラープロジェクト |
Kepler は、科学的ワークフローを設計、実行、再利用、進化、アーカイブ、共有するためのフリーソフトウェアシステムです。[2] [3] [4] Kepler の機能により、プロセスとデータの監視、出所情報、高速データ移動が提供されます。一般的なワークフロー、特に科学的ワークフローは有向グラフであり、ノードは個別の計算コンポーネントを表し、エッジはコンポーネント間でデータと結果が流れるパスを表します。[5] Kepler では、ノードは「アクター」、エッジは「チャネル」と呼ばれます。Kepler には、デスクトップ環境でワークフローを構成するためのグラフィカルユーザーインターフェイス、コマンドラインから独立して GUI 内でワークフローを実行するためのランタイムエンジン、およびワークフロータスクをコンピュータークラスターまたはコンピューティンググリッド内の計算ノードに分散できる分散コンピューティングオプションが含まれています。Keplerシステムは主に、特定の科学的分析とモデリングの目標に向けられた計算タスクを編成するためのワークフローメタファーの使用を対象としています。したがって、Kepler の科学ワークフローは一般に、何らかの科学的目標を達成する一連の計算における 1 つのステップから次のステップへのデータの流れをモデル化します。
科学的なワークフロー
科学的ワークフローとは、データとプロセスを、科学的問題に対する半自動計算ソリューションを実装する構成可能で構造化された一連の手順に組み合わせるプロセスです。科学的ワークフロー システムは、多くの場合、さまざまなテクノロジをそれらの効率的な使用方法と組み合わせて、科学者の効率を高めるためのグラフィカル ユーザー インターフェイスを提供します。
科学的データへのアクセス
Keplerは、一般的に使用されている多くのデータアーカイブにアーカイブされている科学データへの直接アクセスを提供します。たとえば、Keplerは、Knowledge Network for Biocomplexity (KNB) Metacatサーバー[6]に保存され、Ecological Metadata Languageを使用して記述されたデータへのアクセスを提供します。サポートされている追加のデータソースには、DiGIRプロトコル、OPeNDAPプロトコル、GridFTP、JDBC、SRBなどを使用してアクセス可能なデータが含まれます。
計算モデル
Kepler は、ワークフロー モデルの構造を計算モデルから分離し、ワークフローの計算用のさまざまなモデルを特定のワークフロー グラフにバインドできるという点で、他の多くのバイオインフォマティクス ワークフロー管理システムとは異なります。Kepler は、同期データ フロー (SDF)、連続時間 (CT)、プロセス ネットワーク (PN)、動的データ フロー (DDF) など、Ptolemy システム からいくつかの一般的な計算モデルを継承しています。
階層型ワークフロー
Kepler はワークフローの階層をサポートしており、複雑なタスクをより単純なコンポーネントで構成できます。この機能により、ワークフロー作成者は、さまざまなワークフローで使用するために保存できる再利用可能なモジュール式コンポーネントを構築できます。
ワークフローセマンティクス
Keplerは、オントロジーから抽出した用語を使用して、ワークフローコンポーネントの意味的注釈のモデルを提供します。これらの注釈は、検索機能の改善、ワークフローの検証の自動化、ワークフロー編集の改善など、多くの高度な機能をサポートしています。[7]
ワークフローの共有
Kepler コンポーネントは、ワークフローまたはコンポーネントを Kepler アーカイブ (KAR) ファイルにエクスポートすることで共有できます。KAR ファイルは、 Java のJAR ファイル形式の拡張です。KAR ファイルを作成したら、同僚に電子メールで送信したり、Web サイトで共有したり、Kepler コンポーネント リポジトリにアップロードしたりできます。コンポーネント リポジトリは、Web ポータルとWeb サービスインターフェイスの両方からアクセスできる、Kepler ワークフローを共有するための集中システムです。ユーザーは、Kepler ワークフロー構成 GUI 内からリポジトリのコンポーネントを直接検索して利用できます。
由来
出所は科学的ワークフローにおいて重要な概念です。科学者が結果の起源を理解し、実験を繰り返し、データ製品を導き出すために使用されたプロセスを検証できるようにするためです。[8] ワークフローを再現するには、データがどこから来たのか、どのように変更されたのか、どのコンポーネントとどのようなパラメータ設定が使用されたのかを示す出所情報を記録する必要があります。これにより、他の科学者が実験を再実施して結果を確認することができます。[9]
現在のシステムでは、特に高度なワークフロー実行モデルが単純なDAGを超える場合（プロセスネットワークなど）には、エンドユーザーが科学的に意味のある方法で出所情報を照会できるようにするためのサポートがほとんどありません。[10]
ケプラーの歴史
Kepler プロジェクトは、2002 年に Science Environment for Ecological Knowledge (SEEK) プロジェクト[4]と Scientific Data Management (SDM) プロジェクトのメンバーによって作成されました。このプロジェクトは、カリフォルニア大学サンタバーバラ校のNational Center for Ecological Analysis and Synthesis (NCEAS)とカリフォルニア大学サンディエゴ校のSan Diego Supercomputer Centerの研究者によって設立されました。Kepler は、カリフォルニア大学バークレー校で開発された、並行型でリアルタイムの組み込みシステムのモデリング、シミュレーション、設計のためのソフトウェア システムである Ptolemy II を拡張したものです。さまざまな科学分野のメンバーが分析とモデリングのための科学的ワークフローの利点を認識し、システムに貢献し始めたため、Kepler のコラボレーションは急速に拡大しました。2008 年の時点で、Kepler の協力者は、生態学、分子生物学、遺伝学、物理学、化学、保全科学、海洋学、水文学、図書館学、コンピューター サイエンスなど、多くの科学分野に及びます。 Kepler は、アクターの形でワークフローを作成して作業を大幅に容易にするために使用されるワークフロー オーケストレーション エンジンです。
参照
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参考文献
- ^ “アーカイブコピー”. 2015年11月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年11月19日閲覧。
{{cite web}}: CS1 maint: アーカイブされたコピーをタイトルとして (リンク) - ^ Ludäscher B.、Altintas I.、Berkley C.、Higgins D.、Jaeger-Frank E.、Jones M.、Lee E.、Tao J.、Zhao Y. 2006. 科学的ワークフロー管理と Kepler システム。特集: グリッド システムにおけるワークフロー。並行性と計算: 実践と経験 18(10): 1039-1065。
- ^ Altintas I、Berkley C、Jaeger E、Jones M、Ludäscher B、Mock S. 2004. Kepler: 科学的ワークフローの設計と実行のための拡張可能なシステム。グリッド データ環境の将来に関する議事録、Global Grid Forum 10。
- ^ ab ミッチェナー、ウィリアム K.、ジェームズ H. ビーチ、マシュー B. ジョーンズ、バートラム ルダエッシャー、ディーナ D. ペニントン、リカルド S. ペレイラ、アルコット ラジャセカー、マーク シルドハウアー。2007 年。「生物多様性と生態学の知識環境」、インテリジェント情報システムジャーナル、29(1): 111-126。doi :10.1007/ s10844-006-0034-8
- ^ Taylor, IJ; Deelman, E. ; Gannon, DB; Shields, M. (編)、「e-Scienceのワークフロー：グリッドのための科学的ワークフロー」、530ページ、Springer。ISBN 978-1-84628-519-6。
- ^ Jones, Matthew B., C. Berkley, J. Bojilova, M. Schildhauer. 2001.「科学的メタデータの管理」IEEEインターネットコンピューティング5(5):59-68.
- ^ Berkley, Chad, Shawn Bowers, Matthew B. Jones, Bertram Ludaescher, Mark Schildhauer, Jing Tao. 2005. 科学的ワークフローオーサリングへのセマンティクスの組み込み。第 17 回国際科学および統計データベース管理会議。IEEE コンピューター協会。
- ^ 「WebHome < Challenge < TWiki」。2008年7月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年4月6日閲覧。
- ^ Barker, A.; van Hemert, J (2008). 「科学的ワークフロー: 調査と研究の方向性」.並列処理と応用数学. PPAM 2007. コンピュータサイエンスの講義ノート. 4967. doi : 10.1007/978-3-540-68111-3_78.
- ^ Shawn Bowers、Timothy McPhillips、Bertram Ludascher、Shirley Cohen、Susan B. Davidson 2006. パイプライン化された科学ワークフローにおけるユーザー指向のデータ来歴モデル。
外部リンク
- ケプラープロジェクトのウェブサイト
- Kepler コンポーネント リポジトリ
- プトレマイオス2世プロジェクトのウェブサイト
- 生物複雑性に関する知識ネットワーク (KNB) データアーカイブ
- DataONE Web サイト上のワークフローに関連するソフトウェア ツールの一覧[永久リンク切れ ]