전자 과학

e-Science

E-Science 또는 eScience는 고도로 분산된 네트워크 환경에서 실행되는 계산 집약적인 과학 또는 그리드 컴퓨팅을 필요로 하는 방대한 데이터 세트를 사용하는 과학입니다.이 용어에는 액세스 그리드 등의 분산 협업을 가능하게 하는 기술이 포함될 수 있습니다.이 용어는 1999년 영국 과학기술국 국장인 John Taylor에 의해 만들어졌으며 2000년 11월부터 시작되는 대규모 자금 지원 이니셔티브를 설명하기 위해 사용되었다.E-사이언스는 그 이후로 더욱 폭넓게 해석되어 왔다.컴퓨터 기술을 현대 과학 연구에 응용하는 것으로, 여기에는 과학적 과정을 통해 생성된 모든 물질의 준비, 실험, 데이터 수집, 결과 배포, 장기 저장 및 접근성이 포함된다.여기에는 데이터 모델링 및 분석, 전자/디지털화된 실험실 노트북, 원시 및 적합 데이터 세트, 원고 제작 및 초안 버전, 사전 인쇄, 인쇄 및/[1]또는 전자 출판물 등이 포함될 수 있습니다."2014년 IEEE eScience Conference Series는 [2]주최자가 사용하는 작업 정의 중 하나에서 "eScience는 연구 라이프사이클 전체에 걸쳐 모든 분야에서 협업, 계산 또는 데이터 집약적인 연구의 혁신을 촉진한다"는 정의를 요약했습니다.E-사이언스에는 "빅 데이터라고 불리는 것이 (과학을 혁신적으로 변화시킨) 것"이 포함됩니다.[예를 들어] CERN의 대형 강입자 가속기(LHC)...연간 약 780테라바이트를 생성합니다.데이터 집약도가 높은 현대 과학 분야...컴퓨터 생물학, 생물정보학, 유전체학"[1] 및 사회과학의 [3]인간 디지털 풋프린트 등 대량의 E-Science 데이터를 생성합니다.

튜링상 수상자인 짐 그레이는 "데이터 집약적 과학" 또는 "e-사이언스"를 과학의 "4번째 패러다임"으로 상상하고 "정보 기술의 영향 때문에 과학의 모든 것이 변화하고 있다"고 단언했다.[4][5]

E-Science는 과학적 방법의 두 가지 기본 단계인 특히 디지털 빅데이터를 통한 경험적 연구와 특히 컴퓨터 시뮬레이션 모델 [6][7]구축을 통한 과학적 이론 모두를 혁신합니다.이러한 아이디어는 2013년 2월 백악관의 Office and Science Technology Policy에 반영되었습니다.이 정책은 앞서 언급한 많은 e-Science 산출물을 각서의 [8]지침에 따라 보존 및 접근 요건에 맞게 지정했습니다.전자 과학에는 입자 물리학, 지구 과학 및 사회적 시뮬레이션이 포함됩니다.

특징과 예시

e-Science에 대한 대부분의 연구 활동은 과학적 발견을 지원하는 새로운 계산 도구와 인프라의 개발에 초점을 맞추고 있습니다.소프트웨어와 백엔드 인프라스트럭처의 요건이 복잡하기 때문에 e-Science 프로젝트에는 일반적으로 연구실, 대규모 대학 또는 정부에서 관리 및 개발한 대규모 팀이 참여합니다.현재[when?] 영국에서는 e-Science에 큰 초점이 맞춰져 있으며, 영국의 e-Science 프로그램이 상당한 자금을 제공하고 있다.유럽에서는 CERN 대형 강입자 가속기를 지원하는 컴퓨팅 기능의 개발로 인해 다른 분야에서도 사용되는 e-Science 및 그리드 인프라가 개발되었습니다.

컨소시엄

e-Science 인프라의 예로는 유럽 그리드 인프라, 오픈 사이언스 그리드 및 Nordic DataGrid Facility를 포함한 다양한 파트너와의 연합체인 Worldwide LHC Computing Grid가 있습니다.

e-Science 애플리케이션을 지원하기 위해 Open Science Grid는 100개 이상의 전국 클러스터 인터페이스, 지리적으로 분산된 스토리지 캐시에 대한 50개의 인터페이스 및 8개의 캠퍼스 그리드(Purdue, 위스콘신-Madison, Clemson, Nebaska-Lincoln, FNAL의 FermiGrid, SUNY-Buffalo, 미국 오클라호마)를 결합합니다.개방형 과학 그리드의 혜택을 받는 과학 분야는 다음과 같습니다.

영국 프로그램

1999년 존 테일러는 과학부 장관 데이비드 세인즈버리와 재무장관 고든 브라운의 지원을 받아 영국 과학산업에 기반을 제공하는 전자 인프라 개발 프로그램에 자금을 대기 위해 HM 재무부에 입찰했다.2000년 3월 영국 정부가 약속한 지속 가능한 경제성장을 위한 리스본 전략에 동기를 부여한 지식경제 분야의 리더.

2000년 11월 John Taylor는 영국의 전자 과학 프로그램을 위해 9800만 파운드를 발표했다.참여 프로젝트에 자금을 매칭하기 위해 영국 업계로부터 2,000만 파운드의 추가 출연이 계획되었습니다.3년간 1억 2천만 파운드의 이 예산에서 7천 5백만 파운드는 과학 전 분야의 그리드 애플리케이션 파일럿에 쓰이고, 3천 5백만 파운드는 "산업 강점" 그리드 미들웨어를 개발하기 위한 핵심 프로그램으로 EPSRC가 관리하기로 했다.2004-2006년 프로그램의 2단계는 애플리케이션 프로젝트의 경우 9600만 파운드, EPSRC 핵심 프로그램의 경우 2700만 파운드의 추가 지원을 받았다.2007-2009년 프로그램의 3단계는 EPSRC 핵심 프로그램에 대한 1400만 파운드의 추가 지원 및 적용에 대한 추가 금액에 의해 지원되었다.영국 e-Science 활동에 대한 추가 자금은 유럽연합 기금, 하드웨어에 대한 대학 기금 위원회 SRIF 기금, 네트워킹 및 기타 인프라에 대한 Jisc에서 제공되었다.

영국의 e-사이언스 프로그램은 글래스고와 에든버러 대학이 관리하는 국립 e-사이언스 센터(NeSC)를 포함한 광범위한 자원, 센터 및 인력으로 구성되었으며, 두 [9]도시 모두에 시설이 있다.토니 헤이는 2001년부터 [10]2005년까지 핵심 프로그램을 이끌었다.

영국 내 지역 e-Science 센터는 다음과 같은 지역 대학과 프로젝트를 지원합니다.

또한 다양한 우수 센터와 연구 센터가 있습니다.

센터 외에도 그리드 애플리케이션 파일럿 프로젝트는 영국 과학 자금의 각 영역을 담당하는 연구 위원회에서 자금을 지원받았다.

EPSRC는 3단계로 11개의 파일럿 e-Science 프로젝트에 자금을 지원했습니다(1단계에서는 각각 약 300만 파운드).

  • 제1단계(2001~2005)는 CombEchem, DAME, Discovery Net, GEODISE, myGrid 및 RealityGrid였습니다.
  • 제2단계(2004~2008)는 GOLD와 통합생물학이었다.
  • 제3단계(2005~2010년)는 PMSEG(MESSAG), CARMEN 및 NanoCM이었다.OS

PPARC/STFC는 GridPP(1단계는 1,700만파운드, 단계 2단계는 590만파운드, 단계 3단계는 3,000만파운드, 4단계는 2011년부터 2014년까지)와 Astrogrid(3단계에 걸쳐 1,400만파운드)의 2가지 프로젝트에 자금을 지원했습니다.

1단계 자금의 나머지 2300만 파운드는 BBSRC, MRC 및 NERC가 자금을 지원하는 애플리케이션 프로젝트 간에 분배되었습니다.

  • BBSRC: 생체분자 그리드, 단백질 주석 파이프라인, 높은 스루풋 구조생물학, 글로벌 생물다양성
  • MRC: 노화생물학, 시퀀스 및 구조 데이터, 분자 유전학, 암 관리, 임상 전자 과학 프레임워크, 신경 정보학 모델링 도구
  • NERC: Climateprediction.com, 해양학 그리드, 분자 환경 그리드, NERC Data Grid

자금을 지원받은 영국의 e-Science 프로그램은 2009년 완료 시 다니엘 E가 이끄는 국제 패널에 의해 검토되었다. 앳킨스, 미국 NSF 사이버 인프라 사무소 이사보고서는 이 프로그램이 숙련된 전문 지식 풀과 일부 서비스를 개발했으며 학계와 산업계 간의 협력을 이끌어냈지만, 이러한 성과는 인프라를 구축하거나 e-Science를 일반적인 작업 방법으로 채택하기 위한 분야를 변형하는 것이 아니라 프로젝트 수준에 있었다고 결론지었다.더 이상 투자하지 않아도 된다.

미국

e-Science 프로젝트를 정의하기 위해 일반적으로 사이버 인프라라는 용어를 사용하는 미국 기반 이니셔티브는 주로 미국 과학 재단(NSF OCI)[11]과 에너지부(특히 과학부)의 자금 지원을 받습니다.

네덜란드

네덜란드 eScience 연구는 NWO와 SURF에 의해 설립된 이니셔티브인 암스테르담에 있는 네덜란드 eScience Center에 의해 조정됩니다.

유럽

Plan-Europe는 네덜란드 암스테르담에서 2014년 10월 29~30일 열리는 회의에서 수립된 유럽 국가 e-Science/Data Research Centers의 플랫폼이며, 합의된 직권 조건에 기초한다.PLAN-E에는 액티브한 멤버로 구성된 커널 그룹이 있으며 1년에 두 번 소집됩니다.자세한 내용은 PLAN-E를 참조하십시오.

스웨덴

스웨덴에서는 연구자들이 과학적 컴퓨팅 자원과 지식을 공유하고 접근할 수 있도록 돕기 위해 두 개의 서로 다른 대학 그룹에 의해 두 개의 학술 연구 프로젝트가 수행되었습니다.

전통과학과의 비교

전통적인 과학은 과학의 역사에서 두 개의 뚜렷한 철학적 전통을 대표하지만, e-사이언스는 패러다임의 전환과 과학의 세 번째 분과를 추가해야 한다고 주장되고 있다."오픈 데이터라는 개념은 새로운 것이 아닙니다. 사실, 과학의 역사와 철학을 공부할 때 로버트 보일은 1660년대 학술 출판에서 독립적인 검증을 위한 회의론, 투명성, 재현성의 개념을 강조한 것으로 알려져 있습니다.과학적 방법은 나중에 연역적 접근법과 경험적 접근법의 두 가지 주요 분야로 나뉘었다.오늘날, 과학적 방법의 이론적 수정은 빅토리아 스토든이라는 컴퓨터 접근법의 새로운 분야를 포함해야 하며, 여기서 다른 두 가지 방법처럼 과학자들이 결론을 도출하는 모든 계산 단계가 드러난다.이는 지난 20년 동안 고성능 컴퓨팅과 [1]시뮬레이션의 변화에 어떻게 대처해야 하는지에 대해 사람들이 고심해왔기 때문입니다."이와 같이, e-과학은 경험적 [3]전통과 이론적 전통을 결합하는 것을 목표로 하며, 컴퓨터 시뮬레이션은 인공 데이터를 생성할 수 있으며, 실시간 빅데이터는 이론적 시뮬레이션 [7]모델을 보정하는 데 사용될 수 있습니다.개념적으로, e-Science는 방대한 양의 계산 자원을 사용하여 인터넷을 통해 접근할 수 있는 방대한 양의 데이터를 분석함으로써 새로운 과학적 발견을 할 목적으로 과학 연구를 수행하는 데 있어 과학자들을 지원하는 새로운 방법을 개발하는 것을 중심으로 전개된다.그러나 가치의 발견은 단순히 계산 도구, 사이버 인프라를 제공하거나 결과를 내기 위해 사전 정의된 일련의 단계를 수행하는 것만으로 이루어질 수 없습니다.오히려, 활동에는 본질적으로 자동화할 수 없는 독창적이고 창의적인 측면이 있어야 합니다.이는 과학을 수행하는 새로운 패러다임을 지원하기 위해 e-Science 플랫폼이 제공해야 하는 속성을 정의하는 다양한 연구로 이어졌으며, i와 같이 추적 가능하고 논리적인 단계에서 재현할 수 있도록 컴퓨터 데이터 결과를 보존하고 제공하는 요구사항을 충족하기 위한 새로운 규칙으로 이어졌다.현대 과학적 무결성을 유지하기 위한 ntrinsic 요구 사항으로, "컴퓨팅 시대의 보이 전통"[1]을 정상 참작할 수 있다.

e-Science 프로세스 모델링

어떤 견해는 현대의 발견 과정 인스턴스는 수학적 증명과 유사한 목적을 제공하므로 유사한 속성을 가져야 한다고 주장한다. 즉, 그것은 결과를 재실행할 때 결정적으로 재현할 수 있고 중간 결과를 검토와 이해를 돕기 위해 볼 수 있다.이 경우, 단순히 데이터의 출처를 모델링하는 것만으로는 충분하지 않다.새로운 발견을 뒷받침하는 증거를 제공하기 위해 데이터 분석에서 생성된 가설과 결과의 타당성을 모델링해야 한다.따라서 과학적 워크플로우는 과학자들이 과학적 연구 내에서 발견의 진화를 문서화하고 추적하기 위한 수단으로서 데이터의 진화, 중간 결과 및 최종 결과를 추적할 수 있도록 지원하도록 제안되고 개발되었습니다.

사이언스 2.0

다른 관점으로는 e-Science가 잘 정의된 협업 그룹의 최종 결과 발표에서 원시 데이터, 예비 실험 결과 및 관련 정보의 공개 공유를 포함하는 보다 개방적인 접근법으로 전환되는 것으로 간주되는 Science 2.0이 있다.이러한 변화를 촉진하기 위해 Science 2.0의 견해는 이해관계자 간의 커뮤니케이션, 협력 및 협업을 단순화하는 도구를 제공하는 것입니다.이러한 접근방식은 과학적 발견 프로세스의 고속화, 학술적 출판 및 동료 검토와 관련된 문제 해결, 시간과 비용 장벽 제거, 새로운 지식 생성 프로세스의 제한 등의 가능성을 가지고 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d 볼레, S. "전자 과학이란 무엇이며 어떻게 관리되어야 하는가?"Nature.com, Spektrum der Wissenschaft(Scientific American), http://www.scilogs.com/scientific_and_medical_libraries/what-is-e-science-and-how-should-it-be-managed/.
  2. ^ IEEE International Conference on eScience 홈페이지, 2014년 12월 18일 접속, https://escience-conference.org/
  3. ^ a b DT&SC 7-2: 컴퓨터 사회과학.https://www.youtube.com/watch?v=TEo0Au1brHs 캘리포니아 대학교 DT&SC 온라인 코스: https://canvas.instructure.com/courses/949415
  4. ^ Stewart Tansley; Kristin Michele Tolle (2009). The Fourth Paradigm: Data-intensive Scientific Discovery. Microsoft Research. ISBN 978-0-9825442-0-4.
  5. ^ Bell, G.; Hey, T.; Szalay, A. (2009). "COMPUTER SCIENCE: Beyond the Data Deluge". Science. 323 (5919): 1297–1298. doi:10.1126/science.1170411. ISSN 0036-8075. PMID 19265007.
  6. ^ DT&SC 7-1: e-Science 소개: https://www.youtube.com/watch?v=9x3d75ZMuYU. 캘리포니아 대학 DT&SC 온라인 코스: https://canvas.instructure.com/courses/949415
  7. ^ a b 힐버트, M. (2015년)디지털 개발을 위한 e-Science: ICT4ICT4D.개발정보학센터, SEED, Manchester 대학 : CS1 유지보수 : 제목으로 아카이브된 복사본 (링크)
  8. ^ 대통령실, 과학기술정책실, "행정부서 및 기관장 메모:연방정부에서 후원하는 과학 연구 결과에 대한 접근성 증가"2013년 2월 22일, 2013년 7월 7일, https://obamawhitehouse.archives.gov/sites/default/files/microsites/ostp/ostp_public_access_memo_2013.pdf에 접속.
  9. ^ "National e-Science Centre". official website. Archived from the original on 16 December 2008. Retrieved 29 September 2011.
  10. ^ 리처드 Poynder(122006년 12월)."마이크로 소프트의 토니 안녕을 가진 대화".오픈과 셧?블로그.202011년 9월 Retrieved.다만 미국에서 그들은 다른 이름으로 일어난다.개인적으로, 나는 cyberinfrastructure보다 e-사이언스는 더 많은 이름이죠.전체 성적표 3월 25일 2012년은 승객을 머신에 Archived 152006년 12월 업데이트된다.
  11. ^ "Office of Cyberinfrastructure (OCI)". Retrieved 19 September 2011.
  12. ^ "Swedish e-Science Research Center(SeRC)".
  13. ^ "eSSENCE, The e-Science Collaboration".
  14. ^ Syed, J.; Ghanem, M.; Guo, Y. (2007). "Supporting scientific discovery processes in Discovery Net". Concurrency and Computation: Practice and Experience. 19 (2): 167. doi:10.1002/cpe.1049.

외부 링크