Depuis la conception et le lancement d'un système de gestion de flux de travail spécialisé en 2010, une équipe de recherche du laboratoire national d'Oak Ridge du département américain de l'Énergie a continuellement mis à jour la technologie pour aider les informaticiens à développer des logiciels, visualiser les données et résoudre les problèmes.

Les systèmes de gestion des flux de travail permettent aux utilisateurs de préparer, produire et analyser des processus scientifiques pour aider à simplifier des simulations complexes. Connu sous le nom d'environnement informatique intégré Eclipse, ou ICE, ce système particulier intègre une suite complète d'outils de calcul scientifique conçus pour économiser le temps et les efforts consacrés aux expériences de modélisation et de simulation.

La compilation de ces ressources sur une plate-forme unique améliore à la fois l'expérience utilisateur globale et accélère les avancées scientifiques. En utilisant ICE, développeurs de logiciels, ingénieurs, les scientifiques et les programmeurs peuvent définir des problèmes, exécutez des simulations localement sur des ordinateurs personnels ou à distance sur d'autres systèmes, même des superordinateurs, puis analysez les résultats et archivez les données. Récemment, l'équipe a publié un article dans LogicielX qui détaille à la fois l'historique du système et prévisualise les avantages potentiels des versions à venir.

"Ce que j'aime vraiment dans ce projet, c'est d'automatiser la science informatique compliquée, " a déclaré Jay Jay Billings, un chercheur de la division informatique et mathématiques de l'ORNL qui dirige l'équipe de développement ICE. « Créer des systèmes de gestion de flux de travail et des outils d'automatisation est une sorte de futurisme, et c'est stimulant et gratifiant d'opérer à la limite du possible."

Les chercheurs utilisent ICE pour étudier des sujets dans des domaines tels que l'énergie nucléaire, astrophysique, la fabrication additive, matériaux avancés, la science neutronique et l'informatique quantique, répondre à des questions telles que le comportement des batteries et la déformation de certaines pièces imprimées en 3D lorsqu'elles sont exposées à la chaleur.

Plusieurs facteurs différencient ICE des autres systèmes de gestion de flux de travail. Par exemple, parce qu'ICE existe sur un framework logiciel open source appelé Eclipse Rich Client Platform, tout le monde peut accéder, téléchargez-le et utilisez-le. Les utilisateurs peuvent également créer des combinaisons personnalisées de ressources réutilisables et déployer des environnements de simulation adaptés pour relever des défis de recherche spécifiques.

"Eclipse ICE est un excellent exemple de la façon dont les logiciels open source peuvent être exploités pour accélérer la science et la découverte, notamment en calcul scientifique, " a déclaré le directeur exécutif de la Fondation Eclipse, Mike Milinkovich. " La Fondation Eclipse, par le biais de son groupe de travail scientifique dirigé par la communauté, encourage les solutions open source pour la recherche avancée dans tous les domaines de la science."

En outre, ICE contourne la courbe d'apprentissage abrupte et longue qui accompagne généralement tout projet de science informatique. Bien que d'autres systèmes nécessitent une connaissance approfondie du code et de l'ordinateur en question, ICE permet aux utilisateurs de commencer immédiatement à faciliter leurs expériences, les aidant ainsi à collecter des données et à obtenir des résultats beaucoup plus rapidement.

« Nous avons créé une interface simplifiée pour les flux de travail de calcul qui diffère des systèmes compliqués pour lesquels vous devez être spécifiquement qualifié pour une utilisation correcte, ", a déclaré Billings.

Tout au long de ce projet, Billings a également souligné l'importance de l'accessibilité et de la convivialité pour garantir que les utilisateurs de tous âges et niveaux d'expérience, y compris les non-scientifiques, peut utiliser le système sans formation préalable.

"Le problème avec beaucoup de systèmes de gestion de flux de travail et avec les codes de modélisation et de simulation en général, c'est qu'ils sont généralement inutilisables pour le profane, ", a déclaré Billings. "Nous avons conçu ICE pour qu'il soit utilisable et accessible afin que tout le monde puisse récupérer un code existant et l'utiliser pour résoudre des problèmes informatiques urgents."

ICE utilise le langage de programmation Java pour définir les workflows, alors que d'autres systèmes utilisent des langages plus obscurs. Ainsi, élèves de l'école primaire, le lycée et le collège ont réussi à exécuter des codes en utilisant ICE.

Finalement, au lieu de s'appuyer sur des workflows de grille (collections de processus informatiques orchestrés), ICE se concentre sur des workflows de modélisation et de simulation flexibles qui donnent aux utilisateurs un contrôle interactif sur leurs projets. Les workflows de grille sont définis par des paramètres stricts et exécutés sans intervention humaine, mais ICE permet aux utilisateurs de saisir des informations supplémentaires pendant les simulations pour produire des scénarios plus complexes.

"Dans ICE, vous pouvez avoir des humains dans la boucle, ce qui signifie que le programme peut s'arrêter, poser des questions et recevoir des instructions avant de reprendre l'activité, ", a déclaré Billings. "Cette fonctionnalité permet aux utilisateurs du système d'effectuer des tâches plus complexes telles que le bouclage et le branchement conditionnel."

Prochain, l'équipe de développement a l'intention de combiner les aspects les plus pratiques d'ICE et d'autres systèmes grâce à l'interopérabilité des flux de travail, un concept faisant référence à la capacité de deux systèmes différents à communiquer de manière transparente. La combinaison des meilleures fonctionnalités des workflows de grille avec des workflows de modélisation et de simulation permettrait aux scientifiques de relever des défis encore plus importants et de résoudre les mystères scientifiques plus efficacement.

"Si j'utilise ICE et que quelqu'un d'autre utilise un système différent, nous voulons être en mesure de résoudre les problèmes avec nos ressources combinées, " a déclaré Billings. " Avec l'interopérabilité des flux de travail, nos systèmes auraient une méthode standard de « parler » entre eux. »

Pour améliorer encore l'accessibilité et la convivialité d'ICE, l'équipe développe également une version basée sur le cloud pour fournir des services informatiques encore plus interactifs pour simplifier les flux de travail scientifiques.

« C'est ce qu'est la recherche :nous continuons à déterminer la prochaine étape pour mieux comprendre le système, ", a déclaré Billings.