The Definition of Framework for Automated Creation of Graph Visualization Systems

Abstract

The Definition of Framework for Automated Creation of Graph Visualization Systems In this paper the authors perform an analysis of automated creation of graph visualization systems (GVS). The complete process, starting with definition of functional requirements for GVS and finishing with evaluation of resulting system, is described. The overview of each construction step is provided. The set of metric types is developed for evaluation of resulting GVS. Features of existing solutions are compared with proposed framework. Conclusions are made and further researches are defined. Ietvara definēšana automātiskai grafu vizualizācijas sistēmu veidošanai Raksta ietvaros autori veica analīzi ar mērķi piedāvāt un novērtēt originālu automātiskās trīsdimensiju grafu vizualizācijas sistēmas izveidošanas koncepciju, kā arī izstrādāt to soļu specifikāciju, kuri ir nepieciešami attiecīgā ietvara veiksmīgai konstruēšanai. Rakstā ir aprakstīts pilnais process - sākot ar prasību definēšanu grafu vizualizācijas sistēmai, tās automātisko konstruēšanu un beidzot ar iegūtā rezultāta novērtēšanu. Šie etapi ir reprezentēti triju līmeņu modeļa veidā, kur katrā no līmeņiem pastāv savstarpēji saistītie elementi, kuri nodrošina korektu procesa automatizāciju. Ir sniegts katra konstruēšanas soļa detalizētais apraksts, kopā ar papildu komentāriem par tiem aspektiem, kuri attiecas uz papildu informācijas iegūšanu no lietotāja (gadījumos, kad attiecīgi dati var būt izmantoti generējamās sistēmas kvalitātes paaugstināšanai). Ar raksta autoriem ir izstrādāta un piedāvāta novērtēšanas metriku kopa, kura nodrošina atšķirības starp iecerētas un automātiskās konstruēšanas gaitā iegūtas vizualizācijas sistēmas funkcionalitātes formālo novērtēšanu. Metriku kopas saturs ļauj nosegt visus iespējamus datu tipus, kuri var būt noderīgi lietotājam grafu vizualizācijas sistēmas novērtēšanas gaitā. Lai būtu iespēja demonstrēt šāda veida arhitektūras realizācijas iespējas, tiek piedāvāts izmantot objektorientētās programmēšanas valodas "Lua" un "C++", kā arī relāciju datu bāzes pārvaldības sistēmu, specificējot visas nepieciešamas tabulas, attiecības starp tām, kā arī procedūras piekļuvei datiem. Ir aplūkoti pašreiz eksistējoši programmatūras konstruēšanas risinājumi "CodeFluent" un "Web Client Software Factory", kuri tiek salīdzināti ar piedāvātā ietvara arhitektūru. Minētas salīdzināšanas mērķis - identificēt potenciālās atšķirības, kā arī iezīmēt vispārīgus principus šāda tipa programmatūras sistēmu konstruēšanā. Raksta noslēguma daļā ir izklāstīti secinājumi, kuri bija saņemti darba ietvaros, kā arī ir definēti nākamie potenciālie pētījumi automātiskās grafu vizualizācijas sistēmu konstruēšanas jomā. Определение архитектуры для автоматического создания систем визуализации графов В рамках статьи авторы выполнили анализ, цель которого - предложить и оценить оригинальную концепцию автоматического создания систем визуализации трехмерных графов, а также разработать спецификацию шагов, необходимых для успешного создания соответствующего каркаса. В статье описан полный процесс - начиная с определения функциональных требований к системе визуализации графов, описания её автоматического конструирования, и заканчивая оценкой полученного результата. Рассматриваемые этапы представлены в виде трехуровневой модели, где каждый из уровней содержит взаимосвязанные элементы для обеспечения корректной автоматизации процесса. Произведено детальное описание каждого шага процесса конструирования, даны комментарии по аспектам, связанным с получением от пользователя дополнительной информации (в случаях, когда соответствующие данные уместны для повышения качества автоматически генерируемой системы). Авторы предлагают набор типов метрик, обеспечивающий формальную оценку разницы между изначально задуманной и полученной в процессе автоматического конструирования системой визуализации. Данный набор метрик содержит все необходимые типы данных, которые могут быть полезны пользователю для оценки системы визуализации. Для демонстрации возможностей реализации данной архитектуры предложено использовать объектно-ориентированные языки программирования "Lua" и "C++", а также реляционную систему управлениями базами данных, определяя все необходимые таблицы, отношения между ними, а также процедуру доступа к данным. Рассмотрены существующие решения автоматического конструирования программного обеспечения "CodeFluent" и "Web Client Software Factory", которые сравниваются с предложенной архитектурой. Цель данного сравнения - идентифицировать потенциальные различия, а также выделить общие принципы автоматического создания систем программного обеспечения подобного рода. В заключительной части статьи изложены выводы, а также определены дальнейшие возможные исследования в области создания систем визуализации графов.