基于XML的轻量级科学工作流系统的建模研究*
2012-01-25刘应波季凯帆
刘应波,王 锋,2,季凯帆,邓 辉,梁 波,戴 伟
(1.云南省计算机技术应用重点实验室,云南 昆明 650500;2.中国科学院国家天文台/云南天文台,云南 昆明 650011)
科学工作流一直是虚拟天文台[1]技术的重要组成部分和研究热点。作为一个面向科学试验,以科学业务流程为主导的应用软件,科学工作流系统可以使科研工作者忽略计算机底层复杂的技术细节,从抽象层次[2]上进行交流和协作,从而提高工作效率。当前的部分科学工作流系统,例如Kepler[3]、Taverna[4]等,具有广泛的实用性和高度的抽象性。这些系统虽然应用广泛、功能丰富,但系统较为庞大,一般是独立使用在某一领域。
流程建模是科学工作流系统的一个重要环节,它使用业务流程建模语言(或称业务流程描述语言)描述业务流程。最常见的建模方法有基于有向无环图(Directed Acyclic Graphs,DAG)和有向环图(Directed Cyclic Graph,DCG)方法。采用DCG的工作流系统如Triana[5]和Kepler,除此之外其它大多数工作流系统[6]使用DAG,Taverna、DAGMan[7]系统是他们中的典型代表。
通过对这些系统建模语言的分析,不难发现在当前的虚拟天文台技术平台下直接整合或利用它们是非常困难的。一方面是因为科学工作流的建模语言没有标准,二是各个科学工作流系统各成体系,结构庞大,必须在通信交换、协议转换以及交互等方面进行大量的改造与整合,才有可能将这些系统应用于天文领域。显然,让一个天文学家直接应用复杂的科学工作流框架编写科学工作流程序是不可能的。
为了有效地推动科学工作流技术的发展,促进其在天文信息领域的应用,特别是工作流高度抽象化和流程化思想,构建一个“轻量级”的工作流系统是非常必要的。……
