SimiFlow: Uma Arquitetura para Agrupamento de Workflows por Similaridade

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Rosângela Mota Borba
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1 SimiFlow: Uma Arquitetura para Agrupamento de Workflows por Similaridade Vítor Silva, Fernando Chirigati, Kely Maia, Eduardo Ogasawara, Daniel de Oliveira, Vanessa Braganholo, Leonardo Murta, Marta Mattoso CSBC

Chirigati, Kely Maia, Eduardo Ogasawara, Daniel de

2 Agenda Workflow Científico Workflow Conceitual x Workflow Concreto Linhas de Experimentos SimiFlow Resultados Preliminares Trabalhos Relacionados Conclusão Trabalhos Futuros 2

3 Workflow Científico Prosim Ocarflex Posfal 3

4 Workflow Concreto para Exploração de Petróleo em Águas Profundas Prosim TPN Posinal Orcaflex Anflex 4 Posfal Workflow #1 Workflow #2 Posfal

5 Workflow Conceitual x Workflow Concreto Análise de Movimento da Plataforma Filtragem de Movimentos Prosim Análise Estruturada de Risers Análise de Fadiga Ocarflex Posfal 5

6 Os cientistas precisam de apoio... } Para uma representação independente que } Apresenta a abstração do workflow baseado em conceitos } Apresenta alternativas para o experimento } Apresenta as atividades que não podem ser executadas no experimento } Para capturar a proveniência prospectiva, considerando-se os conceitos do experimento científico } Agrupamento de diferentes workflows científicos como parte de um único experimento para futuras análises 6

alternativas para o experimento } Apresenta as atividades que não podem ser executadas no experimento } Para

7 Linhas de Experimentos } Apoio à composição de workflows científicos } Definição de famílias de experimentos } Linhas de experimentos atuam com abstrações utilizando terminologia do domínio representado } Representam todas as possibilidades e variações dos experimentos de um determinado domínio } Pode-se derivar workflows concretos a partir de uma linha de experimentos } Ferramenta GExpLine } Responsável pela gerência de linhas de experimentos 7

as possibilidades e variações dos experimentos de um determinado domínio } Pode-se derivar workflows concretos a

8 Linhas de Experimentos Linha de experimentos Análise de acoplada Movimento dos de movimentos Plataforma da plataforma Filtragem de Movimentos Análise Analise Estruturada estrutural de de Risers risers Prosim, TPN Anflex, Orcaflex Workflow Derivado #1 TPN Orcaflex Posfal Workflow Derivado #2 Prosim Análise de Fadiga Possinal Atividade Mandatória Atividade Opcional Ponto Variante Anflex Posfal 8

Risers risers Prosim, TPN Anflex, Orcaflex Workflow Derivado #1 TPN Orcaflex Posfal Workflow

9 Linhas de Experimentos } Criação de linhas de experimentos } Descendente (conceitual à concreto) } Cientistas iniciam a concepção de um novo experimento } Não há workflows concretos disponíveis } Ascendente (concreto à conceitual) } Presença de workflows pré-existentes } Diversos workflows concretos são representações de um mesmo workflow conceitual } Exige comparação entre os workflows concretos, cálculo da similaridade e agrupamento para criar famílias de experimentos SimiFlow 9

de workflows pré-existentes } Diversos workflows concretos são representações de um mesmo workflow conceitual } Exige

10 SimiFlow - Arquitetura } A partir de um conjunto de workflows, é realizado o cálculo da Similaridade para todos os pares de elementos deste conjunto } É gerado um Agrupamento de workflows através da Similaridade calculada 10

todos os pares de elementos deste conjunto } É gerado

11 SimiFlow - Arquitetura } Divisão em três cartuchos } Importação de Workflows } Comparação por Similaridade } Agrupamento Arquitetura SimiFlow Implementação do Cartucho de Importação de Workflows Cartucho de Importação de Workflows Implementação do Cartucho de Comparação por Similaridade Cartucho de Comparação por Similaridade Implementação do Cartucho de Agrupamento Cartucho de Agrupamento 11

Workflows Cartucho de Importação de Workflows Implementação do Cartucho de Comparação por

12 SimiFlow Importação de Workflows } Apóia o armazenamento das propriedades de workflows provenientes dos seguintes SGWfC } Taverna } VisTrails } Kepler } Uso do sítio myexperiment } Importação de todos os workflows da base de dados do sítio } SGWfC Taverna } 459 workflows públicos 12

VisTrails } Kepler } Uso do sítio myexperiment } Importação de todos

13 SimiFlow Comparação por Similaridade } Semelhança entre workflows } Combina pares de atividades entre dois workflows } Considera as propriedades das atividades em um casamento de atividades } Nome } Portas de entrada e de saída } Relacionamentos } Existência de subworkflows 13

propriedades das atividades em um casamento de atividades } Nome }

14 SimiFlow Comparação por Similaridade } Cálculo da Similaridade } Baseada em um sistema de penalização } Para cada par de atividades, há uma análise de suas propriedades específicas } Cada propriedade diferente estabelece uma penalização no valor da Similaridade } O valor da penalização está relacionada à importância da propriedade 14

propriedades específicas } Cada propriedade diferente estabelece uma penalização no

15 Comparação por Similaridade - Exemplo Workflow 1 Workflow 2 Act 1 Act 1 Act 2 Act 3 Act 3 Act 2 Act 4 Act 4 Act 5 15

16 SimiFlow Agrupamento } Utiliza o cálculo de similaridade de todos os pares de workflows presentes na base de dados } Cria um grafo completo a partir dos valores de similaridade (arestas) e dos workflows (vértices) } Realiza o corte das arestas com um valor de similaridade inferior a um valor de corte } Cria componentes conexos subgrafos conexos em uma floresta 16

(arestas) e dos workflows (vértices) } Realiza o corte das arestas com um valor de

17 SimiFlow - Agrupamento 17

18 SimiFlow Estudos Preliminares } Dois estudos foram realizados } Primeiro estudo } Preocupação em avaliar a capacidade de realizar os agrupamentos } Uso de 24 workflows do Taverna (seleção manual) } Resultados satisfatórios 18

capacidade de realizar os agrupamentos } Uso de 24

19 SimiFlow Estudos Preliminares } Segundo estudo } Preocupação em avaliar a escalabilidade da arquitetura } Geração de 459 workflows pela importação } Total de comparações ( ) } Resultados } Agrupamento precisa de ajustes } Calibragem das penalizações ainda precisa ser refinada } Necessidade do uso da distribuição e do paralelismo para realizar as comparações Cartucho de Comparação por Similaridade é pesado computacionalmente 19

111 comparações ( ) } Resultados } Agrupamento precisa de ajustes } Calibragem das penalizações ainda precisa

20 Trabalhos Relacionados } Santos et al. (2008) } Agrupamento de workflows } Representações por grafo e por vetor apresentam algumas limitações } Propriedades específicas dos workflows não são consideradas } Ohst et al. (2003) } Diferenças entre versões de um documento UML } Uhrig (2008) } Objetivo de igualar dois diagramas de classes } SiDiff (2010) } Comparação de modelos de dados } Existência dos pesos é equivalente à penalização apresentada 20

Propriedades específicas dos workflows não são consideradas } Ohst et al.

21 Conclusão } O SimiFlow pode facilitar a organização de bases extensas de workflows científicos pelos agrupamentos encontrados } Apoio na construção de linhas de experimentos por workflows que pertençam a mesma família (ascendente) } A partir dos estudos preliminares } Foi possível identificar agrupamentos de workflows semelhantes pelo primeiro estudo, apesar dos pontos a serem melhorados } No segundo estudo, verificou-se a necessidade de calibragem das penalizações no processo de comparação por similaridade 21

22 Trabalhos Futuros } Depuração dos métodos já implementados } Testes com outros algoritmos de comparação por similaridade e de agrupamento } Construção de novos cartuchos } Uso do paralelismo para melhorar o desempenho do processo de comparação 22

23 SimiFlow: Uma Arquitetura para Agrupamento de Workflows por Similaridade Obrigado! Vítor Silva, Fernando Chirigati, Kely Maia, Eduardo Ogasawara, Daniel de Oliveira, Vanessa Braganholo, Leonardo Murta, Marta Mattoso CSBC

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