解放科学家：工作流管理系统可简化复杂建模

▲杰•杰•比林斯和阿历克斯•麦卡斯基正在评估EICE系统。

美国物理学网9月15日报道，自2010年美国能源部橡树岭国家实验室(简称ORNL)的研究团队设计并发布了工作流管理系统以来，他们不断对系统进行更新，以帮助计算科学家开发软件、可视化数据并解决问题。这个特殊的系统被称为“Eclipse集成计算环境”（简称EICE），它使用户可以准备、生成和分析科学过程，进而简化复杂模拟。EICE整合了一套全面的科学计算工具，可节省科学家用于建模和仿真实验的时间和精力。

将工具和资源整合到单一平台中，既提高了用户体验，还可加速科学研究进程。通过使用EICE，软件开发人员、工程师等可以先定义问题，然后在个人电脑或超级计算机上远程运行模拟，最后分析结果并存档数据。近期，EICE的研发团队在《软件X》（SoftwareX）杂志发表了一篇文章，详细介绍了EICE系统的历史，并展望了即将发布的版本的潜在用处。ORNL计算机科学与数学部门研究人员、EICE项目领导杰•杰•比林斯（Jay Jay Billings）说：“让复杂的计算科学自动化极具吸引性。创建工作流管理系统和自动化工具是未来研究的趋势，这非常具有挑战性和回报性。”

EICE与其他工作流管理系统的区别主要有3个方面。第一，EICE存在于Eclipse富客户端平台（Eclipse Rich Client Platform）的开源软件框架中，任何人都可以访问、下载和使用。用户还可以创建自定义组合，部署针对特定研究的仿真环境。Eclipse基金执行董事麦克•米林科维奇（Mike Milinkovich）说：“EICE是一个很好的例子，它向我们展示了开源软件是如何加速科研（尤其是科学计算领域）进程的。Eclipse基金旨在为全领域研究提供开源解决方案。”第二，无需用户掌握高深的代码和计算机专业知识，EICE可以立即为他们的实验提供便利。比林斯说：“我们为EICE设计了一个流线型的界面，它不需要经过复杂的专业测试即可顺利使用。”比林斯还强调了可访问性和可用性对系统的重要性：确保所有年龄和经验级别的用户（包括非科研人员）都可以在没有事先培训的情况下使用该系统非常重要。EICE使用编程语言Java来定义工作流，这比其他系统使用的语言更简单。小学、高中和大学学生都已经成功使用EICE运行代码。第三，EICE不再依赖网格工作流（已编排好的计算过程集合），而是专注于灵活的建模和模拟工作流，让用户对项目进行交互式控制。网格工作流由严格的参数所定义，在没有人为干预的情况下执行。EICE则允许用户在模拟过程中输入额外的信息，从而生成更复杂的场景。

接下来，EICE开发团队计划通过工作流互操作性将EICE和其他系统结合起来。这可以使科学家们能够更有效地解决更大的科学难题。比林斯说：“如果我使用的是EICE，而其他人使用的是另外的系统，两者之间存在‘互通障碍’。我们希望能够通过联合资源来解决这一问题。有了工作流互操作性，系统之间就会有一个标准的‘对话’方式。”此外，研究人员为了进一步提高EICE的可访问性和可用性，还开发了一个EICE的云版本，以期提供更多的交互计算服务。

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编译：雷鑫宇 

责编： 张梦

期刊来源：《软件X》

期刊编号：2352-7110

原文链接：

https://phys.org/news/2018-09-technology-science.html

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