Bachelor's Thesis

Komplexní nástroj pro tvorbu vědeckých workflows

Author of thesis: Bc. Silvia Šlachtovská

Acad. year: 2025/2026

Reviewer: Ing. Marcela Zachariášová, Ph.D.

Abstract:

This work focuses on workflows as means of modeling and executing complex computational processes. Workflows represent an abstraction of real-world phenomena and are typically modeled as directed acyclic graphs, where nodes correspond to tasks and edges define their dependencies. Workflow execution can be seen as the orchestration of multiple interdependent tasks with diverse computational requirements. Due to their complexity, workflows are often executed on remote clusters or cloud infrastructures.

In practice, running workflows frequently requires creating scripts for individual tasks, which can be time-consuming and demands technical expertise. To address this, we present a graphical workflow editor called FlowLab, which enables intuitive workflow design and automatic transformation into executable scripts, including PBS and Slurm formats. Generated batch scripts can also be uploaded to remote computational servers via SSH. Workflows can furthermore be exported to the standardized Common Workflow Language format, supporting sharing and interoperability across tools.

Keywords:

workflow editor, scientific workflows, visual programming, user interface, React Flow, CWL, workflow execution, Slurm, PBS

Date of defence

19.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

Process of defence

Studentka nejprve prezentovala výsledky, kterých dosáhla v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Studentka následně odpověděla na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studentky na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A.

Topics for thesis defence

Ktorá časť vášho systému je podľa vás najväčším limitom škálovateľnosti a ako by ste ju prepracovali pre veľmi veľké workflowy?

Language of thesis

Slovak

Faculty

Fakulta informačních technologií

Department

Department of Computer Systems

Study programme

Information Technology (BIT)

Composition of Committee

prof. Dr. Ing. Jan Černocký (předseda)
doc. Ing. Vojtěch Mrázek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Aleš Smrčka, Ph.D. (člen)
Ing. Matěj Grégr, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Milet, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Marta Jaroš, Ph.D.

Bakalářská práce splnila stanovené cíle. Realizované řešení je technicky kvalitní, přehledné a dobře zdokumentované. Velice kladně hodnotím přístup studentky k celému vývoji aplikace, který probíhal v repozitáři GitLab. Kód disponuje přehlednou strukturou, je řádně komentovaný a opatřen přehlednou dokumentací. Aplikace byla rovněž úspěšně nasazena na serveru.

Práce byla odeslána na studentskou konferenci Excel a prezentována formou posteru na mezinárodní konferenci HPCSE.

Evaluation criteria	Verbal classification
Information about assignment	Zadání bakalářské práce hodnotím jako středně obtížné. Cílem práce bylo naimplementovat jednoduchý editor pro tvorbu a sdílení workflows. Práce tematicky navazuje na výzkumné aktivity v rámci skupiny SC@FIT a má přímou vazbu na prováděné experimenty, což zvyšuje její praktickou hodnotu. Z hlediska technického řešení hodnotím výsledek velmi pozitivně. Studentka implementovala jednoduchý editor pro tvorbu a sdílení workflows, umožňující import a export do standardního formátu. Mezi klíčové vlastnosti patří např. validace workflows, práce s rozsáhlými workflows a možnost lokálního spuštění či vzdálené orchestrace. Funkčnost řešení byla ověřena prostřednictvím automatizovaných a výkonnostních testů a uživatelských scénářů. Úroveň textové části hodnotím také velmi pozitivně. Text porovnává existující nástroje pro tvorbu workflows a jejich slabé i silné stránky. V kombinaci s požadavky na novou aplikaci vznikl návrh editoru, který respektuje zásady tvorby uživatelských rozhraní a zkušenosti a zároveň se zaměřuje na validaci workflow. Práce byla odeslána na studentskou konferenci Excel a prezentována formou posteru na mezinárodní konferenci HPCSE.
Work with literature	Práci s literaturou hodnotím kladně. Studentka využila dostatečné množství zejména webových, ale i literárních zdrojů.
Activity during solution, consultations, communication	Konzultace ke zpracování práce probíhaly osobně. V zimním semestru se uskutečňovaly pravidelně každé dva týdny, v letním semestru pak s týdenní frekvencí. Studentka byla na konzultace vždy dobře připravena, během práce postupovala samostatně a systematicky. Během zpracování práce nevznikly žádné závažné technické ani organizační problémy. Studentka práci průběžně vyvíjela v repozitáři GitLab, postup práce dokumentovala pomocí systému Issues a Wiki stránek. Studentka rovněž průběžně pracovala na textu práce.
Activity during completion	Studentka prokázala vysokou pracovní aktivitu a důslednost při zpracování rozsáhlého textu. Na textu bylo pracováno průběžně v průběhu zimního i letního semestru. Práce byla dokončena v předstihu a studentka zvládla zakomponovat všechny komentáře.
Publication activity, awards	Práce byla odeslána na studentskou konferenci Excel 2026 a prezentována formou posteru na mezinárodní konferenci HPCSE 2026.

Points proposed by supervisor: 95

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Marcela Zachariášová, Ph.D.

Práca predstavuje kvalitne spracovaný systém pre vizuálnu tvorbu a vykonávanie workflowov. Študentka preukázala schopnosť navrhnúť komplexnú architektúru pozostávajúcu z frontendovej a backendovej časti.

Pozitívne hodnotím systematický prístup k návrhu systému, dobrú orientáciu v problematike DAG workflowov a prehľadné spracovanie jednotlivých vrstiev riešenia.

Hodnotím známkou A.

Evaluation criteria	Verbal classification	Points
The difficulty of the assignment	Evaluation level: moderately difficult assignment Zadanie vyžadovalo návrh a implementáciu systému pre tvorbu a vykonávanie workflowov vrátane grafického editora a backendovej časti. Hoci ide o dobre uchopiteľnú problematiku, jej realizácia zahŕňa viacero vrstiev (grafové spracovanie, UX návrh, validáciu DAG štruktúr, backendovú orchestrácia a komunikáciu medzi frontendom a backendom), čo zodpovedá strednej úrovni náročnosti bakalárskej práce.
Presentation level of the technical report	Práca má logickú štruktúru a jednotlivé kapitoly na seba vhodne nadväzujú.Všetky dôležité pojmy sú vysvetlené. Iba zhrnutie analýzy určite nepatrí do kapitoly 2.2.8. Analýza je výborne prevedená, pre celkové zhrnutie a porovnanie riešení nabudúce doporučujem pridať aj zrovnávaciu tabuľku.	90
Formal preparation of a technical report	Niektoré obrázky sú veľmi ťažko čitateľné a mohli byť väčšie. Niektoré výpisy a obrázky nie sú referencované z textu.	85
Realisation output	Realizačný výstup je v poriadku, vhodne otestovaný.	95
Usability of results	Práca bude využitá v rámci výzkumnej skupiny SC@FIT. Zároveň bola prezentovaná na ExcelFIT a bude prezentovaná na konferencii HPCSE26 ako poster. Z toho usudzujem, že sa jedná o kvalitný prototyp. Pre širšie nasadenie ale predpokladám, že musí byť výstup testovaný viac ako 7 používateľmi. Pre účely bakalárskej práce to ale stačí.
The extent to which the requirements of the assignment have been met	Evaluation level: assignment fulfilled Všetky body zadania sú splnené.
Extent of the technical report	Evaluation level: is within the usual extent Rozsah práce je v poriadku.
Work with literature	Literatúra je vhodne zvolená. Oceňujem veľmi dôkladnú analýzu existujúcich riešení.	95

Topics for thesis defence:

1. Ktorá časť vášho systému je podľa vás najväčším limitom škálovateľnosti a ako by ste ju prepracovali pre veľmi veľké workflowy?

Points proposed by reviewer: 90

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová

VUT

Faculties and university institutes

Parts

Komplexní nástroj pro tvorbu vědeckých workflows