面向用戶的科學(xué)工作流數(shù)據(jù)跟蹤的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、工作流技術(shù)的不斷發(fā)展，使其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大?？茖W(xué)工作流作為一種有別于傳統(tǒng)工作流的工作流類(lèi)型正成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)?？茖W(xué)工作流為了給科學(xué)家提供高效的數(shù)據(jù)管理和實(shí)驗(yàn)分析，將工作流技術(shù)應(yīng)用于科學(xué)研究領(lǐng)域，在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上進(jìn)行大規(guī)模計(jì)算和協(xié)同計(jì)算提供有效方法。數(shù)據(jù)集中與計(jì)算密集是科學(xué)工作流的主要特點(diǎn)。因此，科學(xué)工作流的數(shù)據(jù)跟蹤成為科學(xué)工作流的迫切需求。國(guó)內(nèi)對(duì)科學(xué)工作流數(shù)據(jù)跟蹤的研究幾乎是空白，而國(guó)外對(duì)其研究較多，但是大部分都缺乏良好的模型

2、支持、數(shù)據(jù)流分析、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的查詢接口和便于用戶使用的可視化跟蹤。 針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出一種支持過(guò)程網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型的科學(xué)工作流模型。通過(guò)對(duì)該模型的數(shù)據(jù)流分析，在開(kāi)源項(xiàng)目—Kepler科學(xué)工作流系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)項(xiàng)的可視化跟蹤與具有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的XQuery對(duì)跟蹤數(shù)據(jù)的查詢，極大的方便了科學(xué)工作流用戶。 科學(xué)工作流數(shù)據(jù)跟蹤的實(shí)現(xiàn)需要有相應(yīng)的模型支持。過(guò)程網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型是科學(xué)工作流領(lǐng)域廣泛使用的一個(gè)計(jì)算模型，并且該模型有利于數(shù)

3、據(jù)流的分析。數(shù)據(jù)跟蹤貫穿于科學(xué)工作流流程設(shè)計(jì)階段、運(yùn)行階段和運(yùn)行后三個(gè)階段。本文在流程設(shè)計(jì)階段對(duì)工作流的數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析，檢驗(yàn)流程中的數(shù)據(jù)異常，包括數(shù)據(jù)缺失和數(shù)據(jù)冗余，并給出相應(yīng)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證算法；在流程運(yùn)行階段，對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行記錄，包括元數(shù)據(jù)、參數(shù)與流程數(shù)據(jù)項(xiàng)等；在流程運(yùn)行后保存跟蹤數(shù)據(jù)，然后從用戶的角度，把要跟蹤的數(shù)據(jù)項(xiàng)的起源數(shù)據(jù)項(xiàng)圖形化的展現(xiàn)給用戶，用戶可以直接看到流程數(shù)據(jù)項(xiàng)的變化過(guò)程。本文實(shí)現(xiàn)了XQuery對(duì)跟蹤數(shù)據(jù)的查詢，當(dāng)用戶需要對(duì)

4、跟蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的時(shí)候，通過(guò)自定義XQuery查詢，可以對(duì)跟蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行靈活的處理。 本文數(shù)據(jù)跟蹤的實(shí)現(xiàn)基于Kepler科學(xué)工作流系統(tǒng)。通過(guò)擴(kuò)展Kepler系統(tǒng)的核心類(lèi)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)工作流運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)項(xiàng)的記錄。數(shù)據(jù)流中數(shù)據(jù)項(xiàng)的變化是有前后依賴關(guān)系的，通過(guò)依賴關(guān)系，如數(shù)據(jù)項(xiàng)依賴關(guān)系、調(diào)用依賴關(guān)系等，可視化的給用戶展示數(shù)據(jù)項(xiàng)在流程中的變化過(guò)程。XQuery是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。本文在科學(xué)工作流客戶端通過(guò)XQJ（XQuery API for Java）