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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2017.tde-05092017-095907
Document
Author
Full name
Daniel Lins da Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2017
Supervisor
Committee
Corrêa, Pedro Luiz Pizzigatti (President)
Correa, Fernando Elias
Carvalho, André Carlos Ponce de Leon Ferreira de
Santos, Plácida Leopoldina Ventura Amorim da Costa
Silva, Flavio Soares Correa da
Title in Portuguese
Estratégia computacional para apoiar a reprodutibilidade e reuso de dados científicos baseado em metadados de proveniência.
Keywords in Portuguese
Arquitetura de software
Biodiversidade
Informática
Metadados
Abstract in Portuguese
A ciência moderna, apoiada pela e-science, tem enfrentado desafios de lidar com o grande volume e variedade de dados, gerados principalmente pelos avanços tecnológicos nos processos de coleta e processamento dos dados científicos. Como consequência, houve também um aumento na complexidade dos processos de análise e experimentação. Estes processos atualmente envolvem múltiplas fontes de dados e diversas atividades realizadas por grupos de pesquisadores geograficamente distribuídos, que devem ser compreendidas, reutilizadas e reproduzíveis. No entanto, as iniciativas da comunidade científica que buscam disponibilizar ferramentas e conscientizar os pesquisadores a compartilharem seus dados e códigos-fonte, juntamente com as publicações científicas, são, em muitos casos, insuficientes para garantir a reprodutibilidade e o reuso das contribuições científicas. Esta pesquisa objetiva definir uma estratégia computacional para o apoio ao reuso e a reprodutibilidade dos dados científicos, por meio da gestão da proveniência dos dados durante o seu ciclo de vida. A estratégia proposta nesta pesquisa é apoiada em dois componentes principais, um perfil de aplicação, que define um modelo padronizado para a descrição da proveniência dos dados, e uma arquitetura computacional para a gestão dos metadados de proveniência, que permite a descrição, armazenamento e compartilhamento destes metadados em ambientes distribuídos e heterogêneos. Foi desenvolvido um protótipo funcional para a realização de dois estudos de caso que consideraram a gestão dos metadados de proveniência de experimentos de modelagem de distribuição de espécies. Estes estudos de caso possibilitaram a validação da estratégia computacional proposta na pesquisa, demonstrando o seu potencial no apoio à gestão de dados científicos.
Title in English
Computational strategy to support the reproducibility and reuse of scientific data based on provenance metadata.
Keywords in English
Data provenance
Data science
Metadata
Reproducible research Data reuse
Abstract in English
Modern science, supported by e-science, has faced challenges in dealing with the large volume and variety of data generated primarily by technological advances in the processes of collecting and processing scientific data. Therefore, there was also an increase in the complexity of the analysis and experimentation processes. These processes currently involve multiple data sources and numerous activities performed by geographically distributed research groups, which must be understood, reused and reproducible. However, initiatives by the scientific community with the goal of developing tools and sensitize researchers to share their data and source codes related to their findings, along with scientific publications, are often insufficient to ensure the reproducibility and reuse of scientific results. This research aims to define a computational strategy to support the reuse and reproducibility of scientific data through data provenance management during its entire life cycle. Two principal components support our strategy in this research, an application profile that defines a standardized model for the description of provenance metadata, and a computational architecture for the management of the provenance metadata that enables the description, storage and sharing of these metadata in distributed and heterogeneous environments. We developed a functional prototype for the accomplishment of two case studies that considered the management of provenance metadata during the experiments of species distribution modeling. These case studies enabled the validation of the computational strategy proposed in the research, demonstrating the potential of this strategy in supporting the management of scientific data.
 
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Publishing Date
2017-09-05
 
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