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e-Science的本质是为科学研究提供一个高度共享和协作的学术研究环境。网格技术由于其强大的分布式计算能力和资源共享能力逐渐成为目前e-Science应用中的基础底层架构。在网格环境下,各种软件、硬件等资源都以网格服务的形式存在。但是单个网格服务由于其功能单一而无法完成一个计算量巨大且计算步骤繁杂的科学任务,因此需要将分散的各个网格服务组合起来,形成具有更强功能的网格服务,实现科学任务的流程化和自动化。
另外,为了提高科研成果的可共享性,科学家往往需要重用已有的实验流程和实验结果来开展下一步工作,并基于此进行一定的修改来实现新的研究目标,从而减少重复劳动和科研投入。而工作流技术所具有的自动化和流程化等特点,为科学家在e-Science环境中开展复杂科学计算、实验分析、协同工作以及成果共享等研究活动提供了一种全新的研究手段。
但是,利用工作流技术来实现科学任务的流程化和自动化,就需要编写一个符合某种工作流描述语言语法规则的工作流脚本。然而工作流描述语言的语法通常极其复杂,直接编写工作流脚本来描述科学任务对领域科学家而言具有极大的困难,因此,如何为科学家提供一种简单、易用的方式来描述科学任务,是目前工作流研究领域亟待解决的问题之一,也是e-Science研究中的热点问题。
本文通过实现一个易用的、支持图标拖拽的可视化工作流编辑器来解决上述问题,并主要开展了如下研究工作来实现此编辑器:首先,研究了一个面向科学家的、支持图标拖拽、生成图形化流程的可视化编辑框架;其次,研究序列化与反序列化机制,透明地、实时地实现图形化流程和工作流脚本的转换,既方便科学家可视化地查看工作流,又实时地生成工作流脚本:再次,基于EMF建模框架生成工作流的模型,保障工作流脚本满足BPEL描述语言的语法规范;然后,实现工作流流程模板,解决工作流流程的共享问题,减少重复劳动,为e-Science中资源的共享和协作提供了一种很好的方式;最后,设计了计算化学领域中的一个典型示范应用,验证了工作流可视化编辑器的可用性,以及所生成的工作流脚本的可执行性。