| Περίληψη: | Η ανάλυση δικτύων μπορεί να μας δώσει πολλές πληροφορίες σχετικά με τα
σημαντικότερα τμήματά τους και την τοπολογία τους ενώ επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί
και για την επικύρωσή τους. Ο πιο απλοϊκός τρόπος για την ανάλυση δικτύων είναι η
οπτικοποίησή τους αλλά αυτό δεν είναι ένα απλό πρόβλημα κυρίως όταν αναφερόμαστε σε
δίκτυα υψηλής κλίμακας με χιλιάδες κόμβους και ακμές.
Σκοπός της παρούσας πτυχιακής εργασίας αποτέλεσε ο σχεδιασμός και η υλοποίηση
μεθοδολογίας ολοκληρωμένης αλγοριθμικής ανάλυσης και οπτικοποίησης δικτύων με
χρήση τεχνικών παραλληλοποίησης και τεχνολογίες cloud computing . Συγκεκριμένα,
σαν ένα πρώτο βήμα προεπεξεργασίας των δικτύων προς ανάλυση, αρχικά απλοποιούνται
με χρήση τεχνικών φιλτραρίσματος και μετά διαμερίζονται σε υποδίκτυα αναζητώντας τις
συνδεδεμένες συνιστώσες τους αλλά και εφαρμόζοντας επαναληπτικά τον αλγόριθμο
ελάχιστου κοψίματος. Στην συνέχεια, τα επιμέρους υποδίκτυα οπτικοποιούνται ξεχωριστά
με χρήση διαθέσιμων πακέτων και βιβλιοθηκών οπτικοποίησης δικτύων όπως για
παράδειγμα το Cytoscape . Η ανάλυση των υποδικτύων πραγματοποιείται
παράλληλα με χρήση κατάλληλων Εικονικών Μηχανών (Virtual Machines) έτσι ώστε να
ελαχιστοποιηθούν οι υπολογιστικές απαιτήσεις σε μνήμη αλλά και χρόνο ανάλυσης.
Η μεθοδολογία που υλοποιήθηκε αξιολογήθηκε κυρίως με χρήση βιολογικών δικτύων και
συγκεκριμένα δίκτυα πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων και δίκτυα γονιδιακής συνέκφρασης.
Χρησιμοποιήθηκαν το δίκτυο πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων του ανθρώπου όπως αυτό
περιέχεται στην βάση δεδομένων HINTKB αλλά και τα δίκτυα γονιδιακής συνέκφρασης
που έχουν προκύψει από ασθενείς Parkinson και από μη ασθενείς και είναι αποθηκευμένα
στο http://beta.insybio.com.
Η μεθοδολογία που υλοποιήθηκε συγκρίθηκε με γνωστά πακέτα οπτικοποίησης και
ανάλυσης δικτύων όπως είναι το Cytoscape και το Graphviz. Για την σύγκριση
μεταξύ των διαφορετικών μεθοδολογιών χρησιμοποιήθηκαν ως μετρικές αξιολόγησης ο
χρόνος εκτέλεσης, οι απαιτήσεις σε μνήμη υπολογιστή και η ποιοτική ερμηνεία σημαντικών
συνιστωσών των δικτύων που έχουν εντοπιστεί με την ανάλυση και την ποιότητα των
δικτύων.
|
|---|
