Presentation at 9th Workshop on Distributed Software Development, Software Ecosystems and Systems-of-Systems - WDES 2015 Website: http://wdes2015.icmc.usp.br/Index_en Proceedings (per paper): http://www.lbd.dcc.ufmg.br/bdbcomp/servlet/Evento?id=825 Proceedings (volume): http://cbsoft.org/articles/0000/0530/WDES.pdf

1. ECOS
PL-­‐Science:
Uma
Arquitetura
para
Ecossistemas
de
So:ware
Cien<fico
Apoiada
por
uma
Rede
Ponto
a
Ponto
IX
Workshop
em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas
-­‐
2015
Vitor
Freitas,
José
Maria
N.
David,
Regina
Braga
e
Fernanda
Campos
Programa
de
Pós-­‐Graduação
em
Ciência
da
Computação

2. Agenda
• Introdução
• Abordagem
ECOS
PL-­‐Science
• Implementação
• Estudo
de
Caso
• Conclusões
2
IX
Workshop
em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

3. Introdução
• Workflow
cien<fico:
complexidades
– Conhecimento
especializado
• Experimentos
cien<ficos
– Interações
– Grandes
volumes
de
dados,
serviços
e
recursos
distribuídos.
• Resultado
à
Ecossistema
de
So:ware
Cien<fico
3
IX
Workshop
em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

4. Introdução
• Contexto
da
pesquisa:
– Abordagem
de
LPSC
– Evolução
para
uma
abordagem
de
ECOSC
– Tratamento
de
todas
etapas
do
ciclo
de
vida
de
um
experimento
cien<fico
4
IX
Workshop
em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

5. Mobvação
• Necessidade
de
uma
arquitetura
para
ECOSC.
• Apoiar
os
cienbstas
durante
o
processo
de
experimentação.
• Tratar
todas
etapas
do
ciclo
de
vida
de
um
experimento
cien<fico.
5
IX
Workshop
em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

6. Ciclo
de
Vida
de
um
Experimento
6
BELLOUM,
A.
et
al.
Collaborabve
e-­‐Science
Experiments
and
Scienbfic
Workflows.
Internet
Compu,ng,
IEEE,
v.
15,
n.
4,
p.
39–47,
jul.
2011.

7. Problema
• Ausência
de
uma
arquitetura
flexível,
escalável
e
extensível
para
tratar
as
etapas
de
um
experimento
cien<fico.
7
IX
Workshop
em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

8. Solução
• Uma
arquitetura
para
Ecossistemas
de
So:ware
Cien<fico
que
promova
a
integração
com
plataformas
e
serviços
de
concepção
de
workflow
cien<fico.
8
IX
Workshop
em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

9. Abordagem
ECOS
PL-­‐Science
• Experimentos
complexos
demandam
colaboração
entre
cienbstas.
• Variadas
experiências
e
habilidades.
• Experimento
cien<fico
colaborabvo
passa
por
um
ciclo
de
vida.
9
IX
Workshop
em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

10. Abordagem
ECOS
PL-­‐Science
10

11. Abordagem
ECOS
PL-­‐Science
• …
Outros
requisitos
da
arquitetura
– Flexibilidade
– Extensibilidade
(aplicações
externas
passam
a
ublizar
os
serviços
oferecidos)
– Escalabilidade
11
IX
Workshop
em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

12. 12

13. 13

14. 14

15. 15

16. 16

17. 17

18. 18

19. 19

20. Implementação
20
• Plataformas
cien<ficas
externas
para
apoiar
o
ciclo
de
vida
de
um
experimento
cien<fico
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Desenvolvimento
Distribuído
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So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

21. Implementação
• Integração
com
plataformas
cien<ficas
externas
através
de
suas
APIs
21
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So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

22. Implementação
22
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de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

23. Implementação
23

24. Implementação
24
IX
Workshop
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Desenvolvimento
Distribuído
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So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

25. Implementação
• Protocolo
ECOS
PL-­‐Science
P2P
– Busca
por
um
ponto
– Solicitar
referência
de
um
ponto
– Busca
por
um
arquivo
em
um
ou
mais
pontos
– Download
de
um
arquivo
de
um
ponto
25
IX
Workshop
em
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Distribuído
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So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

26. Estudo
de
Caso
Analisar
a
arquitetura
do
ECOS
PL-­‐Science
com
o
propósito
de
avaliar
sua
extensibilidade
e
flexibilidade
sob
o
ponto
de
vista
dos
desenvolvedores
no
contexto
da
evolução
de
um
ECOSC
26
IX
Workshop
em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

27. Estudo
de
Caso
A
arquitetura
do
ECOS
PL-­‐Science
viabiliza
a
extensão
de
suas
funcionalidades?
27
IX
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de
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Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

28. Estudo
de
Caso
• (H0)
A
arquitetura
do
ECOS
PL-­‐Science
não
viabiliza
a
extensão
de
suas
funcionalidades
• (H1)
A
arquitetura
ECOS
PL-­‐Science
viabiliza
a
extensão
de
suas
funcionalidades
28
IX
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Distribuído
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So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

29. Estudo
de
Caso
• Grupo
de
alunos
(3)
do
mestrado
da
UFJF.
• Projetos
de
pesquisa
diretamente
ligados
à
evolução
da
plataforma
ECOS
PL-­‐Science.
• Os
parbcipantes
possuíam
conhecimento
prévio
da
plataforma.
29
IX
Workshop
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Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

30. Estudo
de
Caso
• Projeto
gerenciado
pela
plataforma
GitHub
• Cada
parbcipante
trabalhou
em
um
branch
separado
30
IX
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Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

31. Estudo
de
Caso
• Inclusão
de
elementos
de
coordenação
e
comunicação
durante
todas
etapas
do
experimento.
• Integração
da
plataforma
com
ontologias
de
colaboração.
• Suporte
à
interoperabilidade
pragmábca
no
desenvolvimento
colaborabvo
de
workflows.
31
IX
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em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

32. Estudo
de
Caso
32
• Fonte
de
coleta
de
dados
• Observação
direta
• Entrevistas
• Análise
de
dados
históricos
• Dados
obbdos
IX
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Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

33. Estudo
de
Caso
• A
arquitetura
pode
ser
estendida
sem
que
haja
grandes
alterações
de
sua
estrutura.
• Existem
evidências
de
que
a
hipótese
nula
pode
ser
rejeitada
e
a
hipótese
alterna,va
pode
ser
aceita.
• Há
indícios
também
da
sua
flexibilidade
considerando
os
resultados
obbdos
com
relação
a
extensibilidade.
• Em
relação
à
escalabilidade
seria
necessário
uma
quan,dade
maior
de
experimentos,
no
entanto
há
indícios
da
sua
viabilidade.
33
IX
Workshop
em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

34. Estudo
de
Caso
• Ameaças
à
validade
– Validade
de
conclusão:
pequeno
número
de
parbcipantes
– Validade
interna:
Não
foi
prejudicada
– Validade
externa:
Os
resultados
não
podem
ser
generalizados,
sendo
válidos
para
o
contexto
do
ECOS
PL-­‐Science
34
IX
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de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

35. Conclusões
• Contribuições
– Uma
arquitetura
orientada
a
serviços
para
ECOSC
apoiada
por
uma
rede
ponto
a
ponto
– Adaptação
de
um
ciclo
de
vida
de
experimentação
cien<fica
no
contexto
de
um
ECOSC
– Desenvolvimento
de
clientes
de
integração
para
plataformas
cien<ficas
(Taverna,
Parsifal,
Mendeley,
BioCatalogue,
myExperiment)
35
IX
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de
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Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

36. Conclusões
• Contribuições
– Desenvolvimento
de
ferramentas
para
atender
as
diferentes
etapas
do
ciclo
de
vida
prosto
(Parsifal)
– Desenvolvimento
de
um
protocolo
para
redes
ponto
a
ponto
aderente
ao
ciclo
de
vida
proposto
– Desenvolvimento
de
uma
API
para
extensão
da
plataforma
36
IX
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Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

37. Conclusões
• Contribuições
– Integração
com
recursos
disponíveis
em
uma
Cloud
(Amazon
EC2)
– Inclusão
de
novos
componentes
no
núcleo
de
artefatos
da
LPSC
37
IX
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Distribuído
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Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

38. Conclusões
• Limitações
– Disponibilidade
de
especialistas
de
domínio.
– Inexistência
de
uma
rede
ponto
a
ponto
aderente
ao
ciclo
de
vida
de
um
experimento
cien<fico.
– Execução
de
workflows
somente
no
Taverna.
– Integração
com
os
produtos
desenvolvidos
na
LPSC.
38
IX
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Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

39. Conclusões
• Trabalhos
Futuros
– Implementar
a
integração
com
outros
SGWfC
(Kepler
e
VisTrails).
– Evoluir
a
rede
ponto
a
ponto.
– Estender
elementos
de
colaboração.
– Tratar
proveniência
de
dados
em
outras
etapas
do
ciclo
de
vida.
39

40. Agradecimentos
40

41. ECOS
PL-­‐Science:
Uma
Arquitetura
para
Ecossistemas
de
So:ware
Cien<fico
Apoiada
por
uma
Rede
Ponto
a
Ponto
Vitor
Freitas,
José
Maria
N.
David,
Regina
Braga
e
Fernanda
Campos
{vitor.freitas,jose.david,
regina.braga,
fernanda.campos}@uxf.edu.br
Programa
de
Pós-­‐Graduação
em
Ciência
da
Computação
41

42. So:ware
Cien<fico
• Recursos
computacionais
influenciam
na
condução
de
pesquisas
cien<ficas
• Workflow
cien<fico
– paradigma
ublizado
para
descrever,
gerenciar
e
comparblhar
análises
cien<ficas
complexas
– Foco
em
o
que
deve
ser
feito,
abstraindo
o
como
deve
ser
feito
42
IX
Workshop
em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

43. So:ware
Cien<fico
h3p://www.myexperiment.org/workflows/732.html
43

44. Redes
Ponto
a
Ponto
• Mudança
do
paradigma
cliente
servidor
44

45. Implementação
• Tecnologias
ublizadas
– Java
– MySQL
– Hibernate
(JPA)
– Apache
Tomcat
7
• Projeto
de
código
aberto
(GitHub)
45

46. Implementação
46
• Repositório
de
código
fonte
dos
clientes
de
integração
IX
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em
Desenvolvimento
Distribuído
de
So:ware,
Ecossistemas
de
So:ware
e
Sistemas-­‐de-­‐Sistemas

47. Implementação
47

48. Código
Aberto
48

49. Implementação
• Rede
Ponto
a
Ponto
• JXTA
49