生物信息工作流構建技術的研究與應用.pdf

1、隨著工作流技術廣泛應用于生物信息學實驗，其整合分析工具完成復雜生物計算的能力越來越受到人們關注。生物信息工作流通過一種模塊化的流程表達方式形象地描述計算分析的過程，通過工作流引擎的調度自動完成數(shù)據(jù)分析，從而顯著提高實驗的效率。
　　 生物信息工作流系統(tǒng)的服務組合主要包括基于Web服務組合和面向應用程序整合兩種組合方式。前者是利用Web Service技術使分布于網(wǎng)絡上的各種Web服務按照上下文語義和一定規(guī)則進行組合;后者則是通過

2、JDM(Java Data Mining)工具把各種應用程序和算法封裝成標準組件，統(tǒng)一的組件接口簡化了工作流的組裝和執(zhí)行。本文研究的生物信息工作流平臺可支持上述兩種服務組合方式，采用Spring框架的IoC/AOP（控制反轉/面向切面）技術較好地解決了Web服務和JDM組件的松耦合組合問題，系統(tǒng)的可擴展性和易維護性得到了提高。
　　 生物信息工作流是由兩個或更多的服務組件對象通過相互合作來實現(xiàn)業(yè)務邏輯，這使得每個對象與其合作對象

3、互相引用，并且將導致代碼高度耦合而難以維護和擴展。我們采用Spring框架下的控制反轉(IoC)模式解決這個問題，控制反轉要求把耦合關系從代碼中分離出來，在XML文件中完成配置，通過容器在需要的時候根據(jù)XML文件形成依賴關系。在利用計算服務組件構建工作流時，通過修改XML文檔實現(xiàn)對象的熱插拔，從而解決了硬編碼問題。
　　 生物信息工作流系統(tǒng)中還存在如日志文件，線程管理，SOAP報文組裝以及生物數(shù)據(jù)加載等邊緣邏輯問題。在我們的系統(tǒng)

4、中，通過面向切面編程(AOP)把它們封裝成切面對象，當生物信息工作流系統(tǒng)需要調用邊緣邏輯時發(fā)出通知，Spring框架收到通知后通過橫切關注點把切面對象織入工作流系統(tǒng)。作為輔助功能的邊緣邏輯相對于主邏輯模塊是透明的，使工作流系統(tǒng)更專注于計算分析核心業(yè)務邏輯。
　　 面向服務架構(SOA)策略以服務為中心應用，服務接口的定義方式是中立的，具體實現(xiàn)不需要強制綁定服務，系統(tǒng)的松耦合通過中立性的接口得到保障?；赟OA的體系架構通過封裝的

5、標準化和松耦合的編排性等機制實現(xiàn)服務組合的靈活性。我們的生物信息工作流平臺是基于SOA構建的，采用Web Service和JDM技術完成服務組件的標準化，而松耦合的編排性是主要通過IoC/AOP技術實現(xiàn)。因此，基于SOA架構實現(xiàn)的生物信息工作流系統(tǒng)能夠最大限度地靈活整合數(shù)據(jù)和計算資源。
　　 本文創(chuàng)新點:第一，在Spring框架下利用IoC/AOP實現(xiàn)生物信息工作流平臺，控制反轉(IoC)降低了各模塊之間的耦合，提高了系統(tǒng)的可擴