442 research outputs found

    Revisited experimental comparison of node-link and matrix representations

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    Visualizing network data is applicable in domains such as biology, engineering, and social sciences. We report the results of a study comparing the effectiveness of the two primary techniques for showing network data: node-link diagrams and adjacency matrices. Specifically, an evaluation with a large number of online participants revealed statistically significant differences between the two visualizations. Our work adds to existing research in several ways. First, we explore a broad spectrum of network tasks, many of which had not been previously evaluated. Second, our study uses a large dataset, typical of many real-life networks not explored by previous studies. Third, we leverage crowdsourcing to evaluate many tasks with many participants

    Visualisations novatrices pour la compréhension de réseaux et de logiciels complexes

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    La visualisation d’information a le potentiel de pouvoir exploiter nos capacités visuelles, acquises au fil de centaines de millions d’années d’évolution, afin de faciliter la découverte de secrets enfouis dans les données, de nouveaux patrons ou de relations insoupçonnées. Il existe toutefois une grande variété de données, plus ou moins structurées, que l’on cherche à comprendre sous diverses perspectives. En particulier, les données sous forme de réseaux servent à modéliser des phénomènes importants, tels que les communautés sociales ou les transactions financières, mais peuvent être difficiles à représenter si les réseaux sont grands, hiérarchiques, et/ou dynamiques. Cette thèse se concentre sur la conception de nouvelles techniques de visualisation de réseaux, dans le but de faciliter la compréhension de données. Les techniques de visualisation présentes dans la littérature sont utiles dans certains contextes et comportent chacune des limitations. Néanmoins, il existe encore des possibilités inexplorées pour créer des nouvelles façons de représenter des données. La validation de ces nouvelles techniques demeure un défi. En outre, les interfaces doivent être simples à utiliser, mais aussi faciliter l’analyse et l’exploration de données. Dans le but d’étudier de nouvelles options de visualisations pour faciliter des tâches de compréhension des données, nous avons d’abord classifié les travaux antérieurs avec des taxonomies. De cette manière, nous avons aussi pu mettre en lumière des nouvelles pistes d’hybrides (c’est-à-dire, des combinaisons d’approches) potentiellement intéressantes pour visualiser des réseaux statiques et dynamiques. Les contributions présentées dans cette thèse couvrent différents aspects de la visualisation de réseaux complexes et dynamiques. D’abord, le premier chapitre se concentre sur la visualisation de réseaux statiques comportant des hiérarchies, par la combinaison d’approches. Le prototype décrit dans le deuxième chapitre permet également de combiner des représentations visuelles, mais peut être aussi utilisé afin de modéliser des graphes dynamiques. Enfin, le troisième chapitre présente une nouvelle méthode visuelle appliquée afin de tracer l’évolution de structures de conception complexes dans des logiciels (modélisés par des réseaux). Ainsi, dans le premier prototype (TreeMatrix), des parties de graphes sont montrées avec des matrices et des diagrammes noeuds-liens, alors que les arborescences sont représentées par des diagrammes en glaçons et des regroupements. Contrairement aux autres visualisations dans la littérature, cette nouvelle technique aide à montrer des réseaux denses, sans nuire à la compréhension des liens à plus haut niveau. Une expérience avec des utilisateurs a montré certains avantages afin de découvrir et organiser les liens de modules au sein d’un logiciel, en comparaison avec le logiciel commercial Lattix. Nous avons également combiné des approches de manière novatrice pour notre second prototype (DiffAni) afin de visualiser des réseaux qui évoluent dans le temps. DiffAni est le premier hybride interactif de graphes dynamiques et sa validation avec des participants a permis de faire ressortir certains avantages. Ainsi, l’utilisation d’animation doit être modérée et est surtout utile lors de mouvements significatifs. Ces résultats, avec nos taxonomies, pourraient contribuer à guider la création de nouveaux hybrides dans le futur. Le troisième prototype (IHVis) a facilité l’exploration et le traçage de structures de conception dans des logiciels en évolution (modélisés par des réseaux) à partir de répertoires de code source. Cette nouvelle visualisation a notamment révélé des cas d’introduction de points de stabilité et des refactorings, et certains participants ont aussi trouvé d’autres informations intéressantes, telles que l’extension de fonctionnalités par l’implémentation d’interfaces. En résumé, cette thèse présente des façons novatrices et utiles de visualiser des réseaux complexes et dynamiques. Nos principales contributions sont (1) l’exploration d’espaces de conception de nouvelles visualisations de réseaux à l’aide de taxonomies, (2) la conception de prototypes combinant des approches pour visualiser des réseaux hiérarchiques et dynamiques, (3) la conception d’une nouvelle méthode visuelle d’exploration des variations et des instabilités au sein de logiciels en évolution, (4) l’évaluation de ces techniques à l’aide d’expériences avec des participants

    Computational Physics on Graphics Processing Units

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    The use of graphics processing units for scientific computations is an emerging strategy that can significantly speed up various different algorithms. In this review, we discuss advances made in the field of computational physics, focusing on classical molecular dynamics, and on quantum simulations for electronic structure calculations using the density functional theory, wave function techniques, and quantum field theory.Comment: Proceedings of the 11th International Conference, PARA 2012, Helsinki, Finland, June 10-13, 201

    Extending Two-Dimensional Knowledge Management System Theory with Organizational Activity Systems\u27 Workflow Dynamics

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    Between 2005 and 2010 and across 48 countries, including the United States, an increasing positive correlation emerged between national intellectual capital and gross domestic product per capita. The problem remains organizations operating with increasingly complex knowledge networks often lose intellectual capital resulting from ineffective knowledge management practices. The purpose of this study was to provide management opportunities to reduce intellectual capital loss. The first research question addressed how an enhanced intelligent, complex, and adaptive system (ICAS) model could clarify management\u27s understanding of organizational knowledge transfer. The second research question addressed how interdisciplinary theory could become more meaningfully infused to enhance management practices of the organization\u27s knowledge ecosystem. The nature of this study was phenomenological to gain deeper understanding of individual experiences related to knowledge flow phenomena. Data were collected from a single historical research dataset containing 11 subject interviews and analyzed using Moustakas\u27 heuristic framework. Original interviews were collected in 2012 during research within a military unit, included in this study based on theme alignment. Organizational, knowledge management, emergent systems, and cognition theories were synthesized to enhance understandings of emergent ICAS forces. Individuals create unique ICAS flow emergent force dynamics in relation to micro- and macro-meso sensemaking and sensegiving. Findings indicated individual knowledge work significantly shapes emergent ICAS flow dynamics. Collectively enhancing knowledge stewardship over time could foster positive social change by improving national welfare

    Statistical methods for biological sequence analysis for DNA binding motifs and protein contacts

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    Over the last decades a revolution in novel measurement techniques has permeated the biological sciences filling the databases with unprecedented amounts of data ranging from genomics, transcriptomics, proteomics and metabolomics to structural and ecological data. In order to extract insights from the vast quantity of data, computational and statistical methods are nowadays crucial tools in the toolbox of every biological researcher. In this thesis I summarize my contributions in two data-rich fields in biological sciences: transcription factor binding to DNA and protein structure prediction from protein sequences with shared evolutionary ancestry. In the first part of my thesis I introduce our work towards a web server for analysing transcription factor binding data with Bayesian Markov Models. In contrast to classical PWM or di-nucleotide models, Bayesian Markov models can capture complex inter-nucleotide dependencies that can arise from shape-readout and alternative binding modes. In addition to giving access to our methods in an easy-to-use, intuitive web-interface, we provide our users with novel tools and visualizations to better evaluate the biological relevance of the inferred binding motifs. We hope that our tools will prove useful for investigating weak and complex transcription factor binding motifs which cannot be predicted accurately with existing tools. The second part discusses a statistical attempt to correct out the phylogenetic bias arising in co-evolution methods applied to the contact prediction problem. Co-evolution methods have revolutionized the protein-structure prediction field more than 10 years ago, and, until very recently, have retained their importance as crucial input features to deep neural networks. As the co-evolution information is extracted from evolutionarily related sequences, we investigated whether the phylogenetic bias to the signal can be corrected out in a principled way using a variation of the Felsenstein's tree-pruning algorithm applied in combination with an independent-pair assumption to derive pairwise amino counts that are corrected for the evolutionary history. Unfortunately, the contact prediction derived from our corrected pairwise amino acid counts did not yield a competitive performance.2021-09-2
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