Desde el diseño y lanzamiento de un sistema de gestión de flujo de trabajo especializado en 2010, un equipo de investigación del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía de EE. UU. Ha actualizado continuamente la tecnología para ayudar a los científicos informáticos a desarrollar software, visualizar datos y resolver problemas.
Los sistemas de gestión de flujo de trabajo permiten a los usuarios preparar, producir y analizar procesos científicos para ayudar a simplificar las simulaciones complejas. Conocido como Eclipse Integrated Computational Environment, o ICE, este sistema en particular incorpora un conjunto integral de herramientas de computación científica diseñadas para ahorrar tiempo y esfuerzo.durante los experimentos de modelado y simulación.
La compilación de estos recursos en una sola plataforma mejora la experiencia general del usuario y agiliza los avances científicos. Usando ICE, los desarrolladores de software, ingenieros, científicos y programadores pueden definir problemas, ejecutar simulaciones localmente en computadoras personales o remotamente en otros sistemas, incluso supercomputadoras- y luego analizar resultados y datos de archivo. Recientemente, el equipo publicó un artículo en SoftwareX que detalla la historia del sistema y muestra los beneficios potenciales de las próximas versiones.
"Lo que realmente me encanta de este proyecto es hacer que la ciencia computacional complicada sea automática", dijo Jay Jay Billings, investigador de la División de Informática y Matemáticas de ORNL que dirige el equipo de desarrollo de ICE. "Construir sistemas de gestión de flujo de trabajo y herramientas de automatización es un tipode futurismo, y es desafiante y gratificante operar al borde de lo que es posible "
Los investigadores usan ICE para estudiar temas en campos que incluyen energía nuclear, astrofísica, fabricación aditiva, materiales avanzados, ciencia de neutrones y computación cuántica, respondiendo preguntas como cómo se comportan las baterías y cómo algunas piezas impresas en 3D se deforman cuando se exponen al calor.
Varios factores diferencian a ICE de otros sistemas de gestión de flujo de trabajo. Por ejemplo, debido a que ICE existe en un marco de software de código abierto llamado Eclipse Rich Client Platform, cualquiera puede acceder, descargarlo y usarlo. Los usuarios también pueden crear combinaciones personalizadas de recursos reutilizablese implementar entornos de simulación diseñados para abordar desafíos de investigación específicos.
"Eclipse ICE es un excelente ejemplo de cómo se puede aprovechar el software de código abierto para acelerar la ciencia y el descubrimiento, especialmente en computación científica", dijo el director ejecutivo de la Fundación Eclipse, Mike Milinkovich. "La Fundación Eclipse, a través de su trabajo científico en la comunidadGroup, fomenta soluciones de código abierto para la investigación avanzada en todas las áreas de la ciencia "
Además, ICE evita la curva de aprendizaje empinada y lenta que generalmente acompaña a cualquier proyecto de ciencias computacionales. Aunque otros sistemas requieren un conocimiento experto del código y la computadora en cuestión, ICE permite a los usuarios comenzar a facilitar sus experimentos de inmediato, ayudándolos así a reunirdatos y lograr resultados mucho más rápido.
"Hemos producido una interfaz optimizada para los flujos de trabajo computacionales que difiere de los sistemas complicados en los que tienes que estar específicamente calificado para usarlos correctamente", dijo Billings.
A lo largo de este proyecto, Billings también ha enfatizado la importancia de la accesibilidad y la usabilidad para garantizar que los usuarios de todas las edades y niveles de experiencia, incluidos los no científicos, puedan usar el sistema sin capacitación previa.
"El problema con muchos sistemas de gestión de flujo de trabajo y con los códigos de modelado y simulación en general es que, por lo general, no pueden ser utilizados por el lego", dijo Billings. "Diseñamos ICE para que sea utilizable y accesible para que cualquiera pueda elegir uncódigo existente y úselo para abordar problemas urgentes de ciencia computacional "
ICE usa el lenguaje de programación Java para definir flujos de trabajo, mientras que otros sistemas usan lenguajes más oscuros. Por lo tanto, los estudiantes de primaria, secundaria y universidad han ejecutado códigos con éxito usando ICE.
Finalmente, en lugar de depender de los flujos de trabajo de la cuadrícula, colecciones de procesos informáticos orquestados, ICE se centra en los flujos de trabajo de modelado y simulación flexibles que brindan a los usuarios control interactivo sobre sus proyectos. Los flujos de trabajo de la cuadrícula se definen por parámetros estrictos y se ejecutan sin intervención humana, peroICE permite a los usuarios ingresar información adicional durante las simulaciones para producir escenarios más complicados.
"En ICE puede tener humanos en el bucle, lo que significa que el programa puede detenerse, hacer preguntas y recibir instrucciones antes de reanudar la actividad", dijo Billings. "Esta característica permite a los usuarios del sistema completar tareas más complejas como bucles y ramificaciones condicionales".
Luego, el equipo de desarrollo tiene la intención de combinar los aspectos más prácticos de ICE y otros sistemas a través de la interoperabilidad del flujo de trabajo, un concepto que se refiere a la capacidad de dos sistemas diferentes para comunicarse sin problemas. Combinar las mejores características de los flujos de trabajo de la red con flujos de trabajo de modelado y simulaciónPermitir a los científicos abordar desafíos aún mayores y resolver misterios científicos de manera más eficiente.
"Si estoy usando ICE y alguien más está usando un sistema diferente, queremos poder abordar los problemas junto con nuestros recursos combinados", dijo Billings. "Con la interoperabilidad del flujo de trabajo, nuestros sistemas tendrían un método estándar de 'hablando el uno con el otro "
Para mejorar aún más la accesibilidad y usabilidad de ICE, el equipo también está desarrollando una versión basada en la nube para proporcionar servicios informáticos aún más interactivos para simplificar los flujos de trabajo científicos.
"Eso es lo que es la investigación: seguimos descubriendo el siguiente paso para comprender mejor el sistema", dijo Billings.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Oak Ridge . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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