Real-time Distributed Computation of Formal Concepts and Analytics

par Cassio De Alburquerque Melo

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Marie-Aude Aufaure.

Le président du jury était Florent Masseglia.

Le jury était composé de Marie-Aude Aufaure, Guy Melançon, Simon Polovina, Bénédicte Le Grand, Yannis Papakonstantinou.

Les rapporteurs étaient Guy Melançon, Simon Polovina, Bénédicte Le Grand.

  • Titre traduit

    Calcul distribué des concepts formels en temps réel et analyse visuelle


  • Résumé

    Les progrès de la technologie pour la création, le stockage et la diffusion des données ont considérablement augmenté le besoin d’outils qui permettent effectivement aux utilisateurs les moyens d’identifier et de comprendre l’information pertinente. Malgré les possibilités de calcul dans les cadres distribuées telles que des outils comme Hadoop offrent, il a seulement augmenté le besoin de moyens pour identifier et comprendre les informations pertinentes. L’Analyse de Concepts Formels (ACF) peut jouer un rôle important dans ce contexte, en utilisant des moyens plus intelligents dans le processus d’analyse. ACF fournit une compréhension intuitive de la généralisation et de spécialisation des relations entre les objets et leurs attributs dans une structure connue comme un treillis de concepts. Cette thèse aborde le problème de l’exploitation et visualisation des concepts sur un flux de données. L’approche proposée est composé de plusieurs composants distribués qui effectuent le calcul des concepts d’une transaction de base, filtre et transforme les données, les stocke et fournit des fonctionnalités analytiques pour l’exploitation visuelle des données. La nouveauté de notre travail consiste à: (i) une architecture distribuée de traitement et d’analyse des concepts et l’exploitation en temps réel, (ii) la combinaison de l’ACF avec l’analyse des techniques d’exploration, y compris la visualisation des règles d’association, (iii) des nouveaux algorithmes pour condenser et filtrage des données conceptuelles et (iv) un système qui met en œuvre toutes les techniques proposées, Cubix, et ses étude de cas en biologie, dans la conception de systèmes complexes et dans les applications spatiales.


  • Résumé

    The advances in technology for creation, storage and dissemination of data have dramatically increased the need for tools that effectively provide users with means of identifying and understanding relevant information. Despite the great computing opportunities distributed frameworks such as Hadoop provide, it has only increased the need for means of identifying and understanding relevant information. Formal Concept Analysis (FCA) may play an important role in this context, by employing more intelligent means in the analysis process. FCA provides an intuitive understanding of generalization and specialization relationships among objects and their attributes in a structure known as a concept lattice. The present thesis addresses the problem of mining and visualising concepts over a data stream. The proposed approach is comprised of several distributed components that carry the computation of concepts from a basic transaction, filter and transforms data, stores and provides analytic features to visually explore data. The novelty of our work consists of: (i) a distributed processing and analysis architecture for mining concepts in real-time; (ii) the combination of FCA with visual analytics visualisation and exploration techniques, including association rules analytics; (iii) new algorithms for condensing and filtering conceptual data and (iv) a system that implements all proposed techniques, called Cubix, and its use cases in Biology, Complex System Design and Space Applications.


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