Библиотека сайта rus-linux.net
Система VisTrails
Глава 23 из 1 тома книги "Архитектура приложений с открытым исходным кодом".
Оригинал: "VisTrails", глава из книги "The Architecture of Open Source Applications"Авторы: Juliana Freire, David Koop, Emanuele Santos, Carlos Scheidegger, Claudio Silva, and Huy T. Vo
Дата публикации: 2012 г.
Перевод: Н.Ромоданов
Дата перевода: март 2013 г.
Creative Commons
Перевод был сделан в соответствие с лицензией Creative Commons. С русским вариантом
лицензии можно ознакомиться здесь.
Система VisTrails [http://www.vistrails.org] является системой с открытым исходным кодом, с помощью которой поддерживаются исследования данных и их визуализация. В ее составе есть постоянно расширяющиеся полезные возможности, предоставляемые в системах научного анализа и визуализации данных. Как и системы научного анализа рабочих процессов, такие как Kepler и Taverna, система VisTrails позволяет в соответствие с набором правил задавать вычислительные процессы, в которых используются существующие приложения, слабо связанные ресурсы и библиотеки. Как и в системах визуализации, таких как AVS и ParaView, в системе VisTrails пользователям предлагаются современные технологии научной и информационной визуализации, позволяющие им исследовать и сравнить различные визуальные представления своих данных. В результате, пользователи могут создавать сложные процессы, которые включают в себя важные этапы научных исследований — от сбора данных и подготовки данных и до манипуляции с комплексным анализом и визуализацией, причем все это интегрировано в одну систему.
Отличительной особенностью системы VisTrails является ее инфраструктура для работы с информацией о происхождении данных. Система VisTrails позволяет по ходу исследовательской задачи собирать данные, получаемые на каждом из шагов, и вести подробную историю их получения. Для автоматизации повторяющихся задач традиционно используются рабочие процессы (workflow), но в приложениях, которые по своему характеру предназначены для исследований, нормой будут очень маленькие и повторяющиеся изменения в этих процессах. По мере того, как пользователь создает и оценивает гипотезы, связанные с его данными, создается ряд различных, но взаимосвязанных рабочих процессов, настройка которых происходит итеративно.
Система VisTrails была разработана для управления этими быстро эволюционирующими рабочими процессами: в ней поддерживается работа с информацией о происхождении продуцируемых данных (например, визуализация, графики), о рабочих процессах, в которых эти данные продуцируются, и о выполнении этих рабочих процессов. В системе также есть средства аннотации, так что пользователи могут автоматически собираемые данные дополнять описаниями.
Кроме возможности повторно воспроизводить результаты, система VisTrails упрощает доступ к информации о происхождении данных с помощью ряда операций и интуитивно понятного интерфейса, в котором пользователям предоставляется возможность совместно анализировать данные. Примечательно, что благодаря тому, что в системе есть возможность хранить временные результаты, в ней поддерживается работа с рефлексивными рассуждениями, позволяющими пользователям изучить действия, ведущие к результату, и отслеживать цепочки рассуждений как в прямом, так и в обратном направлении. Пользователи могут интуитивно понятным способом переходить от одной версии рабочего процесса к другой, отменять изменения, не теряя при этом результатов, визуально сравнить несколько рабочих процессов и одновременно показывать их результаты в таблице визуализации.
В VisTrails затронуты важные вопросы удобства использования системы (usability), препятствующие более широкому распространению систем на базе рабочих процессов и систем визуализации. Для удобства широкого круга пользователей, в том числе тех, у кого нет опыта в области программирования, в системе предоставляется возможность использовать серии действий и интерфейсы, упрощающие создание и использование рабочих процессов, в том числе позволяющие в интерактивном режиме по рекомендациям, предлагаемым системой , создавать и улучшать рабочие процессы по аналогии, запрашивать рабочие процессы по примерам, а также автоматически завершать разработку рабочих процессов. Мы также разработали новый фреймворк, позволяющий создавать специализированные приложения, которые могут легко устанавливаться и настраиваться конечными пользователями (не экспертами).
Возможность расширения системы VisTrails обусловлена ее инфраструктурой, которая позволяет пользователям легко интегрировать в систему другие инструментальные средства и библиотеки, а также быстро создать прототипы новых функций. Эта возможность сыграла важную роль в создании условий, позволяющих использовать систему в различных прикладных областях, в том числе в экологических исследованиях, психиатрии, астрономии, космологии, физики высоких энергий, квантовой физике и молекулярном моделировании.
Чтобы система VisTrails оставалась для всех бесплатной системой с открытым исходным кодом, мы создавали ее только с использованием бесплатных пакетов, имеющих открытый исходный код. Система VisTrails написана на языке Python, а в качестве инструментального средства графического интерфейса используется Qt (через привязку PyQt Python). Чтобы увеличить количество пользователей и расширить спектр используемых приложений, мы, помня о требовании переносимости, разрабатывали систему с нуля. Система VisTrails работает на платформах Windows, Mac и Linux.
Рис.23.1: Компоненты пользовательского интерфейса системы VisTrails
Далее: 23.1. Обзор системы