本文關(guān)鍵詞：圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的可視化分析系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：圖被廣泛應(yīng)用于社交網(wǎng)絡(luò)、語義網(wǎng)、生物信息學(xué)、知識圖譜等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)建模,從圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中挖掘其中隱藏的結(jié)構(gòu)或模式是解決許多問題的基礎(chǔ),其中的可視化挖掘方法具有形象直觀,能夠集成人的視覺能力和機(jī)器的計算能力,并能通過人機(jī)交互實現(xiàn)交互地數(shù)據(jù)探索分析的特點(diǎn)。本文根據(jù)圖數(shù)據(jù)可視化的探索模型,旨在從系統(tǒng)層面設(shè)計面向圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的可視化分析系統(tǒng)的原型。本文主要依據(jù)圖數(shù)據(jù)可視化探索分析模型抽象出可視化分析的布局和交互兩個基本操作,并通過組件化技術(shù)實現(xiàn)布局和交互的重用,提高了可視系統(tǒng)的適應(yīng)性、擴(kuò)展性。主要貢獻(xiàn)總結(jié)如下：(1)設(shè)計了面向圖數(shù)據(jù)的可視化交互方案和布局方法。在交互方案方面,本文設(shè)計了可視化分析的基礎(chǔ)交互行為,從而允許用戶操縱可視化結(jié)果,并允許用戶使用可視化探索操作來執(zhí)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析任務(wù)。在布局方法方面,本文設(shè)計了面向圖數(shù)據(jù)可視化的常用布局方法,并允許用戶通過定義新的布局組件的方式來向系統(tǒng)添加新的可視化效果。(2)設(shè)計了面向圖數(shù)據(jù)的可視化分析系統(tǒng)的架構(gòu)方案,提供了靈活的、可復(fù)用、面向場景的分析能力。本文所設(shè)計的可視化分析系統(tǒng)的架構(gòu)模型使用了前后端分離方案,從物理層對系統(tǒng)進(jìn)行解耦,并基于組件化和單向數(shù)據(jù)流的原則構(gòu)建了可視化分析系統(tǒng)的可視化展現(xiàn)部分,進(jìn)一步降低模塊間的耦合和提高了系統(tǒng)的工程化程度,以及增強(qiáng)了系統(tǒng)的組件復(fù)用能力。(3)提出了面向海量圖數(shù)據(jù)分析場景下的架構(gòu)模型的優(yōu)化方案。為了有效處理與分析大規(guī)模數(shù)據(jù),本文構(gòu)建了使用分布式方案的可視化分析系統(tǒng)的優(yōu)化方案。在存儲層,允許使用分布式的NoSQL數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲能力的快速橫向擴(kuò)展,并允許可視化分析系統(tǒng)與Hadoop等第三方大數(shù)據(jù)處理工具相集成,從而提升了系統(tǒng)對海量數(shù)據(jù)的處理和分析能力,從而為數(shù)據(jù)的最終可視化提供支持。(4)構(gòu)建了基于真實分析需求的可視化分析系統(tǒng)的原型,并通過實驗考察了系統(tǒng)在大規(guī)模數(shù)據(jù)集下的分析能力、構(gòu)建靈活性、系統(tǒng)響應(yīng)能力。本文在實現(xiàn)部分主要基于某電商站點(diǎn)的Web日志數(shù)據(jù)集展開了對可視化分析系統(tǒng)的實現(xiàn)工作,最終實現(xiàn)了基于本文架構(gòu)的用戶行為可視化分析系統(tǒng)。通過一組對比實驗,驗證了該系統(tǒng)在構(gòu)建靈活性、面向多用戶的分析能力、可視化的快速響應(yīng)能力等方面的優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：可視化分析 可視化探索 交互分析 圖 組件化
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP311.13;O157.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 可視化分析的研究內(nèi)容9-10
• 1.2.2 面向圖數(shù)據(jù)可視化分析10-11
• 1.3 研究內(nèi)容11
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)11-13
• 第二章 相關(guān)技術(shù)研究13-21
• 2.1 圖數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)理論13-15
• 2.1.1 圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)13
• 2.1.2 圖的可視化布局算法13-15
• 2.2 圖的可視化工具15-16
• 2.3 組件化相關(guān)技術(shù)16-18
• 2.3.1 組件化工具技術(shù)16-17
• 2.3.2 組件間通信技術(shù)17-18
• 2.4 分布式計算與存儲平臺18-20
• 2.4.1 Hadoop與分布式文件系統(tǒng)HDFS18-19
• 2.4.2 分布式計算框架MapReduce19
• 2.4.3 文檔型數(shù)據(jù)庫MongoDB19-20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 第三章 交互與布局21-30
• 3.1 交互與探索21-25
• 3.1.1 基本交互22-23
• 3.1.2 可視化探索23-25
• 3.2 可視化布局方法25-27
• 3.2.1 內(nèi)置的布局方法25-26
• 3.2.2 自定義布局組件26-27
• 3.3 輔助分析工具27-28
• 3.3.1 可視化報表27-28
• 3.3.2 在線分析28
• 3.4 本章小結(jié)28-30
• 第四章 設(shè)計原則與系統(tǒng)架構(gòu)30-37
• 4.1 設(shè)計原則30-33
• 4.1.1 前后端分離30-31
• 4.1.2 組件化31-32
• 4.1.3 單向數(shù)據(jù)流32-33
• 4.2 系統(tǒng)架構(gòu)33-36
• 4.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)概述33
• 4.2.2 系統(tǒng)架構(gòu)組成分析33-36
• 4.3 本章小結(jié)36-37
• 第五章 面向海量圖數(shù)據(jù)的系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化37-44
• 5.1 海量圖數(shù)據(jù)帶來的挑戰(zhàn)37-38
• 5.1.1 大規(guī)模圖數(shù)據(jù)37
• 5.1.2 面臨的挑戰(zhàn)37-38
• 5.2 構(gòu)建分布式的可視化分析系統(tǒng)38-41
• 5.2.1 構(gòu)建分布式網(wǎng)關(guān)38-39
• 5.2.2 搭建分布式計算集群39-40
• 5.2.3 搭建分布式存儲集群40-41
• 5.3 基于MapReduce實現(xiàn)對數(shù)據(jù)集的預(yù)處理41-43
• 5.4 本章小結(jié)43-44
• 第六章 原型實現(xiàn)與應(yīng)用44-51
• 6.1 用戶行為可視化分析系統(tǒng)44-47
• 6.1.1 原型系統(tǒng)概述44
• 6.1.2 日志數(shù)據(jù)集44-45
• 6.1.3 數(shù)據(jù)模型45-46
• 6.1.4 組件化方案46-47
• 6.2 系統(tǒng)實現(xiàn)與驗證47-50
• 6.2.1 系統(tǒng)實現(xiàn)47-48
• 6.2.2 對比驗證48-50
• 6.3 本章小結(jié)50-51
• 第七章 總結(jié)與展望51-53
• 7.1 工作總結(jié)51
• 7.2 研究展望51-53
• 致謝53-54
• 參考文獻(xiàn)54-56

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本文編號：832667