Цифровой проект и платформа для работы с ним

Abstract

Обоснована актуальность представления сложных наукоемких цифровых проектов в виде направленного графа, объединяющего в единый цифровой объект входные, выходные и промежуточные данные с программными модулями преобразования информации. Предложен метод манипулирования с таким представлением в виде облачной интернет-платформы. Последняя включает в себя центральный сервер приложений и хранилище (репозиторий), обеспечивающие хранение алгоритмов и данных, регистрацию и сопровождение пользователей, коммуникации между ними, а также учет использования ими алгоритмов и данных при решении прикладных задач. Работа с алгоритмами и данными происходит в исполняемой среде, загружаемой при присоединении к платформе либо на машину пользователя, либо на виртуальную машину в облачном кластере. Эта среда обеспечивает создание, модификацию и использование алгоритмов (в том числе, из множества предлагаемых стандартных), которые решают конкретные прикладные задачи конкретного пользователя. Взаимодействие пользователя с сервером и репозиторием осуществляется через веб-интерфейс или толстый клиент на локальной или виртуальной машинах. Представлен работающий прототип названной платформы, функционирующий с использованием суперкомпьютерных технологий и системы виртуализации рабочих столов. Прототип включает в себя инструменты создания программных средств на основе графовомодульной архитектуры и коммуникационные сервисы для участников. Он позволяет выполнять вычислительные графы в высокопроизводительной среде, обеспечивать регистрацию интеллектуальной собственности в галерее и осуществлять биллинг ее использования. Приведены реализованные примеры возможного использования платформы в геофизических исследованиях и в области государственного управления. We substantiate the relevance of representing complex scientific digital projects in the form of a directed graph that combines input, output and intermediate data with data processing software into a single digital object. A method for manipulating such a representation in the form of a cloud Internet platform is proposed. The platform includes a central application server and allows to store both algorithms and data, provides means for communication between users, as well as accounting for their use of algorithms and data in solving applied problems. Work with algorithms and data takes place in an executable environment, which is loaded upon joining the platform either onto a user's machine or to a virtual machine in a cloud cluster. This environment allows users to solve applied tasks by creating, modifying and using new algorithms, or reusing the ones from a standard set. User interaction with the server and the repository is carried out through a web interface or a thick client on a local or virtual machine. A working prototype of the named platform is presented, which operates using supercomputer technologies and a desktop virtualization system. The prototype includes tools for creating software based on modular graph architecture and communication services for participants. It is able to execute computational graphs in a highperformance environment, provide registration of intellectual property in the algorithm gallery and carry out billing of its usage. We present examples of using the platform for geophysical research and for public administration.