Pattern-basierte Definition der Datenbereitstellung für Simulationen zu Strukturänderungen in Knochen

Abstract

Workflows haben sich im Business Bereich bereits seit langem bewährt. Nun werden sie auch im wissenschaftlichen Bereich immer häufiger eingesetzt. Eines der Haupteinsatzgebiete ist die Modellierung von Simulationsabläufen. Oftmals müssen dabei riesige Datensätze in unterschiedlichen Formaten für die Simulationsumgebung bereitgestellt und in passende Formate transformiert werden. Dies führt dazu, dass sich Wissenschaftler nicht mehr auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren können und erhöht das Risiko von Fehlern bei der Umsetzung der Datenbereitstellung.

Eine Möglichkeit dieses Problem zu lösen sind sogenannte Workflow Patterns. Patterns reduzieren die Menge an Eingabevariablen die ein Wissenschaftler vor der Ausführung einer Simulation bereitstellen muss und abstrahieren komplexe Datentransfer- und Transformationsschritte. Dadurch kommt es zu einer Trennung der Zuständigkeiten bei der Implementierung einer Simulation. Wissenschaftler können sich auf die eigentliche Simulation konzentrieren, während beispielsweise Datenbank Experten die nötigen Patterns für die Datenbereitstellung implementieren.

Im Zentrum dieser Arbeit steht die Implementierung einer Simulation der Strukturänderungen in Knochen. Im Rahmen dieser Arbeit werden zwei Workflows für diese Simulation angepasst.

Außerdem werden für die Datenbereitstellungsschritte der beiden Workflows entsprechende Patterns für jede Ebene der Patternhierarchie erarbeitet und deren Transformation mittels entsprechender Abbildungsregeln und zugehöriger Metadaten bis hin zu ausführbaren Workflowfragmenten implementiert. Abschließend werden die erarbeiteten Patterns auf ihre Abstraktionsunterstützung, sowie generische Einsetzbarkeit hin bewertet.