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结合短文本语义的图查询可视分析系统

小型微型计算机系统 2023年第1期44卷 146-154页

作者：童宁徐珊汤颖秦绪佳浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310023

异构信息网络中不同类型的节点与边能够形成丰富的语义关系,同时节点的文本属性也会对这些关系模式造成影响.相比于同构网络,异构网络的数据挖掘可以获得更有价值的结果,但是也因为异构网络节点和边的多样性使得异构网络挖掘更具有挑战... 详细信息

异构信息网络中不同类型的节点与边能够形成丰富的语义关系,同时节点的文本属性也会对这些关系模式造成影响.相比于同构网络,异构网络的数据挖掘可以获得更有价值的结果,但是也因为异构网络节点和边的多样性使得异构网络挖掘更具有挑战性.设计有效的查询技术可以对异构网络进行网络结构和语义的分析.以往的异构网络查询方法通常采用基于元路径的图查询方法,但是如何更好地计算元路径的重要度并结合异构网络的节点文本属性进行准确率更高的查询仍然是一个需要解决的重要问题.此外,如何对查询的多个结果有效展示它们之间的语义关联和特征,对用户快速理解网络的异构关系模式也非常重要.本文受到图查询输入、子图查询和结果分析三个阶段任务的驱动,提出了一种结合短文本语义的图查询方法,并基于该方法实现了一个面向异构网络的图查询可视分析系统.本文首先从查询输入中提取可能的关系模式,使用元路径来表示不同语义的关系模式并结合用户输入的短文本计算重要度;然后本文根据元路径的重要度将多条元路径结合为用于查询的关系模式;再对查询得到的结果子图的特征向量进行降维和聚类,在此基础上对结果子图的结构特征、语义特征和节点属性进行可视化;最后本文设计并实现了Web环境下的异构信息网络图查询可视分析系统.在DBLP数据集上的实验结果表明,短文本对查询结果的约束性提高了查询的准确率;进一步通过豆瓣电影数据的案例分析,说明本文的系统可以基于查询有效分析挖掘异构网络的数据和关系特征.

关键词：可视化可视分析异构信息网络图查询元路径短文本

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节点与决策模式两段式映射的子图查询算法

高技术通讯 2010年第3期20卷 270-278页

作者：李先通李建中哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001

针对大规模图集的子图查询问题,给出了一种基于节点与决策模式映射(NDFM)的索引结构——NDFM-Index,并在此索引结构的基础上提出了一种图集的子图查询算法。NDFM-Index利用图中关键节点所携带的结构信息以及邻居的标号分布,与决策模式... 详细信息

针对大规模图集的子图查询问题,给出了一种基于节点与决策模式映射(NDFM)的索引结构——NDFM-Index,并在此索引结构的基础上提出了一种图集的子图查询算法。NDFM-Index利用图中关键节点所携带的结构信息以及邻居的标号分布,与决策模式形成映射,从而不通过枚举直接得到查询图所包含的索引模式,得到更小的候选集。理论与实验的分析结果表明,该算法不但能避免索引筛选过程中对查询图子图的枚举过程,而且能显著地减小候选集尺寸,进而大大降低查询图与候选集之间的子图同构测试次数,提高查询效率。

关键词：图数据集图查询频繁模式决策模式节点向量

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基于安全多方计算的隐私保护图查询

数据与计算发展前沿 2023年第5期5卷 98-106页

作者：汤世源袁野北京理工大学北京100081

【目的】在互联网时代,图数据凭借着其丰富语义和结构信息,在众多的领域中发挥着独特的作用。同时,越来越多的公司选择使用“云服务”作为基础设施平台,个人敏感数据的保护问题愈发受到人们的关注。这为隐私保护的图计算带来了严峻的挑... 详细信息

【目的】在互联网时代,图数据凭借着其丰富语义和结构信息,在众多的领域中发挥着独特的作用。同时,越来越多的公司选择使用“云服务”作为基础设施平台,个人敏感数据的保护问题愈发受到人们的关注。这为隐私保护的图计算带来了严峻的挑战。【方法】本文针对图计算中至关重要的子图匹配问题,首次提出了基于安全多方计算的图查询保护策略,将隐私保护图查询问题转化为关系表的安全连接问题,并根据图数据的特性对安全连接子协议进行改进。【结果】相比于之前的隐私保护图查询工作,本文协议不仅提供了更低的计算和通讯开销,并且具有更高的安全保障性和可信度。

关键词：安全多方计算云服务隐私保护图查询安全连接

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面向大图数据的增量式并行图查询

面向大图数据的增量式并行图查询

作者：刘小轩华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着信息技术和互联网的快速发展,各行各业尤其是计算机行业产生和积累了大量的数据,而且海量数据仍然源源不断的继续产生和积累。因为数据的规模和它们的复杂性,海量数据在单个机器上很难被处理,传统的数据存储和管理工具及处理算法和... 详细信息

随着信息技术和互联网的快速发展,各行各业尤其是计算机行业产生和积累了大量的数据,而且海量数据仍然源源不断的继续产生和积累。因为数据的规模和它们的复杂性,海量数据在单个机器上很难被处理,传统的数据存储和管理工具及处理算法和数据处理已经变得不能使用或者效率变得极其低下,难以接受的程度。人们迫切需要从海量数据中查询、提取和分析出他们需要的信息,以便快速做出进一步的决策或制定下一个工作方案。图被广泛用于描述复杂的数据结构模型,例如,在社交网络和语义网等很多的应用中。所以很多查询和搜索等都可以构造成为一个图,于是海量数据的价值数据提取和查询问题就转化为图查询问题。然而,在现实世界中,不仅图的结构一直在变化,而且如何在变化的大图数据中获取有价值的信息已经成为迫切解决的问题。本文通过对动态的大图数据图模式查询进行研究,提出一个增量式并行图查询算法。将动态图中最短距离有效地维护算法和传统图模式匹配算法,利用Hadoop分布式计算机平台的MapReduce的编程模式实现算法并行,对动态大图数据的所有节点对子的最短距离进行并行增量式维护,并实现并行图模式查询。本文首先对图的可达索引和图模式查询的国内外研究现状进行了介绍,同时还介绍了动态图中最短距离的有效维护算法和分布式计算平台Hadoop及其组件。然后,对增量式并行图查询算法进行设计与实现。最后,通过多个实际应用中的数据集,对算法效能和性能进行分析。实验结果表明,增量式并行图查询算法为解决动态大图数据图模式查询问题提供了一种有效的方法。

关键词：大图分布式图查询动态图 MapReduce

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面向异构信息网络的图查询与可视化研究

面向异构信息网络的图查询与可视化研究

作者：徐珊浙江工业大学

学位级别：硕士

由于图的表达能力非常强,图结构数据中通常包含大量有用信息。图查询技术用于从图结构数据中获取信息,受到各领域的广泛关注。传统的图查询工作主要针对同构网络进行,但是现实生活中的图数据大都是异构的,例如参考文献网络、社交网络、... 详细信息

由于图的表达能力非常强,图结构数据中通常包含大量有用信息。图查询技术用于从图结构数据中获取信息,受到各领域的广泛关注。传统的图查询工作主要针对同构网络进行,但是现实生活中的图数据大都是异构的,例如参考文献网络、社交网络、蛋白质交互网络等等,这些网络中存在多种类型的节点和关系,被定义为异构信息网络。异构信息网络多类型、异构性的特点,给图查询任务带来了挑战。本文借助元路径这一概念结合短文本语义对异构信息网络进行图查询,在此基础上设计并实现了一个基于异构影视数据的图查询可视分析系统。论文的工作主要包括:（1）提出了结合短文本的元路径生成和重要度计算方法。通过分析影响元路径重要度的因素和短文本语义在生成元路径过程中的作用,本文分别定义了与元路径长度、稀有度和强度相关的指标,并结合三个指标得到元路径重要度的计算函数。本文借助贪婪树数据结构,通过递归扩展贪婪树来生成元路径并计算元路径的重要度。（2）实现了多元路径结合的实例生成和向量化。本文计算节点对基于不同元路径的相似性,并借助元路径的重要度对不同元路径的相似性进行加权求和,从而生成符合元路径关系模式和语义信息的实例节点对。进一步,结合多条元路径的结构构建子图,提取子图中的拓扑结构特征,生成特征矩阵。为了进一步挖掘查询结果中的信息,本文对特征矩阵进行降维和聚类,实现对查询结果的特征总览。最后,使用DBLP数据集进行了基于作者标签语义的验证实验,实验结果证明使用结合短文本语义生成的元路径可以生成包含短文本语义的实例节点对。（3）设计并实现了查询驱动的异构信息网络可视分析系统。在上述研究经验和成果的基础上,本文设计并实现了一个基于异构豆瓣影视信息网络的图查询可视分析系统。系统的可视化设计由图查询任务驱动,为了满足图查询输入、查询和结果分析三个阶段的任务需求,本文设计了输入视图、模式视图、总结视图、子图视图和属性视图。进一步,本文进行了案例分析和用户实验,验证系统能有效完成图查询相关任务。

关键词：图查询异构信息网络元路径短文本可视化

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大规模图的图查询算法研究

大规模图的图查询算法研究

作者：黄海龙燕山大学

学位级别：硕士

图数据结构作为一种通用的数据结构,能够充分的表示实体的标签信息及实体间的联系。越来越多的应用开始使用图数据表示,如社交网络、知识图谱、基因数据库等。传统图查询方法大多依赖于子图同构检测,这限制了图查询的数据规模。图查询... 详细信息

图数据结构作为一种通用的数据结构,能够充分的表示实体的标签信息及实体间的联系。越来越多的应用开始使用图数据表示,如社交网络、知识图谱、基因数据库等。传统图查询方法大多依赖于子图同构检测,这限制了图查询的数据规模。图查询算法研究开始从基于子图同构的图匹配算法转变到基于邻居信息的图匹配算法,基于邻居信息的图匹配算法能够避免子图同构及编辑距离的计算,且能够适用图结构不完整性及噪音的存在,也能够提升用户的友好性,不必用户了解目标图的结构信息。结合以上问题,本文进一步对基于邻居信息的图匹配算法进行了研究。首先,采用NESS算法基于标签向量模型,针对NESS算法迭代过程存在重复计算标签向量的问题,提出能够快速删除候选节点的剪枝原理,并依据剪枝原理提出污染信息传播模型。为将污染信息传播模型应用到NESS算法中,将NESS标签向量加入了邻居节点标号,改进了NESS标签向量模型,从而提高了NESS迭代剪枝候选节点的速度从而提高了NESS算法的效率。其次,应用污染信息传播模型,将其应用到Ne Ma算法中,并针对Ne Ma迭代模型进行合理变换,对Ne Ma算法迭代过程存在冗余计算匹配花销的问题进行改进,提出针对Ne Ma算法的污染信息传播模型。为将该模型应用到Ne Ma算法中,建立存储机制保存下次迭代需计算匹配花销的目标图节点,减少了匹配花销传播过程的计算次数,加快了Ne Ma迭代速度,提高了Ne Ma算法的效率。最后,通过实验对改进的NESS算法和改进的Ne Ma算法的有效性和算法效率在真实数据集上进行了验证。

关键词：图查询污染信息传播模型加速剪枝快速速迭代

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基于多源数据融合的图查询算法研究

基于多源数据融合的图查询算法研究

作者：朱海天津大学

学位级别：硕士

在新智能时代,面临诸多类似虚假新闻、隐藏电信诈骗团体等情报分析的新问题,课题组构建了基于复杂网络算法进行人（假冒者）、物、组织、真假事件及相互关系的感知、理解、预测的情报分析框架IAF,从基于社会/物理/网络空间中人类电子足... 详细信息

在新智能时代,面临诸多类似虚假新闻、隐藏电信诈骗团体等情报分析的新问题,课题组构建了基于复杂网络算法进行人（假冒者）、物、组织、真假事件及相互关系的感知、理解、预测的情报分析框架IAF,从基于社会/物理/网络空间中人类电子足迹的大规模社交关联网络中,快速检索出符合特定模式的社团人员群体分析的功能,是智能情报分析框架中理解模块的关键功能。本文围绕图查询算法的特定模式群体快速检索计算的方法研究,开展如下工作:首先,本文提出了特定模式的群体快速检索的方法模型。该模型基于图查询理论相关研究,融合了网络空间和社会空间以及物理空间信息数据,建立以人为节点的多层复杂网络,应用查询算法,快速检索符合特定模式的社区。该方法可以快速的查询出大规模网络中具备相似子结构的社区。其次,根据上述方法模型进行了文献数据协作网络实证分析。构建了以文献协作者为研究对象的协作者网络。然后根据特定模式的社区检测方法,分析了该网络具备的拓扑特征,根据该特征,分析了文献计量领域研究热点的变化规律和快速发现新研究热点的方法。最后,根据本文提出的方法模型进行了商业银行用户交易网络实证分析。以商业银行中用户转账事件为研究对象,构建了用户-用户的转账网络。给出了在该网络中进行特定模式社区检索的流程,然后分析了转账网络具备的特征,根据网络结构特征检索出可能的洗钱结构。本文提出的特定模式群体快速检索方法模型。围绕该模型进行了两个实证分析。通过构建的网络,分析了网络的拓扑结构特征,根据网络中的拓扑子结构,可以发掘出文献计量领域中研究热点的变化,在商业银行中可以发掘出异常的转账模型和欺诈风险。该模型具有非常好的扩展性,通过两个实证,本文提出的方法不仅可以应用于文献计量领域和商业银行中,还能应用社交网络和电商网络中的精准营销等方面,具有良好的应用前景。

关键词：情报分析图查询社区检索复杂网络索引技术

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基于特征索引的图查询研究

基于特征索引的图查询研究

作者：李甲燕山大学

学位级别：硕士

随着现代化信息技术的迅猛发展,人们对复杂事物建模的需求也越来越大。图作为一种能模拟复杂事物之间联系的数据结构在数据挖掘中显得越来越重要,表现在它能够表达更加丰富的语义和结构。目前,图已应用于很多领域,如化学领域、社会网络... 详细信息

随着现代化信息技术的迅猛发展,人们对复杂事物建模的需求也越来越大。图作为一种能模拟复杂事物之间联系的数据结构在数据挖掘中显得越来越重要,表现在它能够表达更加丰富的语义和结构。目前,图已应用于很多领域,如化学领域、社会网络领域、模式匹配领域、XML领域等。图查询作为图数据集上的一个经典应用,从海量的图数据中获取用户想要的数据。目前,图查询策略主要是采用一种图数据库建立索引-过滤-精华提纯的过程,所以本文把对图索引的构造和过滤的研究作为研究重点。首先,本文介绍了图的相关基本概念、图查询算法的类型和图索引机制的算法分类,分别对基于结构的图索引算法和基于特征的图索引算法做了进一步地分析,归纳得出这些算法的优点和缺点,为图索引的建立奠定理论基础。其次,本文根据频繁图查询中遇到的问题,深刻研究了图查询的整个过程和图查询代价,提出了一种新的图索引算法。算法首先生成频繁子图的特征图,然后再对特征图进行分解,并验证特征图是否加入到无回路图中形成结点,最终分解得到的标准编码,再将这标准编码放入对应的哈希表里,并得出了最终的图索引结构。再次,本文提出了基于图特征索引的过滤算法,把图对边的放松查询转化为最大允许的损失特征数,利用特征聚合分层重新建立了图特征之间的关系,对特征集进行了分类排序,使得图查询过滤更加精确和高效。最后,本文通过实验对算法进行了验证,并将结果与现有算法做了对比,详细地分析了实验结果,进而验证了此算法的高效性和准确性。

关键词：数据挖掘图查询图索引特征图过滤算法

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基于并行处理大数据图查询研究

基于并行处理大数据图查询研究

作者：高延太华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着互联网的飞速发展,我们逐渐进入一个数据为王的时代,不仅数据量变得十分巨大而且数据变得日益复杂,如何从这些多而杂的数据中查找出有用的数据已经成为一个非常迫在眉睫需要优化的问题。与此同时,在数据存储方式上分布式云存储已经... 详细信息

随着互联网的飞速发展,我们逐渐进入一个数据为王的时代,不仅数据量变得十分巨大而且数据变得日益复杂,如何从这些多而杂的数据中查找出有用的数据已经成为一个非常迫在眉睫需要优化的问题。与此同时,在数据存储方式上分布式云存储已经成为一种常用的解决方案,于是问题就转变为基于分布式存储的数据查询。对于大规模分布式存储的数据进行按需查询,一种常用的有力的工具是图,图数据结构在具有引用关系的数据上具有很强的优势,因此针对大数据的查询就可以转化为图查询算法问题。在图查询算法中,有一大类问题就是在数据图中查询给定两个节点,回答这两个节点是不是可达的,也就是图的可达查询问题。在实际应用中,图的可达查询问题应用范围广泛,有很重要的研究意义。传统的针对图的可达查询问题的解决方法,要么限定在基于树的图查询,要么有的是针对特定的图数据库系统,这些算法大多数普遍采用索引的方法,但是在处理分布式大数据图的时候在准确性和性能上有很大的缺陷。针对这些问题,本文提出了基于Hadoop分布式计算平台下的MapReduce编程模型的并行可达图查询算法,并提出了一个基于六度可达查询的索引用来解决局部查询上的可达查询问题。通过这些算法,致力于优化分布式大图的可达查询问题,并采用多个实际应用中的数据集,从多个指标和角度,进行了多次实验评估,验证了算法的准确性和高效性。

关键词：大数据图查询并行可达查询算法 MapReduce