Разработка алгоритма анализа данных на графовых структурах

В данной главе приводитсяописание деталей разработки алгоритма анализа данных на графах, которые включают в себя исследования в области проектирования бизнес-функций, моделирования данных и алгоритмизации процессов.

Функциональное назначение разрабатываемого алгоритма заключается в предоставлении пользователю возможности анализировать данные на графах, с учетом агрегирования и группировки результатов анализа в диаграммы.

Математическая модель

Данная модель позволяет представить объект исследования и его зависимости в качестве множества, которое описывается математическими методами для его изучения.

Так как объектом исследования является алгоритм анализа данных на графовых структурах, представим его на множестве , где:

1.  – самапредлагаемая модель решения, по принципу которой отрабатывает алгоритм.

2.  – множество графов или подграфов , в зависимости от входных данных.

3.  –множество алгоритмов анализа данных применяемых на множестве графов .

4. – множество функций агрегации данных, которые группируют данные каждогографаиз множества , обработанных по алгоритму , в качестве группировочного параметра используется наименование графа или алгоритма , то есть .

5.  – множество примененных алгоритмов , при этом  ,где N – множество измерений, то есть атрибутный состав вершин, V – меры, количественно характеризующие результат выполнения  – го алгоритма.

Диаграмма действий

Данная диаграмма относится к классу тех, которые могут быть использованы для бизнес-моделирования (анализ и реинжинирг бизнес-процессов), так и для объектно ориентированного проектирования программного обеспечения и баз данных.

На рисунке 12 представлена диаграмма действий, которая описывает работу алгоритма по составленной математической модели.

Рисунок 12 – Диаграмма действий

Описание шагов выполнения:

1. Выборка графов представляет собой получение графа базы данных, так как она описывается с помощью графа.

2. Подразумевается, что в графе базы данных, полученном на первом шаге, может содержаться некоторое множество однотипных графов, то есть которые относятся к одному классу.

3. Граф базы данных может быть пустым, поэтому необходима проверка на наличие вершин, если их нет, то алгоритм завершает работу.

4. Выбор алгоритма анализа данных является одним из самых важных этапов, так как именно по его результатам воспроизводится дальнейший процесс.

5. Выбранный в предыдущем шаге алгоритм должен отрабатывать на каждом из графов выборки (пункт 2).

6. Если результат анализа на одном из графов содержит несколько значений необходимо выполнить операцию агрегирования, которая включает в себя суммирование, среднее, количество значений, а также поиск медианы. В ином случае сразу выполняется группировка (объединение) результатов анализа по каждому графу в одно множество по названию графа или алгоритма.

7. Определение измерений и мер производится для представления значений множества из пункта 6 в виде OLAP – куба, который является структурой диаграммы.

8. Построение диаграммы производится по результатам из пункта7.