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基于服务工程的网络数据挖掘和可视化系统研究

作　者: 毕然
导　师: 王柏；吴斌
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 复杂网络网络型数据模型数据挖掘可视化分析服务工程
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

复杂网络在工程技术、社会、政治、医药、经济、管理领域都存在着广泛的应用,与之相关的研究已深入到了许多学科,并成为学术热点。尽管不同学科的研究方向迥异,但是研究的思路存在着共性,研究的方法包含类似的过程。本文的研究旨在于从不同领域的研究中提炼出共性的内容,构建一个软件平台来辅助科学研究。而网络型数据统一模型、可视化分析技术、服务工程的软件开发方法恰是构建该平台的三个重要因素,论文重点围绕这三方面进行了下列工作:1.由于网络型数据种类繁多、结构复杂,本文提出了一种统一的网络数据模型来表示各领域的网络型数据,使对不同领域数据提炼统一的研究过程并构建一致的软件平台成为可能。在此基础上对数据模型拓展了两种分析操作,阐述了操作的数学基础,说明了操作的应用实例,进而对模型操作中信息损失问题进行了讨论。2.因网络型数据种类繁多、数据量巨大、复杂度高速增长和用户分析需求多样化,使得数据库现有的展现能力不足。为此,本文提出了一种将可视化分析技术应用于网络数据分析的具体方案:一方面对网络模型操作的分析流程进行了可视化,另一方面将网络几何特征值计算、社团挖掘与网络可视化技术有机结合,达到很好的分析效果。3.由于该软件平台的功能需求多变,用户多样,应用场景广泛和体系结构复杂,因而在实际工程开发中,应用服务工程设计开发方法来指导软件的设计、开发、部署等一系列步骤,并研究讨论了运用服务工程理念设计开发系统时涉及的几个问题。论文最后以国家科技支撑计划项目(2006BAH03B05)的软件成果为工程实例,进一步验证了上述模型及方案的正确性和可行性。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-20
  1.1 论文背景  11-13
    1.1.1 论文内容和研究成果  12
    1.1.2 调研工作  12
    1.1.3 理论研究工作  12-13
    1.1.4 工程实践工作  13
  1.2 相关工作  13-18
    1.2.1 科研辅助工具的发展历史  13-14
    1.2.2 网络分析挖掘工具统计  14-17
    1.2.3 网络分析工具发展趋势  17-18
  1.3 论文结构  18-20
第二章网络数据统一模型  20-54
  2.1 网络数据模型的研究意义  20
  2.2 网络数据模型的相关工作和研究成果  20-21
  2.3 网络数据模型的类型和表示方法  21-29
    2.3.1 三种网络模型结构的演变  21-22
    2.3.2 三种模型的应用实例  22-25
    2.3.3 三种模型的物理结构  25-29
  2.4 网络数据模型的应用---科技文献数据  29-33
    2.4.1 科技文献数据分析和挖掘的必要性  29
    2.4.2 科技文献数据中存在的网络  29-31
    2.4.3 使用Actor-Event模型来表示文献数据中的网络  31-33
  2.5 网络数据模型的操作---模型转化  33-43
    2.5.1 矩阵表示法和基本符号说明  33-34
    2.5.2 转换过程的矩阵计算  34-37
    2.5.3 多层关系的转化计算  37-41
    2.5.4 事件关联模型的转化计算  41-43
  2.6 网络数据模型的操作---网络层次钻取  43-51
    2.6.1 网络钻取概念和意义  43-44
    2.6.2 网络社团划分算法概述  44-46
    2.6.3 实现网络钻取的方法及效果分析  46-50
    2.6.4 网络钻取实例:科研作者合作网  50-51
  2.7 网络数据模型的操作中的信息损失问题  51-54
    2.7.1 Actor-Event模型→同构的网络模型中的信息损失  51-53
    2.7.2 网络压缩过程中的信息损失  53-54
第三章可视分析技术在网络数据中的应用研究  54-66
  3.1 可视分析的概念和应用  54-55
  3.2 可视分析的相关工作和研究成果  55
  3.3 网络分析算法介绍  55-59
    3.3.1 网络基本特征值统计算法  55-58
    3.3.2 社团网络挖掘算法  58-59
  3.4 网络可视化技术介绍  59-62
  3.5 结合网络模型操作的可视化分析  62-65
    3.5.1 模型转化  62-64
    3.5.2 网络钻取  64-65
  3.6 结合网络挖掘算法的可视化分析  65-66
第四章运用服务工程的概念设计新型的系统架构  66-78
  4.1 服务工程的概念与应用  66-70
    4.1.1 服务工程概念介绍  66-67
    4.1.2 软件即服务(SAAS)  67-68
    4.1.3 服务工程和软件工程的区别  68-69
    4.1.4 运用服务工程设计系统的步骤  69-70
  4.2 服务工程的相关工作和研究成果  70
  4.3 服务建模，组装，部署  70-78
    4.3.1 应用场景和业务流程分析  70-72
    4.3.2 服务建模  72-76
    4.3.3 服务系统设计  76-78
第五章网络数据挖掘和可视化系统原型展示  78-87
  5.1 系统功能分析  78-79
    5.1.1 项目背景和功能需求说明  78-79
    5.1.2 研究成果在项目功能中的体现  79
  5.2 系统总体设计方案  79-81
    5.2.1 系统模块设计  79-80
    5.2.2 系统类包划分设计  80-81
  5.3 质量驱动的设计方案讨论  81-82
  5.4 系统效果说明展示  82-87
    5.4.1 系统基本功能  82-83
    5.4.2 网络模型转化功能  83-85
    5.4.3 可视分析功能  85
    5.4.4 研究成果验证分析  85-87
第六章结束语  87-89
  6.1 课题工作总结  87-88
  6.2 进一步的工作方向  88-89
参考文献  89-93
致谢  93-94
作者攻读学位期间发表的学术论文目录  94

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