Il documento descrive le applicazioni di bioinformatica nella farm RECAS di Bari, evidenziando strumenti come il Job Submission Tool (JST) e il sistema di gestione dei flussi di lavoro Galaxy. Queste tecnologie supportano vari ambiti scientifici, consentendo agli utenti di monitorare l'esecuzione dei propri lavori e ottimizzando i tempi computazionali. Inoltre, viene presentato il portale RECAS Science Gateway, che facilita l'accesso alle risorse di calcolo e aiuta nella gestione di applicazioni complesse.

1. Science applications in Bc2S farm
19/12/2014 - Bari
BiP Day - Seconda Giornata della Bioinformatica Pugliese
Pasquale Notarangelo – INFN Bari

2. Overview
• Introduzione
• Job Submission Tool (JST)
• Galaxy workflow management system
• ReCaS science gateway
• Supporto utenti
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3. Introduzione
• L’infrastruttura di calcolo INFN ReCaS Bari supporta diverse comunità scientifiche e gli
esperimenti a loro connessi:
• Fisica delle alte energie
• Fisica teorica
• Telerilevamento
• Modellizzazione ambientale
• Lifescience (comunità bioinformatica, fisica medica, ecc…)
• Fra tali comunità scientifiche riveste un ruolo di particolare rilievo quella di
bioinformatica, in virtù delle collaborazioni nei vari progetti come BioVeL, Elixir, Lifewatch,
ecc...
• Le applicazioni di bioinformatica:
• sono molto esigenti in termini di risorse computazionali
• oltre alle risorse di calcolo gli utenti hanno bisogno di monitorare in tempo reale lo stato delle loro
attività
• La ReCaS Farm di Bari offre un serie di tecnologie Grid/Cloud per soddisfare tali esigenze
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4. Strumenti per la bioinformatica
• I tools disponibili in ReCaS Farm Bari sono:
• JST – Job Submission Tool
• Galaxy workflow management system
• ReCaS science gateway
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5. JST – Job Submission Tool
• JST è un’applicazione (Java) tramite cui è possibile:
• sottomettere jobs
• monitorarne lo stato di esecuzione
• gestire automaticamente l’eventuale ri-esecuzione dei
job falliti
• notificare all’utente l’esito delle sue esecuzioni
• JST nasconde all'utente la complessità di operare in
un ambiente di calcolo eterogeneo e distribuito
(Grid/Cloud/Cluster).
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6. JST – Job Submission Tool
• Database: contiene la TaskList (elenco delle attività
da eseguire) ed i parametri di configurazione
• FrontEnd: utilizzato per interrogare la TaskList
tramite Web Services (RESTful / SOAP).
L'utente può interagire con il FrontEnd:
• da un applicazioni client
• da un browser Web
• da un motore di workflow (es. Galaxy,
Taverna, LONI, ...)
• da una combinazione di quanto sopra
• BackEnd: è un demone configurabile che manda in
esecuzione i jobs ed invia le notifiche all'utente.
• WebDav: server usato come repository per lo
scambio di file con l’utente.
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7. JST – Job Submission Tool
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• Ad esecuzione terminata JST invia una mail all’utente con:
• Informazioni circa l’esito dell’esecuzione
• Link per il download dei risultati

8. Galaxy workflow managent system
• Galaxy è un open source, web-
based Workflow Management
System (WFMS), scritto in
Python, tramite cui è possibile
prevalentemente eseguire,
riprodurre e condividere analisi
biomediche.
• Nel nostro centro di calcolo è
stata installata e personalizzata
un’istanza di Galaxy
implementando una suite di
tools dedicati.
• In particolare è stato realizzato il
workflow dell’applicazione
BioMaS nelle sue due versioni
Illumina e 454.
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http://galaxy.cloud.ba.infn.it:8080/root

9. ReCaS Science Gateway
• Nell’ambito del PON ReCaS è stata
installata, presso l’INFN-Bari, un’istanza
del Recas Science Gateway basata sul
framework Liferay.
• Dal portale è possibile accedere in
maniera semplice all'Infrastruttura
Grid/Cloud ed eseguire, mediante le
risorse disponibili, diverse applicazioni tra
cui:
• BioMaS (Applicazione di
metagenomica)
• MsaPAD (Applicazione di
filogenetica)
• Medical Physics (Applicazione di
imaging medico)
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https://recasgateway.ba.infn.it/

10. ReCaS Science Gateway
• Il portale supporta diverse forme di
autenticazione basate sul meccanismo
di autenticazione federata.
• È possibile accedere tramite:
• Account social (gmail, facebook, …)
• Account istituzionali aderenti alla
federazione
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Login

11. Applicazioni in ReCaS Science Gateway
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• Medical Phisycs è il frontend sviluppato dal gruppo
di lavoro (Uniba e INFN-Bari) che studia le neuro
immagini ed è rivolta alla comunità di fisica
medica.
• Attraverso l’applicazione web è possibile, data
un’immagine di risonanza magnetica, l’estrazione
automatica del cervello ed il calcolo del volume
intracranico e la segmentazione dell’ippocampo.
• Avvalendosi della ReCaS farm sono stati
fortemente ottimizzati i tempi computazionali (da
giorni a ore)
• Lo scorso settembre i metodi sviluppati sono stati
premiati al workshop internazionale promosso
dalla Harward Medical School (MICCAI 2014 -
Boston)

12. Applicazioni in ReCaS Science Gateway
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Pasquale Notarangelo – INFN Bari
• Medical Phisycs è il frontend sviluppato dal gruppo
di lavoro (Uniba e INFN-Bari) che studia le neuro
immagini ed è rivolta alla comunità di fisica
medica.
• Attraverso l’applicazione web è possibile, data
un’immagine di risonanza magnetica, l’estrazione
automatica del cervello ed il calcolo del volume
intracranico e la segmentazione dell’ippocampo.
• Avvalendosi della ReCaS farm sono stati
fortemente ottimizzati i tempi computazionali (da
giorni a ore)
• Lo scorso settembre i metodi sviluppati sono stati
premiati al workshop internazionale promosso
dalla Harward Medical School (MICCAI 2014 -
Boston)
Esempio di output

13. Applicazioni in ReCaS Science Gateway
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14. Applicazioni in ReCaS Science Gateway
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15. Esempio di output di BioMaS
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16. Supporto agli utenti nella Farm Recas di Bari
Email condivisa fra amministratori —> supporto utenti (bc2s.help@gmail.com)
Mailing list Utenti/Amministratori —> Forum + supporto utenti (bc2s-users@lists.ba.infn.it)
Account Skype condiviso fra amministratori —> supporto utenti (bc2s.support)
Sistema di Ticketing con Redmine —> supporto utenti
(http://redmine.ba.infn.it:3000/projects/bc2s/issues)
Form online richiesta VM UNIBA
(https://docs.google.com/forms/d/1siDKrV3OUZmp1NE2ja2J6qefXcxkJp5wgUYX2yFs6zE/viewform)
Account Facebook (https://www.facebook.com/RecasBari)
Account Twitter (https://twitter.com/RecasBari)