Лабораторная работа 6

Визуализация данных

1. Цель работы:

1. Закрепление теоретических положений дисциплины по теме: «Визуализация данных».

2. Формирование умений визуального представления данных.

3. Формирование умения разработки динамических диаграмм.

Ответы на контрольные вопросы:

Объясните смысл основных принципов OLAP-технологии визуализации данных.

Системы поддержки принятия решений обычно обладают средствами предоставления пользователю агрегатных данных для различных выборок из исходного набора в удобном для восприятия и анализа виде. Как правило, такие агрегатные функции образуют многомерный (и, следовательно, нереляционный) набор данных (нередко называемый гиперкубом или метакубом), оси которого содержат параметры, а ячейки — зависящие от них агрегатные данные - причем храниться такие данные могут и в реляционных таблицах, но в данном случае мы говорим о логической организации данных, а не о физической реализации их хранения). Вдоль каждой оси данные могут быть организованы в виде иерархии, представляющей различные уровни их детализации. Благодаря такой модели данных пользователи могут формулировать сложные запросы, генерировать отчеты, получать подмножества данных.

Технология комплексного многомерного анализа данных получила название OLAP (On-Line Analytical Processing). OLAP — это ключевой компонент организации хранилищ данных. Концепция OLAP была описана в 1993 году Эдгаром Коддом, известным исследователем баз данных и автором реляционной модели данных (см. E.F. Codd, S.B. Codd, and C.T.Salley, Providing OLAP (on-line analytical processing) to user-analysts: An IT mandate. Technical report, 1993). В 1995 году на основе требований, изложенных Коддом, был сформулирован так называемый тест FASMI (Fast Analysis of Shared Multidimensional Information — быстрый анализ разделяемой многомерной информации), включающий следующие требования к приложениям для многомерного анализа:

• предоставление пользователю результатов анализа за приемлемое время (обычно не более 5 с), пусть даже ценой менее детального анализа;

• возможность осуществления любого логического и статистического анализа, характерного для данного приложения, и его сохранения в доступном для конечного пользователя виде;

• многопользовательский доступ к данным с поддержкой соответствующих механизмов блокировок и средств авторизованного доступа;

• многомерное концептуальное представление данных, включая полную поддержку для иерархий и множественных иерархий (это — ключевое требование OLAP);

• возможность обращаться к любой нужной информации независимо от ее объема и места хранения.

Следует отметить, что OLAP-функциональность может быть реализована различными способами, начиная с простейших средств анализа данных в офисных приложениях и заканчивая распределенными аналитическими системами, основанными на серверных продуктах. Но прежде чем говорить о различных реализациях этой функциональности, давайте рассмотрим, что же представляют собой кубы OLAP с логической точки зрения.

Опишите основные тенденции в области визуализации. Приведите примеры.

При помощи средств визуализации поддерживаются важные задачи бизнеса, среди которых – процесс принятия решений. В связи с этим возникает необходимость перехода средств визуализации на более высокий качественный уровень, который характеризуется появлением абсолютно новых средств визуализации и взглядов на ее функции, а также развитием ряда тенденций в этой области. Среди основных тенденций в области визуализации выделяются:

• разработка сложных видов диаграмм;

• повышение уровня взаимодействия с визуализацией пользователя;

• увеличение размеров и сложности структур данных, представляемых визуализацией.

Разработка сложных видов диаграмм. Большинство визуализаций данных построено на основе диаграмм стандартного типа (секторные диаграммы, графики рассеяния и т. д.). Эти способы являются одновременно старейшими, наиболее элементарными и распространенными. В последние годы перечень видов диаграмм, поддерживаемых инструментальными средствами визуализации, существенно расширился. Поскольку потребности пользователей весьма многообразны, инструменты визуализации поддерживают самые различные типы диаграмм. Например, известно, что бизнес-пользователи предпочитают секторные диаграммы и гистограммы, тогда как ученых больше устраивают визуализации в виде графиков рассеяния и диаграмм констелляции. Пользователи, работающие с геопространственными данными, сильнее заинтересованы в картах и прочих трехмерных представлениях данных. Электронные инструментальные панели, в свою очередь, более популярны среди руководителей, использующих бизнес-аналитические технологии для контроля показателей работы компании. Такие пользователи нуждаются в наглядной визуализации в виде «спидометров», «термометров» и «светофоров».

Средства создания диаграмм и презентационной графики предназначены главным образом для визуализации данных. Однако возможности такой визуализации обычно встроены и во множество различных других программ и систем: в инструменты репортинга и OLAP, средства для Text Mining и Data Mining, а также в CRM-приложения и приложения для управления бизнесом. Для создания встроенной визуализации многие поставщики реализуют визуализационную функциональность в виде компонент, встраиваемых в различные инструменты, приложения, программы и web-страницы (в том числе инструментальные панели и персонализированные страницы порталов). Повышение уровня взаимодействия с визуализацией пользователя. Еще совсем недавно большая часть средств визуализации представляла собой статичные диаграммы, предназначенные исключительно для просмотра. Сейчас широко используются динамические диаграммы, уже сами по себе являющиеся пользовательским интерфейсом, в котором пользователь может напрямую и интерактивно манипулировать визуализацией, подбирая новое представление информации. Например, базовое взаимодействие позволяет пользователю вращать диаграмму или изменять ее тип в поисках наиболее полного представления данных. Кроме того, пользователь может менять визуальные свойства, к примеру, шрифты, цвета и рамки.

В визуализациях сложного типа (графиках рассеяния или диаграммах констелляции) пользователь может выбирать информационные точки с помощью мыши и перемещать их, облегчая тем самым понимание представления данных.

Более совершенные методы визуализации данных часто включают диаграмму или любую другую визуализацию как составной уровень. Пользователь может углубляться (drill down) в визуализацию, исследуя подробности обобщенных ею данных, или углубляться в OLAP, Data Mining или другие сложные технологии.

Объясните термины «Визуальный запрос», «Альтернативная интерпретация данных», «Временные интервалы в интерфейсе».

Визуальный запрос

Запросы используются для просмотра, изменения и анализа данных различными способами. Запросы также можно использовать в качестве источников записей для форм. Данный тип объектов - это визуальный запрос или описатель запроса, который будет выполняться при вызове окна семантической информации. Описатель запроса задает правила выбора значений из таблиц и содержащих ссылки на таблицы, из которых выполняется выборка, связи между таблицами, набор полей для вывода с пользовательскими названиями. Для создания запроса необходимо определить те таблицы, которые участвуют в запросе, показать связи между полями таблиц, определить поля, выводимые в результате выполнения запроса в окне семантической информации.

Альтернативная интерпретация данных

Временные интервалы в интерфейсе

Разработчики модели GOMS во время ее создания заметили, что время, требующееся для выполнения какой-то задачи системой «пользователь — компьютер», является суммой всех временных интервалов, которые потребовались системе на выполнение последовательности элементарных жестов, составляющих данную задачу. Хотя для разных пользователей время выполнения того или иного жеста может сильно отличаться, исследователи обнаружили, что для большей части сравнительного анализа задач, включающих использование клавиатуры и графического устройства ввода, вместо проведения измерений для каждого отдельного пользователя можно применить набор стандартных интервалов. С помощью тщательных лабораторных исследований был получен набор временных интервалов, требуемых для выполнения различных жестов. Ниже приводится оригинальная номенклатура, в которой каждый интервал обозначен одной буквой.