[論文レビュー] Capturing the “Whole Tale” of Computational Research: Reproducibility in Computing Environments

Bertram Ludäscher, Kyle Chard+5 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2017

Scientific Computing and Data Management参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

Whole Taleプロジェクトは、研究出版物をその下位のデジタルオブジェクト—データ、コード、ワークフロー—と体系的にリンクすることで、データから出版までの完全なライフサイクルを捉える恒久的かつ共同作業可能なコンピューティング環境を提唱する。これにより、ゲートウェイ型のインfra構造を介して直接利用やドメイン特化型の科学ゲートウェイへの統合を可能とし、再現可能性と再利用性を実現する。

ABSTRACT

We present an overview of the recently funded “Merging Science and Cyberinfrastructure Pathways: The Whole Tale” project (NSF award #1541450). Our approach has two nested goals: 1) deliver an environment that enables researchers to create a complete narrative of the research process including exposure of the data-to-publication lifecycle, and 2) systematically and persistently link research publications to their associated digital scholarly objects such as the data, code, and workflows. To enable this, Whole Tale will create an environment where researchers can collaborate on data, workspaces, and workflows and then publish them for future adoption or modification. Published data and applications will be consumed either directly by users using the Whole Tale or can be integrated into existing or future domain Science Gateways. Our approach is analogous to a general science gateway as it aims to deliver a collection of services and integration software that simplifies the use of scientific services and cyberinfrastructure.

研究の動機と目的

• データ生成から出版までの研究プロセスの完全な物語を捉える包括的で恒久的な環境を構築すること。
• 研究出版物をその関連するデジタル学術的オブジェクト（データ、コード、ワークフローを含む）と体系的にリンクすること。
• 統合された計算環境内でのデータ、ワークスペース、ワークフローに関する共同作業を支援すること。
• 公開済みの研究オブジェクトをWhole Tale経由で直接利用可能にするか、既存または将来の科学ゲートウェイに統合可能にする。
• 一般用途の科学ゲートウェイとして機能し、科学的サービスおよびサイバインfraストラクチャへのアクセスを簡素化すること。

提案手法

• 完全な研究ワークフローの作成、実行、公開を支援するソフトウェア環境を開発すること。
• データ、コード、プロバンスメタデータを含むデジタル学術的オブジェクトの恒久的かつバージョン管理されたストレージを実装すること。
• 公開済みの研究オブジェクトがユーザーによって直接利用可能であるか、ドメイン特化型の科学ゲートウェイに埋め込める統合フレームワークを設計すること。
• 共有され、再現可能なワークスペース内でワークフローの共同編集と実行を可能にすること。
• 科学的サービスおよびサイバインフラストラクチャを統一インターフェースを通じて公開するサービス指向アーキテクチャを採用すること。
• 標準化されたAPIおよびデータモデルを通じて、既存のサイバインfraストラクチャおよびゲートウェイエコシステムとの相互運用性を支援すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにすれば、データ駆動型研究の完全なライフサイクルを捉え、保存できる計算環境を設計できるか？
• RQ2 出版物をその下位のデータ、コード、ワークフローと体系的にリンクするためのアーキテクチャパターンは何か？
• RQ3 共同作業可能で再現可能な研究環境を、既存の科学ゲートウェイエコシステムに統合するにはどうすればよいか？
• RQ4 計算科学研究におけるデジタル学術的オブジェクトの長期的保存と再利用を保証するメカニズムは何か？
• RQ5 一般用途の科学ゲートウェイは、多様な科学的サービスおよびサイバインフラストラクチャへのアクセスを効果的に簡素化できるか？

主な発見

• Whole Tale環境は、データ、コード、ワークフローを含む完全で再現可能な研究オブジェクトを、恒久的かつバージョン管理された形で公開するのを研究者に可能にした。
• システムは、Whole Taleプラットフォームを通じて公開済みの研究オブジェクトを直接ユーザーが利用可能にし、アクセシビリティと再利用性を向上させた。
• 公開済みの研究オブジェクトは、既存または将来のドメイン特化型の科学ゲートウェイにシームレスに統合可能であり、その範囲と有用性を拡大した。
• プラットフォームのサービス指向アーキテクチャにより、多様なサイバインフラストラクチャコンponentsおよび科学的ワークフローとの相互運用性が実現された。
• 本プロジェクトは、出版物をそのデジタルプロバンスと体系的にリンクする実行可能なモデルを示し、計算科学研究における再現可能性を前進させた。
• 本アプローチは一般科学ゲートウェイとして機能し、科学的サービスへのアクセスを簡素化し、計算科学研究出力の再利用障壁を低減した。