UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS CENTRO POLITÉCNICO BACHARELADO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO DISCIPLINA – VISUALIZAÇÃO DE INFORMAÇÕES PROFESSOR – DR. PAULO.

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1 UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS CENTRO POLITÉCNICO BACHARELADO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO DISCIPLINA – VISUALIZAÇÃO DE INFORMAÇÕES PROFESSOR – DR. PAULO ROBERTO GOMES LUZZARDI TreeMap por Mírian Mailon Garcia

2 2 Sumário Introdução Introdução (2) - Objetivo 1. Histórico 2. Características 3. Algoritmo 4. Vantagens 5. Desvantagens 6. Aplicações 6.1 TreeViz 6.2 MarketMap 6.3 Newsmap 6.4 StepTree 6.5 Prisma Conclusão Referências

3 3 Introdução Esse trabalho visa apresentar um método hierárquico empregado na área de Visualização de Informações, denominado TreeMap (Mapa de Árvores, bidimensionais – que auxiliam na tomada de decisão). Além de, mencionar aspectos envolvendo: características, vantagens, desvantagens, aplicações. Figura 1 – Estrutura básica de um TreeMap.

4 4 Introdução (2) Objetivo: O propósito era facilitar a visualização de informações de conjuntos de dados hierárquicos, tais como estruturas de diretórios em discos, orçamentos organizacionais e dados do mercado de ações.

5 5 1. Histórico O TreeMap foi desenvolvido durante a década de 1990, na Universidade de Maryland por Ben Shneiderman, professor de Ciência da Computação. TreeViz foi o primeiro aplicativo implementado por Brian Johnson, que continha o conceito – Mapa de Árvores, construído para o Macintosh. Um projeto apoiado pelo Human-Computer Interaction Lab (Laboratório de Interação Homem-Computador), da referente universidade. Em 1992, a aplicação supracitada passou a denominar-se TreeMap. A publicação de outras implementações foi sempre uma constante, dada por inúmeros desenvolvedores. A criação de ferramentas baseadas no método hierárquico em questão, compreende o período dos anos de 1992 – 2008 (que dispõe uma referência do último software adicionado em junho de 2008). Informações disponíveis em: http://www.cs.umd.edu/hcil/treemap-history/http://www.cs.umd.edu/hcil/treemap-history/

6 6 2. Características TreeMap - compreende uma técnica de Visualização de Informações com dados hierárquicos baseada no preenchimento de espaços, visando: Garantir a separação entre os nós Assegurar a visibilidade de cada nó Interface visual fácil sem a necessidade de uma linguagem de consulta. Otimizar a ocupação dos pixels A informação de natureza hierárquica constitui: sistemas de domínio de nomes em redes de computadores, sistemas de pastas em computadores, organogramas, e árvores genealógicas.

7 7 3. Algoritmo O algoritmo possui um nó raiz na árvore (Figura 1) e uma área retangular definida pelo canto superior esquerdo e inferior direito, às coordenadas P1 (x1, y1), Q1 (x2, y2). O número de arestas de saída do nó raiz determina o número de partições da região [x1, x2]. A subárvore esquerda contém uma partição (tamanho(filho [1]) / Tamanho (raiz)) do número total de bytes na raiz, então a primeira linha de separação vertical é desenhada em: x3 = x1 + (tamanho (filho [1]) / Tamanho (raiz)) * (x2 - x1)). Na sequência, o algoritmo, retorna a árvore à esquerda e executa o retângulo P2 (x3, y1), dividindo a direção do eixo-y. Logo, o ciclo continua no restante das subárvores fazendo partições no restante P2 retângulo (x3, y1). Portanto, os nós dividem-se verticalmente e horizontalmente nos níveis ímpares (Figura 2).

8 8 3. Algoritmo (2) Apresenta uma estrutura de árvore, na qual cada nó contém um registro com o seu diretório ou nome do arquivo (nome), o número de filhos (num_), e uma matriz de ponteiros para o próximo nível de geração ([1.. num_ ]). Este algoritmo funciona linearmente com o número de nós na estrutura da árvore. Esta versão pinta os retângulos da esquerda para a direita e de cima para baixo, com os níveis mais profundos abrangendo seções coloridas como previamente elaborado durante a primeira passagem de profundidade.

9 9 4. Vantagens Ideal para representar dados hierárquicos e fazer correlações entre os mesmos e o grupo, na qual pertencem. É possível movimentar-se de forma rápida para qualquer nó. Preserva o contexto. Oferece consultas dinâmicas. Possui filtragem numérica e/ou por categoria.

10 10 5. Desvantagens A quantidade de informação textual é bastante limitada. As informações mudam constantemente, provocando alterações, as quais devem ser repassadas para o usuário o mais rápido possível. É inviável dispor uma enorme quantidade de informações em árvores. Um problema conhecido como “screen bottleneck”, ocorre quando a quantidade de nós para visualização é imenso, que excede o numero de pixels disponíveis na tela.

11 11 6. Aplicações Esta seção buscar apresentar as inúmeras ferramentas implementadas a partir do conceito de Mapa de Árvores, desenvolvido por Ben Shneiderman. Entre elas estão: - TreeViz - MarketMap - Newsmap - StepTree - Prisma

12 12 6.1 TreeViz(TM) A ferramenta TreeViz está disponível via FTP, através do link: ftp.cs.umd.edu / pub / HCIL / Demos / Treevis / ftp.cs.umd.edu / pub / HCIL / Demos / Treevis / Figura 3 – O primeiro aplicativo que implementou o conceito de Mapa de Árvores.

13 13 6.1 TreeViz(TM) – (2) Características: É uma aplicação que utiliza o conceito Treemap, exclusiva para Macintosh. Ben Shneiderman desenvolveu o conceito original da ferramenta, em resposta ao problema de disco rígido cheio. Uma ferramenta para a visualização de informações, desenvolvida pela Human-Computer Interaction Laboratory da Universidade de Maryland. Os algoritmos implementados na TreeViz contou com a participação do doutorando, Brian Johnson. A ferramenta é executável em todos os modelos de cores Macintosh.

14 14 6.1 TreeViz(TM) – (3) (cont.) Características: Os arquivos aparecem como um retângulo, onde o tamanho é representado de acordo com o tamanho dos mesmos. TreeViz (TM) utiliza cores para exemplificar o tipo de arquivo. Ex.: texto, imagens, aplicações, etc. Os usuários da referente aplicação podem acessar informações detalhadas sobre os nós, tais como: nome do arquivo, caminho, data de criação, etc., simplesmente apontando e clicando em um retângulo. Outras opções: a inclusão de som, em que os usuários podem ouvir os diretórios e arquivos, controles de profundidade, ajustes de forma, sombreamento, entre outros.

15 15 6.2 Marketmap Demonstrações no endereço: http://www.smartdatavision.com/.http://www.smartdatavision.com/. Figura 4 – Tela inical da ferramenta MarketMap.

16 16 6.2 Marketmap (2) Características: A aplicação, desenvolvida por Martin Wattenberg, corresponde a mapas de árvores clusters. Marketmap foi escrito em Java e o software está disponível para licenciamento. O site da SmartMoney oferece uma taxa de serviço premium, o SmartMoney Select – TreeMap com características avançadas, tais como filtros de consulta dinâmica e outros serviços de dados de pesquisa.

17 17 6.3 Newsmap Aplicativo criado pelo Engenheiro de Design e pesquisador na área de Visualização de Informações, Marcos Weskamp, em abril de 2004. Figura 5 – Ilustra o aplicativo do Google News capturando notícias.

18 18 6.3 Newsmap (2) O aplicativo possui um algoritmo de visualização TreeMap, que auxilia na identificação da enorme quantidade de informações recolhidas pelo agregador Google News. Newsmap objetivo é demonstrar visualmente os relacionamentos entre os dados e os padrões invisíveis na mídia. O tamanho de cada célula é determinada pela quantidade de artigos relacionados que existem dentro de cada cluster, notícia que o Google News Aggregator apresenta. Os usuários podem identificar as histórias através: da notícia com a maior cobertura, visualizar o mapa, por região, tópico ou tempo. Desse modo, é possível destacar à importância de um determinado artigo. Permite comparar a paisagem de notícias entre os vários países, tornando possível a diferenciação entre os países que dão maior cobertura. Ex.: a notícia mais nacional do que internacional ou esportes, em vez de negócio.

19 19 6.4 StepTree O sistema StepTree foi desenvolvido por Thomas Bladh como parte de sua tese de mestrado, da Luleå Universidade de Tecnologia. O link para download: StepTree v1.8.1 (Build 702)StepTree v1.8.1 (Build 702) Figura 6 – Uma das diversas aplicações que implementou o conceito de TreeMaps.

20 20 6.4 StepTree (2) Características: O aplicativo é uma extensão do conceito Tree-Mapa em 3D, criado por Shneiderman. A versão 1.8 (Build 702) é uma ferramenta com disponibilidade gratuita. O software foi modificado, o que proporcionou a melhora nos aspectos como navegação e filtragem.

21 21 6.5 Prisma É um software que implementa os conceitos de Visual Business Intelligence, criado para visualização e análise de informações para descoberta de padrões e tendências nos dados. Assim, auxiliando o processo de tomada de decisão em uma empresa. Figura 7 – Exibe a interface da ferramenta Prisma.

22 22 6.5 Prisma (2) Características: Possui três técnicas de visualizacao integradas, são elas: Treemap, Dispersao e Coordenadas Paralelas. Suporta filtragem dinâmica, facilitando a correlação entre os dados. Permite o controle de níveis de dados e relatórios. Multiplataforma Dispõe de acesso a várias fontes de dados. É integrada ao sistema de informação da empresa.

23 23 6.5 Prisma (3) A ilustração abaixo mostra a seleção individual do recurso TreeMap, veja: Figura 8 – Mostra uma visão individual da técnica TreeMap.

24 24 6.5 Prisma (4) (cont.) Características: A ferramenta Prisma possui um gerador de relatórios, responsável pela incorporação das seguintes características: quebras através de diversos atributos, inclusão de totalizadores e médias, ilustra imagens das técnicas de visualização e gráficos auxiliares. Os relatórios são emitidos em formatos HTML ou PDF. Permite salvar e carregar um numero ilimitado de visões dos dados e relatórios. Suporta as versões mais populares dos S.O. Windows e Linux. Permite trabalhar com banco de dados relacionais, arquivos textos, XML, CSV, entre outros.

25 25 Conclusão Dessa forma, o referente documento buscou agregar conhecimento à disciplina de Visualização de Informações, através da pesquisa de materiais e a análise de seus conteúdos. Conclui-se, portanto, que a Técnica TreeMap proporciona uma estrutura interessante e largamente aplicada na construção de novas ferramentas.

26 26 Referências http://www.cs.umd.edu/hcil/treemap-history/ http://translate.google.com/translate?js=y&prev=_t&hl=pt-BR&ie=UTF- 8&u=http%3A%2F%2Fwww.cs.umd.edu%2Fhcil%2Ftreemap- history%2F&sl=en&tl=pt http://www.cs.umd.edu/hcil/treemap-history/ http://www.cs.umd.edu/hcil/treemap-history/treemap2000/ http://www.dca.fee.unicamp.br/courses/IA369P/2s2009/slides/infovis.pdf http://www.redeinformatica.com.br/downloads/PRISMA.pdf http://www.livrosgratis.com.br/arquivos_livros/ea000349.pdf