在科学工作流应用与研究领域,如何提高工作流建模与执行的效率已成为一个关键问题。由于科学计算领域的特殊性,存在着一大类的计算问题,这类问题的一个特点是无法在实验进行之前就对整个实验过程有一个完整的了解,需要按照“边执行边建模”的过程来完成问题的求解过程。因此传统的先建立工作流模型,再按照模型由工作流引擎来执行的方式已无法满足这类问题的需要。探索式技术在工作流系统中的应用使得用户在建模过程中可以实时的获得流程运行的中间结果,并按照需求动态的更改流程的设计,以缩短求解问题的时间,并获得更好的计算结果。利用基于网格的计算环境,科学研究人员可以充分地利用各种计算资源完成一系列的操作,如数据库查询、数据挖掘、高性能计算机上程序执行、数据转移,每个计算资源都有各自的特点,研究人员需要将特定的科学计算问题划分成不同的模块,选择不同的计算资源来完成相应得任务,然而由于应用具有多样性、特殊性、复杂性等特点,如果以单一的Web服务方式将所有的应用集成到科学工作流系统中将导致效率的降低,所以有必要提供一种应用集成的良好框架以满足对应用集成的需求。本文所研究的主要内容如下:应用集成技术,使得用户在需要集成新类型应用的情况下,能够更加方便的依据系统接口和定义,完成应用的集成,提高系统的可扩张性;探索式技术,以便用户在建模过程中更加灵活的定制流程,提供交互式的工作流建模过程;以及科学工作流中数据的传递、转换问题,主要解决在应用集成过程中,由于应用差异性带来的数据格式转换和网络环境下导致的数据结果传递问题。