MyGRID:
Bio-informática
personalizada em uma grade
de informação.
Francisco Silva
[email protected]
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Objetivo
• Explorar o uso da tecnologia de grades de
computadores, com ênfase em grades de
informação, para prover um middleware
apropriado para as necessidades da bioinformática;
• Estão sendo construídos serviços para a
integração de dados e aplicações como
serviço de descoberta de recursos, workflow,
processamento distribuído de consultas,
notificação de mudanças e personalização.
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Introdução
• Projeto de código aberto que fornece
um middleware de suporte a
experimentos de biologia in silico
personalizados em uma grade de
computadores.
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Diferenciação
• Projetos em andamento focam em:
– Compartilhamento de recursos
computacionais
– Movimentação e replicação de grande
volumes de dados para simulações
– Análise de sequências de alto throughput
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Diferenciação
• O projeto myGrid busca:
– Dar apoio a processos científicos que
possuem requisitos computacionais mais
modestos mas com grande complexidade
semântica.
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Abordagem
• Projeto busca criar uma grade de
serviços (e não apenas de dados ou
computacional)
• O arcabouço foi prototipado com Web
Services e migrou para Open Grid
Services Architecture (OGSA)
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Serviços Disponibilizados
• Para realizar experimentos in silico
– Organizados em workflows e consultas
distribuídas
– Dados e parâmetros são enviados como
entrada para ferramentas de análise ou
serviços de banco de dados;
– A saída destes é utilizada como entrada
para outras ferramentas ou consultas em
bases de dados.
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Serviços Disponibilizados
• Serviços de Bio-informática
– Serviços como recuperação de bancos de
dados e ferramentas de análise são
disponibilizados de forma a acomodar sua
distribuíção e variedade de formatos de
dados
– NCBI BLAST, WU BLAST, EMBOSS suite
(mas de 80 ferramentas de análise),
MEDLINE, SRS
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Serviços Disponibilizados
• Workflow
– Utiliza WSFL (Web Service Flow
Language) para definir o tipo e realizar
chamadas a serviços.
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Serviços Disponibilizados
• Consultas a bases de dados
distribuídas
– Consultas são descritas em linguagem de
alto nível (OQL)
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Serviços para eScience
• Notificação:
– um workflow pode ter de ser re-executado quando
novos dados ou softwares de análise tornarem-se
disponíveis
• Personalização:
– O repositório de informação (mIR) armazena
dados XML gerados pelos experimentos com seus
metadadados e termos de suas ontologias
– São permitidas anotações deste conteúdo bem
como visões diferentes do mesmo
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Serviços para eScience
• Provenance:
– Biólogos costumam guardar anotações de
experimentos em livros
– Os serviços myGrid automaticamente
armazenam no mIR informações a respeito
dos dados, serviços e resultados.
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Serviço de Descoberta
• Responsável pela localização de
serviços, dispositivos e recursos
• Tradicionalmente necessitam de um
conhecimento prévio dos serviços
disponíveis
• MyGrid utiliza um arcabouço baseado
em ontologias para descoberta de
serviços
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Serviços Semânticos
• Uma descrição semântica oferece um
mecanismo para lidar com a
heterogeneidade de recursos, provendo
um vocabulário comum para integrar e
realizar consultas em dados dados e
serviços aparentemente dispersos.
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Serviços Semânticos
• Serviços internos ao myGrid são
descritos em DAML-S, com extensões
específicas para bio-informática
• Serviços de terceiros podem ser
descritos através de padrões UDDI /
WSFL (Web Services Flow Language) e
WSDL
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Requisitos do Serviço de
Descoberta
• Descrições devem poder serem anexadas a
diferentes recursos (serviços e workflows) e
publicadas em diferentes componentes
(registros de serviço, arquivos locais, banco
de dados)
• A publicação de descrições deve poder ser
realizada tanto pelos autores do serviço
quanto por terceiros
• Classes diferentes de usuários desejam
examinar diferentes aspectos dos metadados
disponíveis.
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Requisitos do Serviço de
Descoberta
• É necessário haver um controle sobre
quem pode adicionar ou alterar
anotações
• Uma única, unificada interface deve ser
disponibilizada aos usuários.
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Service Registry
• Utilizado para publicar os serviços,
descrevendo como podem ser
acessados
• Permite a adição de informações
adicionais (metadados) para facilitar a
descoberta dos mesmos.
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Personalised View
• Espaço para a adição de metadados de
terceiros, permitindo a filtragem de
serviços retornados por uma consulta
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Semantic Find Service
• Composto por vários componentes,
mantêm um banco de dados de
descrições obtidos através dos recursos
publicacados e registros constantes das
visões
• Um servidor de ontologias provê acesso
a ontologias e gerencia a interação com
um reasoner
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Bibliografia
• myGrid: Personalised Bioinformatics on
the Information Grid, 11th International
Conference on Intelligent Systems in
Molecular Biology, July 2003, Brisbane,
Australia
• Semantic and Personalised Service
Discovery, Workshop on Knowledge Grid
and Grid Intelligence (KGGI'03), in
conjunction with 2003 IEEE/WIC International
Conference on Web Intelligence/Intelligent
Agent Technology, Halifax, Canada, October
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2003