اطلاعات عمومی، ویکی ژن
کار با نرم‌افزار Gephi
کار با نرم‌افزار Gephi: یک نرم افزار منبع باز برای کاوش و دستکاری شبکه ها
چکیده: Gephi یک نرم افزار متن باز برای تجزیه و تحلیل گراف و شبکه است که از یک موتور رندر سه بعدی برای نمایش شبکه های بزرگ در زمان واقعی و سرعت بخشیدن به کاوش استفاده می کند. یک معماری انعطاف پذیر و چند وظیفه ای، امکانات جدیدی را برای کار با مجموعه داده های پیچیده و تولید نتایج بصری ارزشمند به ارمغان می آورد.
ما چندین ویژگی کلیدی Gephi را در زمینه اکتشاف و تفسیر تعاملی شبکه ها ارائه می کنیم که دسترسی آسان و گسترده به داده های شبکه را فراهم می کند و امکان فضاسازی، فیلتر کردن، دستکاری و خوشه بندی را فراهم می کند.
در نهایت، با ارائه ویژگی‌های پویا Gephi، جنبه‌های کلیدی تجسم شبکه پویا را برجسته می‌کنیم. تجسم و کاوش نمودارهای بزرگ با هدف درک شبکه ها، تجسم گراف های بزرگ برای سال ها در بسیاری از پروژه های موفق توسعه یافته است.
تجسم ها برای استفاده از توانایی های ادراکی انسان برای یافتن ویژگی ها در ساختار شبکه و داده ها مفید هستند. با این حال، این فرآیند ذاتا دشوار است و نیاز به یک استراتژی اکتشافی دارد. ابزارهای اکتشاف شبکه علاوه بر اینکه از نظر فنی دقیق و از نظر بصری جذاب هستند، باید به سمت تجسم‌ها و تحلیل‌های بی‌درنگ برای بهبود فرآیند اکتشافی کاربر حرکت کنند.
تکنیک های تعاملی با موفقیت کارشناسان حوزه را در کاوش پیچیده شبکه های بزرگ هدایت کرده است. می‌توانیم برخی از الزامات اصلی ابزار اکتشاف شبکه را شناسایی کنیم: الگوریتم‌های طرح‌بندی با کیفیت بالا، فیلتر کردن داده‌ها، خوشه‌بندی، آمار و حاشیه‌نویسی. در عمل این الزامات باید در یک نرم افزار انعطاف پذیر، مقیاس پذیر و کاربر پسند گنجانده شوند.
پروژه Gephi با تمرکز بر وضوح تحلیل و رابط کاربری مدرن، تجسم شبکه بهتری را برای کارشناسان و مخاطبان به ارمغان می آورد. ما با الهام از ویرایشگرهای WYSIWYG مانند Adobe Photoshop، ماژول هایی را توسعه می دهیم که در اطراف یک پنجره تجسم مرکزی تنظیم شده اند. Gephi یک نرم افزار کاوش و دستکاری شبکه منبع باز است.
ماژول‌های توسعه‌یافته می‌توانند انواع شبکه‌ها را وارد کنند، فیلتر کنند، دستکاری کنند و همه انواع شبکه‌ها را صادر کنند. ماژول تجسم از یک موتور رندر سه بعدی ویژه برای ارائه نمودارها در زمان واقعی استفاده می کند. این تکنیک مانند بازی های ویدیویی از کارت گرافیک کامپیوتر استفاده می کند و CPU را برای محاسبات دیگر آزاد می گذارد که می تواند با شبکه های بزرگ (یعنی بیش از 20000 گره) سروکار داشته باشد و به دلیل اینکه بر اساس یک مدل چند وظیفه ای ساخته شده است، از پردازنده های چند هسته ای بهره می برد.
طراحی گره را می توان شخصی سازی کرد. الگوریتم‌های طرح‌بندی قابل تنظیم را می‌توان در زمان واقعی در پنجره نمودار اجرا کرد. چندین الگوریتم را می توان به طور همزمان در فضاهای کاری جداگانه بدون مسدود کردن رابط کاربری اجرا کرد. ماژول متنی می‌تواند برچسب‌هایی را در پنجره تجسم از هر ویژگی داده مرتبط با گره‌ها نشان دهد. یک الگوریتم ویژه به نام Label Adjust را می توان برای جلوگیری از همپوشانی برچسب ها اجرا کرد.
رابط کاربری در فضاهای کاری ساختار یافته است، جایی که می توان کار جداگانه ای انجام داد و یک سیستم افزونه قدرتمند در حال حاضر توسعه یافته است و توجه زیادی به توسعه پذیری نرم افزار شده است. یک الگوریتم، فیلتر یا ابزار را می توان به راحتی با تجربه برنامه نویسی کمی به برنامه اضافه کرد.
مجموعه ای از گره ها یا لبه ها را می توان به صورت دستی یا با استفاده از سیستم فیلتر به دست آورد. فیلترها می‌توانند گره‌ها یا لبه‌های دارای آستانه، محدوده و سایر ویژگی‌ها را انتخاب کنند. از آنجا که سودمندی تجزیه و تحلیل شبکه اغلب از داده های مرتبط با گره ها و لبه ها ناشی می شود، ترتیب و خوشه بندی را می توان بر اساس این مقادیر پردازش کرد.
با مجموعه ای از گره ها، ماژول های گرافیکی مانند Size Gradient، Color Gradient یا Color Clusters می توانند برای تغییر طراحی شبکه اعمال شوند. ماژول‌های گرافیکی مجموعه‌ای از گره‌ها را در ورودی می‌گیرند و پارامترهای نمایشگر مانند رنگ‌ها یا اندازه را تغییر می‌دهند تا درک ساختار یا محتوای شبکه را تایید کنند.
اگرچه شبکه‌ها را می‌توان به روش تعاملی با ماژول تجسم کاوش کرد، اما می‌توان آن را به صورت فایل SVG یا PDF نیز صادر کرد. سپس فایل های برداری را می توان به اشتراک گذاشت یا چاپ کرد.
یک گزینه قدرتمند SVG به نام Rich SVG Export در Gephi گنجانده شده است. گزینه های زیادی برای تنظیم طراحی گره ها، لبه ها و برچسب ها به کاربران ارائه می شود. تکنیک هایی برای افزایش وضوح و خوانایی شبکه توسعه داده شده است. در مورد فونت ها و برچسب ها دقت ویژه ای می شود. برای مثال، برچسب‌های کوچکی را می‌توان روی لبه‌ها ترسیم کرد تا فورا همسایه‌های یک گره را ببینند.
مطالعات فعلی پویایی شبکه، مطالعه موردی بسیار جالبی را به ارمغان آورده است. تجسم شبکه پویا امکاناتی را برای درک انتقال ساختار یا انتشار محتوا ارائه می دهد. کاوش شبکه های پویا به روشی آسان و شهودی از ابتدا در Gephi گنجانده شده است. این معماری از نمودارهایی پشتیبانی می کند که ساختار یا محتوای آنها در طول زمان تغییر می کند و یک جزء جدول زمانی را پیشنهاد می کند که در آن می توان بخشی از شبکه را بازیابی کرد.
از محدوده زمانی برش خط زمانی، سیستم از تمام گره ها و لبه هایی که با ماژول تجسم مطابقت دارند و به روز می شوند، پرس و جو می کند. ماژول پویا می تواند داده های شبکه را از یک فایل گراف سازگار یا از منابع داده خارجی دریافت کند. هنگام اجرا، یک منبع داده می تواند داده های شبکه را در هر زمان به کنترل کننده پویا ارسال کند و بلافاصله نتایج را در ماژول تجسم مشاهده کند.
این معماری قابلیت همکاری دارد و منبع داده را می توان به راحتی برای برقراری ارتباط با نرم افزارهای موجود یا سرویس های وب ایجاد کرد. اگرچه هسته اصلی نرم افزار از قبل وجود دارد، اما برای توسعه ویژگی های جدید، به ویژه فیلترها، آمار و کار بیشتری لازم است. تمرکز ویژه ای روی شبکه های خوشه ای و سلسله مراتبی است. در مورد الگوریتم های فضایی سازی، یک چارچوب می تواند میزبان الگوریتم های طبقه بندی مختلف باشد.
ابزار Gephi در http://gephi.org موجود است.
همچنین بخوانید:
نویسنده: مریم آقازاده
