Scientific workflow system
एक वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रणाली एक कार्यप्रवाह प्रबंधन प्रणाली का एक विशेष रूप है जिसे विशेष रूप से एक वैज्ञानिक अनुप्रयोग में कम्प्यूटेशनल या डेटा हेरफेर चरणों, या कार्यप्रवाह की एक श्रृंखला की रचना और निष्पादन के लिए डिज़ाइन किया गया है। अनुप्रयोग वितरित वैज्ञानिक कम्प्यूटिंग संसाधनों, डेटा सेट और उपकरणों की वितरित प्रणालियों का उपयोग करके बड़े पैमाने पर वैज्ञानिक प्रयोगों और ज्ञान खोज अनुप्रयोगों के संचालन में सहयोग कर सकते हैं। वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रणालियाँ इस दृष्टि को सक्षम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। अधिक विशिष्ट वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रणालियाँ एक दृश्य प्रोग्रामिंग फ्रंट एंड प्रदान करती हैं जो उपयोगकर्ताओं को नोड्स को एक साथ जोड़कर आसानी से एक दृश्य ग्राफ के रूप में अपने अनुप्रयोगों का निर्माण करने में सक्षम बनाती हैं, और ऐसे अनुप्रयोगों को प्लेटफॉर्म-स्वतंत्र तरीके से बनाने के लिए उपकरण भी विकसित किए गए हैं। कार्यप्रवाह के ग्राफ में प्रत्येक निर्देशित किनारा आम तौर पर एक अनुप्रयोग के आउटपुट से दूसरे के इनपुट तक एक संबंध का प्रतिनिधित्व करता है। ऐसे किनारों के अनुक्रम को पाइपलाइन कहा जा सकता है। एक जैव सूचना विज्ञान कार्यप्रवाह प्रबंधन प्रणाली एक विशेष वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रणाली है जो जैव सूचना विज्ञान पर केंद्रित है। वैज्ञानिक कार्यप्रवाह सबसे सरल कम्प्यूटरीकृत वैज्ञानिक कार्यप्रवाह वे स्क्रिप्ट हैं जो डेटा, प्रोग्राम और अन्य इनपुट को कॉल करते हैं और आउटपुट का उत्पादन करते हैं जिसमें दृश्य और विश्लेषणात्मक परिणाम शामिल हो सकते हैं। इन्हें आर या मैटलैब जैसे कार्यक्रमों में लागू किया जा सकता है, जिसमें कमांड-लाइन इंटरफेस के साथ पायथन जैसी स्क्रिप्टिंग भाषा का उपयोग किया जा सकता है, या हाल ही में जुपिटर नोटबुक जैसे ओपन-सोर्स वेब अनुप्रयोगों का उपयोग किया जा सकता है। पारंपरिक व्यावसायिक प्रक्रिया कार्यप्रवाह से वैज्ञानिक कार्यप्रवाह को अलग करने के कई उद्देश्य हैं। इनमें शामिल हैंः व्यक्तिगत अनुप्रयोग वैज्ञानिकों को स्वयं अपने स्वयं के कार्यप्रवाह बनाने के लिए उपयोग में आसान वातावरण प्रदान करना। वैज्ञानिकों को अपने कार्यप्रवाह को निष्पादित करने और वास्तविक समय में अपने परिणामों को देखने में सक्षम बनाने के लिए संवादात्मक उपकरण प्रदान करना। वैज्ञानिकों के बीच कार्यप्रवाह को साझा करने और पुनः उपयोग करने की प्रक्रिया को सरल बनाना। वैज्ञानिकों को कार्यप्रवाह निष्पादन परिणामों और कार्यप्रवाह निर्माण चरणों की उत्पत्ति को ट्रैक करने में सक्षम बनाना। वैज्ञानिकों पर ध्यान केंद्रित करके, वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रणाली को डिजाइन करने का ध्यान कार्यप्रवाह समय-निर्धारण गतिविधियों से दूर चला जाता है, जिन्हें आमतौर पर पूर्वनिर्धारित संसाधनों पर जटिल गणनाओं के निष्पादन को अनुकूलित करने के लिए ग्रिड कंप्यूटिंग वातावरण द्वारा माना जाता है, एक डोमेन-विशिष्ट दृष्टिकोण के लिए कि वैज्ञानिकों को किस प्रकार के डेटा, उपकरण और वितरित संसाधन उपलब्ध कराए जाने चाहिए और कैसे कोई उन्हें आसानी से सुलभ बना सकता है और सेवा आवश्यकताओं की विशिष्ट गुणवत्ता के साथ वैज्ञानिक कार्यप्रवाह को अब साइबर इन्फ्रास्ट्रक्चर के एक महत्वपूर्ण तत्व के रूप में पहचाना जाता है, जिससे ई-विज्ञान की सुविधा होती है। आमतौर पर एक मिडलवेयर परत के शीर्ष पर बैठे, वैज्ञानिक कार्यप्रवाह एक ऐसा साधन है जिसके द्वारा वैज्ञानिक अपने विश्लेषण और विज़ुअलाइज़ेशन पाइपलाइनों को मॉडल, डिज़ाइन, निष्पादित, डीबग, पुनः कॉन्फ़िगर और फिर से चला सकते हैं। स्थापित वैज्ञानिक पद्धति का एक हिस्सा परिणाम की उत्पत्ति, इसे कैसे प्राप्त किया गया, प्रयोगात्मक विधियों का उपयोग, मशीन अंशांकन और मापदंडों आदि का रिकॉर्ड बनाना है। ई-विज्ञान में यह समान है, सिवाय इसके कि स्रोत डेटा कार्यप्रवाह गतिविधियों, सेवाओं और डेटाबेस तक पहुँच, उपयोग किए गए डेटा सेट आदि का एक रिकॉर्ड है। इस तरह की जानकारी एक वैज्ञानिक के लिए अपने कार्यप्रवाह परिणामों की व्याख्या करने और अन्य वैज्ञानिकों के लिए प्रयोगात्मक परिणाम में विश्वास स्थापित करने के लिए उपयोगी है। कार्यप्रवाह साझा करना माईएक्सपीरिमेंट जैसे सोशल नेटवर्किंग समुदायों को वैज्ञानिक कार्यप्रवाह साझा करने और सहयोगात्मक विकास की सुविधा के लिए विकसित किया गया है। गैलेक्सी सीधे गैलेक्सी इंस्टॉलेशन पर कार्यप्रवाह परिभाषाओं और कार्यप्रवाह परिणामों के संपादन और प्रकाशन के लिए सहयोगी तंत्र प्रदान करता है। विश्लेषण सभी वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रणालियों में अंतर्निहित एक प्रमुख धारणा यह है कि वैज्ञानिक स्वयं दृश्य प्रवाह चार्टिंग, तर्क आरेख के आधार पर अपने अनुप्रयोगों को विकसित करने के लिए एक कार्यप्रवाह प्रणाली का उपयोग करने में सक्षम होंगे, या, एक अंतिम उपाय के रूप में, कार्यप्रवाह तर्क का वर्णन करने के लिए कोड लिखेंगे। शक्तिशाली कार्यप्रवाह प्रणालियाँ गैर-प्रोग्रामरों के लिए पहले सरल फ्लोचार्टिंग उपकरणों का उपयोग करके कार्यप्रवाह चरणों को स्केच करना और फिर विभिन्न डेटा अधिग्रहण, विश्लेषण और रिपोर्टिंग उपकरणों में हुक करना आसान बनाती हैं। अधिकतम उत्पादकता के लिए, अंतर्निहित प्रोग्रामिंग कोड के विवरण को आम तौर पर छिपाया जाना चाहिए। कार्यप्रवाह विश्लेषण तकनीकों का उपयोग ऐसे कार्यप्रवाहों के गुणों का विश्लेषण करने के लिए किया जा सकता है ताकि उन्हें निष्पादित करने से पहले कुछ गुणों को सत्यापित किया जा सके। वैज्ञानिक कार्यप्रवाह के नियंत्रण-प्रवाह पहलुओं के सत्यापन और प्रोफाइलिंग के लिए एक सैद्धांतिक औपचारिक विश्लेषण ढांचे का एक उदाहरण और डिस्कवरी नेट प्रणाली के लिए उनके डेटा प्रवाह पहलुओं को कर्सिन एट अल द्वारा "कार्यप्रवाह विश्लेषण उपकरण का डिजाइन और कार्यान्वयन" पेपर में वर्णित किया गया है। लेखकों ने ध्यान दिया कि कार्यप्रवाह की दुनिया में कार्यक्रम विश्लेषण और सत्यापन शुरू करने के लिए कार्यप्रवाह भाषा के निष्पादन शब्दार्थ की विस्तृत समझ की आवश्यकता होती है, जिसमें कार्यप्रवाह ग्राफ में नोड्स और चापों के निष्पादन गुण, कार्यप्रवाह पैटर्न के बीच कार्यात्मक समानताओं को समझना और कई अन्य मुद्दे शामिल हैं। इस तरह का विश्लेषण करना मुश्किल है, और इन मुद्दों को संबोधित करने के लिए कंप्यूटर विज्ञान अनुसंधान में उपयोग की जाने वाली औपचारिक विधियों पर निर्माण की आवश्यकता होती है (जैसे। पेट्री नेट) और कार्यप्रवाह और कार्यप्रवाह प्रणालियों दोनों के गुणों के बारे में तर्क करने के लिए उपयोगकर्ता-स्तर के उपकरणों को विकसित करने के लिए इन औपचारिक तरीकों का निर्माण। अतीत में ऐसे उपकरणों की कमी ने स्वचालित कार्यप्रवाह प्रबंधन समाधानों को अच्छे-से-होने वाले शैक्षणिक खिलौनों से लेकर प्रारंभिक अपनाने वालों और कार्यप्रवाह उत्साही लोगों के संकीर्ण दायरे के बाहर उपयोग किए जाने वाले उत्पादन-स्तर के उपकरणों तक परिपक्व होने से रोक दिया। उल्लेखनीय वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रणालियों में शामिल हैंः एंडुरिल, जैव सूचना विज्ञान और छवि विश्लेषण अपाचे एयरवाटा, एक सामान्य उद्देश्य कार्यप्रवाह प्रबंधन प्रणाली अपाचे एयरफ्लो, एक सामान्य उद्देश्य कार्यप्रवाह प्रबंधन प्रणाली अपाचे टैवर्ना, व्यापक रूप से जैव सूचना विज्ञान, खगोल विज्ञान, जैव विविधता बायोबाइक में उपयोग किया जाता है, एक क्लाउड-आधारित जैव सूचना विज्ञान मंच बायोक्लिप्स, एक ग्राफिकल वर्कबेंच, एक स्क्रिप्टिंग वातावरण के साथ जो आपको एक प्रकार के कार्यप्रवाह के रूप में जटिल कार्यों को करने देता है। सामूहिक ज्ञान, जे. एस. ओ. एन. ए. पी. आई. और क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म पैकेज मैनेजर कॉमन वर्कफ़्लो लैंग्वेज के साथ एक पायथन-आधारित सामान्य कार्यप्रवाह और प्रयोग क्राउडसोर्सिंग ढांचा, एक समुदाय-विकसित वाई. ए. एम. एल.-आधारित कार्यप्रवाह भाषा, जो कई इंजन कार्यान्वयनों द्वारा समर्थित है। क्यूनिफॉर्म, एक कार्यात्मक कार्यप्रवाह भाषा। डिस्कवरी नेट, एक वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रणाली गैलेक्सी के शुरुआती उदाहरणों में से एक है, जो शुरू में जीनोमिक्स जीनपैटर्न पर लक्षित है, जो एक शक्तिशाली वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रणाली है जो सैकड़ों जीनोमिक विश्लेषण उपकरणों तक पहुंच प्रदान करती है। केप्लर, एक वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रबंधन प्रणाली केएनआईएमई, एक मुक्त-स्रोत डेटा विश्लेषण मंच पेगासस, एक मुक्त-स्रोत वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रबंधन प्रणाली ऑनलाइनएचपीसी, ऑनलाइन वैज्ञानिक कार्यप्रवाह डिजाइनर और उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग टूलकिट ऑरेंज, मुक्त स्रोत डेटा विज़ुअलाइज़ेशन और विश्लेषण पाइपलाइन पायलट, केमिनफॉर्मेटिक्स कार्यप्रवाह को संबोधित करने के लिए कई उपकरणों के साथ ग्राफिकल प्रोग्रामिंग स्विफ्ट समानांतर स्क्रिप्टिंग भाषा, अंतर्निहित वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रणालियों की कई क्षमताओं के साथ एक स्क्रिप्टिंग भाषा। विसट्रेल्स, पायथन में विकसित एक वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रणाली 280 से अधिक कम्प्यूटेशनल डेटा विश्लेषण कार्यप्रवाह प्रणालियों की पहचान की गई है, हालांकि डेटा विश्लेषण कार्यप्रवाह और वैज्ञानिक कार्यप्रवाह के बीच का अंतर तरल है, क्योंकि सभी विश्लेषण कार्यप्रवाह प्रणालियों का उपयोग वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए नहीं किया जाता है। बायोइन्फॉर्मेटिक्स वर्कफ़्लो मैनेजमेंट सिस्टम ई-साइंस ग्रिड कंप्यूटिंग वर्कफ़्लो इंजन संदर्भ बाहरी लिंक वैज्ञानिक वर्कफ़्लो सिस्टम-क्या एक आकार सभी में फिट हो सकता है? सी. आई. बी. ई. सी. '08 में पेपर कई वैज्ञानिक कार्यप्रवाह प्रणालियों की विशेषताओं की तुलना करता है। डेटा वन वेबसाइट कार्यप्रवाह अनुप्रयोग कार्यप्रवाह प्रणाली पर वैज्ञानिक कार्यप्रवाह से संबंधित सॉफ्टवेयर उपकरणों की सूची