Кіріспе

Негізгі сілтемелерді көрсету үшін тығыз желілерді кесу әдісі

Негізгі себептері

Элементтер жиынтығының арасындағы қатынастар көбінесе элементтердің барлық жұптары арасындағы қатынастарды білдіретін жазулармен шаршы матрица ретінде бейнеленеді. Қашықтық, ұқсастық, ұқсастық, байланыстылық, өзара байланыстылық, бірге пайда болу, шартты ықтималдық және т.б. сияқты қатынастарды осындай матрицалармен көрсетуге болады. Мұндай деректерді элементтер арасындағы салмақталған байланыстар арқылы желілер ретінде де көрсетуге болады. Мұндай матрицалар мен желілер өте тығыз және деректерді қысқарту немесе кесу түрінсіз оңай түсінуге болмайды. Жол іздеуші желісі (pathfinder) - (әдетте тығыз) желіден әлсіз сілтемелерді баламалы жолдардың ұзындығына сәйкес алып тастайтын кесу әдісін қолданудан туындайды (төменде қараңыз). Ол график теориясына негізделген психометриялық масштабтау әдісі ретінде қолданылады және сараптама, білім, білім алу, ақыл-ой модельдері және білім инженериясы зерттеуінде қолданылады. Ол сондай-ақ байланыс желілерін құруда, бағдарламалық жасақтаманы жөндеуде, ғылыми цитаталар үлгілерін визуализациялауда, ақпаратты қайтаруда және деректерді визуализациялаудың басқа да нысандарында қолданылады. Pathfinder желілері желі теориясы қарастыратын кез келген проблемаға әлеуетті түрде қолданылады.

Шолу

Желілерді кесу желіде ұсынылған элементтер арасындағы маңызды байланыстарды атап көрсетуге бағытталған. Бұл деректерді визуализациялауда және желіде көрсетілген элементтер арасындағы маңызды қатынастарды түсінуде құнды болатын байланысты жинақтауды жеңілдетуге көмектеседі. Бірнеше психометриялық масштабтау әдістері жұптық деректерден басталады және деректердің негізгі ұйымдастырылуын ашатын құрылымдар береді. Деректерді кластерлеу және көп өлшемді масштабтау - осындай екі әдіс. Желі масштабын өлшеу график теориясына негізделген тағы бір әдісті білдіреді. Патефондық желілер енттік жұптар үшін деректердің матрицаларынан алынады. Алгоритм қашықтықты пайдаланатындықтан, ұқсастық деректері есептеулер үшін ұқсастықтарды алу үшін кері айналады. Жол іздеуші желісінде субъектілер құрылған желі түйіндеріне сәйкес келеді, ал желідегі сілтемелер жақындық үлгілерімен анықталады. Мысалы, егер жақындықтар ұқсастықтар болса, сілтемелер әдетте жоғары ұқсастықтар торабын жалғастырады. Жақындықтар қашықтықтар немесе ұқсастықтар болған кезде, сілтемелер қысқа қашықтықты жалғастырады. Егер барлық бірліктердің жұптары симметриялық болса, желідегі сілтемелер бағытталмайды. Симметриялық жақындықтар мәндердің реті маңызды емес дегенді білдіреді, сондықтан i және j жақындығы барлық i, j жұптары үшін j және i жақындығымен бірдей. Егер жақындықтар әр жұп үшін симметриялық болмаса, сілтемелер бағытталады.

Алгоритм

Патафайндер алгоритмі екі параметрді қолданады. Параметр желісін құру кезінде тексерілетін жанама жақындықтардың санын шектейді. - және , қоса алғанда, арасындағы бүтін сан, мұнда түйіндер немесе элементтер саны. Ең қысқа жолдар тек сілтемеден басқасы бола алмайды. Егер барлық мүмкін жолдар қосылса. Параметр жолдың қашықтығын есептеу үшін қолданылатын метриканы анықтайды (қорыңыз. Minkowski қашықтығы). - және , қоса алғанда, арасындағы нақты сан. Жол қашықтығы: , бұл жерде жолдағы сілтемелердің қашықтығы және For , бұл жолдағы сілтемелердің қашықтығының қосындысы. For - жолдағы сілтемелердің ара қашықтығының максимумы, өйткені егер оның қашықтығы сілтемемен байланысты түйіндер арасындағы жолдардың ең аз қашықтығынан үлкен болса, сілтеме кесуден өтеді. Минималды қашықтықты табудың тиімді әдістеріне Флойд-Варшалл алгоритмі (for) және Дикстра алгоритмі (әрбір мән үшін) жатады. Белгілі бір мәндері бар желі және деп аталады. Екі параметрдің де мәні ұлғая түскен сайын желідегі сілтемелердің саны азаяды. Сілтемелердің ең аз саны бар желі, егер және , яғни, ординалдық масштабтағы деректермен (өлшеу деңгейін қараңыз) параметр болуы керек, өйткені жақындық деректерінің кез келген оң монотонды түрлендіруінен бірдей пайда болады. Басқа мәндер үшін қатынас шкаласы бойынша өлшенген деректер қажет. Параметрді желідегі сілтемелердің қажетті санын алу үшін немесе кіші мәндермен көбірек жергілікті қатынастарға назар аудару үшін өзгертуге болады. Негізінен, жол іздеуші желілер деректерді ескере отырып, мүмкіндігінше қысқа жолдарды сақтайды. Сондықтан, олар ең қысқа жолдарда болмаған кезде сілтемелер жойылады. Бұл жақындық деректерімен анықталатын сілтемелер үшін ең төменгі аралық ағашы болады, егер бірегей ең төменгі аралық ағашы болса. Жалпы алғанда, бұл кез келген ең аз аралықтағы ағаштың барлық сілтемелерін қамтиды.

Мысал

Бұл биология мамандығы бойынша білім алушылардың орташа бағасынан алынған бағытсыз жол іздеу желісінің мысалы. Оқушылар көрсетілген терминдердің барлық жұптарының өзара байланысын бағалады және әрбір жұптың орташа бағасы есептелді. Көк түсті қалың сілтемелер (суретте "екіуі де" деп белгіленген) Қосылған сілтемелер үшін сілтеме қашықтығынан қысқа 2 сілтеме жолы жоқ, бірақ деректерде екіден астам сілтемесі бар кем дегенде бір қысқа жол бар. Минималды аралық ағашта 24 сілтеме болады, сондықтан 26 сілтеме бірден көп минималды аралық ағашта бар екенін білдіреді. Екі цикл бар, сондықтан циклдегі сілтемелер жиынтығында арақашықтықтар байланған. Әрбір циклді бұзу үшін циклдің бірін ажырату қажет.