Статья посвящена актуальным вопросам визуализации научных рабочих процессов в распределенных пакетах прикладных программ (научных приложениях) и расчетных данных, получаемых при выполнении таких процессов. В рамках исследования разработаны новые инструментальные средства визуализации научных рабочих процессов и расчетных данных на разных этапах их обработки и анализа. Данные инструментальные средства обеспечивают конфигурирование и настройку используемых графиков и диаграмм. Предложена спецификация параметров процесса визуализации данных на языке JSON, расширяющая описания предметных областей приложений. Применение данной спецификации позволяет существенно повысить качество и гибкость процесса визуализации в сравнении с известными системами управления научными рабочими процессами. В качестве базового программного обеспечения для визуализации научных рабочих процессов приложений и расчетных данных предложено использовать соответственно библиотеки Graphviz и Highcharts. Рассмотрены преимущества этих библиотек в сравнении с другими библиотеками подобного назначения. Результаты исследования использованы при создании и применении приложения для исследования живучести энергетических систем. Приведены иллюстративные примеры визуализации одного из научных рабочих процессов приложения и расчетных данных, отражающих степень живучести исследуемой системы при массовых отказах ее элементов. Исследование проведено при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, проект № FWEW-2021-0005 «Технологии разработки и анализа предметно-ориентированных интеллектуальных систем группового управления в недетерминированных распределенных средах».
The paper is devoted to relevant issues of visualization of scientific workflows in distributed applied software packages (scientific applications) and computational data obtained during the workflow execution. Within this research, new tools for visualization of scientific workflows and computational data at different stages of their processing and analysis have been developed. These tools allow configuration and customization of the graphs and diagrams used. A specification of parameters for the data visualization process in the JSON language is proposed. This specification extends the description of application domains. The use of this specification can significantly improve the quality and flexibility of the visualization process compared to known workflow management systems. We propose to use the Graphviz and Highcharts libraries, respectively, as basic software for the visualization of scientific workflows of applications and computational data. The advantages of these libraries in comparison with other libraries for similar purposes are considered. The research results were used to create and apply an application for studying the resilience of energy systems. Illustrative examples of visualization of one of the scientific workflows of the application and computational data reflecting the degree of resilience of the system under study in case of mass failures of its elements are given. The research was carried out with the support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, project No. FWEW-2021-0005 “Technologies for the development and analysis of subject-oriented intelligent group control systems in non-deterministic distributed environments”.
1. Паклин Н.Б., Орешков В.И. Бизнес-аналитика. От данных к знаниям. СПб.: Питер, 2013. 622 c.
2. Романова И.К. Современные методы визуализации многомерных данных: анализ, классификация, реализация, приложения в технических системах // Машиностроение и компьютерные технологии. 2016. № 3. С. 133–167. DOI: 10.7463/0316.0834876.
3. Bertin J. Semiology of Graphics: Diagrams, Networks, Maps. University of Wisconsin Press, 1983. 415 p.
4. Feoktistov A., Edelev A., Tchernykh F., Gorsky S., Basharina O., Fereferov E. An Approach to Implementing High-Performance Computing for Problem Solving in Workflow-based Energy Infrastructure Resilience Studies // Computation. 2023. Vol. 11. № 12. P. 243. DOI: 10.3390/computation11120243.
5. Feoktistov A., Kostromin R., Sidorov I.A., Gorsky S.A. Development of Distributed Subject-Oriented Applications for Cloud Computing through the Integration of Conceptual and Modular Programming // Proceedings of the 41st International Convention on information and communication technology, electronics and microelectronics (MIPRO-2018). Riejka: IEEE, 2018. P. 256–261. DOI: 10.23919/MIPRO.2018.8400044.
6. Feoktistov A., Gorsky S., Sidorov I., Bychkov I., Tchernykh A., Edelev A. Collaborative Development and Use of Scientific Applications in Orlando Tools: Integration, Delivery, and Deployment // Communications in Computer and Information Science. 2020. Vol. 1087. P. 18–32. DOI: 10.1007/978-3-030-41005-6_2.
7. Феоктистов А.Г., Костромин Р.О., Воскобойников М.Л., Ли-Дэ Д.И. Организация вычислительной среды разработки и применения научных рабочих процессов на основе контейнеризации // Вычислительные технологии. 2023. Т. 28, № 6. С. 151–164. DOI: 10.25743/ICT.2023.28.6.013.
8. Edelev A., Beresneva N., Gorsky S., Sidorov I., Feoktistov A. Representation of Subject Knowledge from the Field of Vulnerability Analysis of Energy Systems in Distributed Applied Software Packages // Advances in Intelligent Systems Research. 2019. Vol. 169. P. 184–188. DOI: 10.2991/iwci-19.2019.32.
9. Воскобойников М.Л. Планировщик схем решения задач для распределенных пакетов прикладных программ Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023685789. М.: Федеральная служба по интеллектуальной собственности (РОСПАТЕНТ), 2023.
10. Горбунов-Посадов М.М., Корягин Д.А., Мартынюк В.В. Системное обеспечение пакетов прикладных программ. М.: Наука, 1990. 208 с.