Workflows conceptuels

par Nadia Cerezo

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Johan Montagnat.

Le jury était composé de Johan Montagnat, Hugues Benoit-Cattin, Oscar Corcho, Mireille Blay-Fornarino, Gabriele Pierantoni.


  • Résumé

    Les workflows sont de plus en plus souvent adoptés pour la modélisation de simulations scientifiques de grande échelle, aussi bien en matière de données que de calculs. Ils profitent de l'abondance de sources de données et infrastructures de calcul distribuées. Néanmoins, la plupart des formalismes de workflows scientifiques restent difficiles à exploiter pour des utilisateurs n'ayant pas une grande expertise de l'algorithmique distribuée, car ces formalismes mélangent les processus scientifiques qu'ils modélisent avec les implémentations. Ainsi, ils ne permettent pas de distinguer entre les objectifs et les méthodes, ni de repérer les particularités d'une implémentation ou de l'infrastructure sous-jacente. Le but de ce travail est d'améliorer l'accessibilité aux workflows scientifiques et de faciliter leur création et leur réutilisation. Pour ce faire, nous proposons d'élever le niveau d'abstraction, de mettre en valeur l'expérience scientifique plutôt que les aspects techniques, de séparer les considérations fonctionnelles et non-fonctionnelles et de tirer profit des connaissances et du savoir-faire du domaine.Les principales contributions de ce travail sont : (i) un modèle de workflows scientifiques à structure flexible, sémantique et multi-niveaux appelé "Conceptual Workflow Model", qui permet aux utilisateurs de construire des simulations indépendamment de leur implémentation afin de se concentrer sur les objectifs et les méthodes scientifiques; et (ii) un processus de transformation assisté par ordinateur pour aider les utilisateurs à convertir leurs modèles de simulation de haut niveau en workflows qui peuvent être délégués à des systèmes externes pour exécution.

  • Titre traduit

    Conceptual workflows


  • Résumé

    Workflows are increasingly adopted to describe large-scale data- and compute-intensive scientific simulations which leverage the wealth of distributed data sources and computing infrastructures. Nonetheless, most scientific workflow formalisms remain difficult to exploit for scientists who are neither experts nor enthusiasts of distributed computing, because they mix the scientific processes they model with their implementations, blurring the lines between what is done and how it is done, as well as between what is and what is not infrastructure-dependent. Our objective is to improve scientific workflow accessibility and ease scientific workflow design and reuse, by elevating the abstraction level, emphasizing the scientific experiment over technicalities, ensuring proper separation between functional and non-functional concerns and leveraging domain knowledge and know-how. The main contributions of this work are: (i) a multi-level structurally flexible semantic scientific workflow model, called the Conceptual Workflow Model, which lets users design simulations at a computation-independent level and focus on domain goals and methods; and (ii) a computer-assisted Transformation Process relying on knowledge engineering technologies to help users transform their high-level simulation models into executable workflow artifacts which can be delegated to third-party frameworks for enactment.


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