1、侧重生物数据的分析，但是为了实现系统的可扩展性，可以在框架搭建时设计个设计良好的接口，这样就可以将的气泡隐喻界面设计思想扩展用于其他交互式系统的开发。本小节将会展开讨论三部分问题的设计的气泡隐喻界面设计思想，界面的可扩展性基础库库的设计，生物通路功能模块的设计气泡隐喻界面的设计思想气泡隐喻界面的设计扩展自，见图，主要将气泡看作是个关于可视化的功能单元或者功能视图，在气泡万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文里可以创建特定的可视化，也可以展示各种可视化结果。与传统的基于的界面窗口不同点在于，气泡之间不会重叠，只会和。通过将多个功能气泡放在个界面中，方便信息的查找，并简化窗口切换，减少对许多窗口功能的记忆。将类似功能的放到个方便比较和移动。另外重要的点是虚拟桌面空间设计思想这种桌面将传统的桌。

2、后做了的系统设计。生物数据分析系统的数据下载自数据库，它是表示人类的生物通路数据，之后被转成种适应桌面版程序的特定的格式。把每条生物通路最基本的单元看作个反应。个反应是任何将输入转成输出的过程，它可以用有向边来表示，它的输入和输出代表生物分子。例如蛋白质复合物小分子和等等。另外，除了输入和输出，个反应在生物通路图中也可以包含其他信息，例如子细胞的位置信息或者细胞区室。如果个反应的输入和输出来自两个不同的细胞区室，这就意味着这两个细胞区室之间是有关系的，也可以说在这个数据中有两种类型的层次关系信息。对于些复杂的生物通路，会切分成些子生物通路，根据需要这些子生物通路还可以被切分成更小的子生物通路。这是其中的种层次关系生物通路和子生物通路。对于每条特定的生物通路，里面可能包含许多个细胞区室，。

3、据前期的面谈结果和之后对合作者提供数据分析的结果，本文做了份关于生物学家进行生物通路相关的研究所关心主要问题的个需求调查表，并根据需求做了需求类别归类的设计生物通路图同祖关系，基因表达。表关于生物学家研究生物通路的些调查问题问题需求类别生物通路中包含的蛋白质的数量在条生物通路中的生物分子是否被表达了生物通路图人类中的生物通路中的条生物通路包含其他物种的基因的完整程度同祖关系哪些蛋白质被正表达了基因表达连接两个蛋白质之间的通路是什么生物通路图两个细胞区室之间有共享的蛋白质吗基因表达不同生物通路之间有共享的蛋白质吗种蛋白质的的生物通路的数量同物种不同生物通路之间的表达程度基因表达两个蛋白质之间的可能的路径是什么生物通路图系统整体设计本文是个基于的集可视化，交互和数据分析于体的系统。目前本系。

4、单介绍，然后介绍了气泡隐喻界面的设计实现，以及对于气泡的和算法的作了简单介绍，之后介绍了系统的主要功能模块的可视化设计实现，以及生物学家对本系统的相关测评结果和建议。第四章，基于本文提出的生物通路排列算法和生物研究者对系统评估后的建议，本文提出种采用众包的方式来完善和编辑中的生物通路图。这样可以利用众人的力量来排列生物通路图，并且可以把排列后的结果输入到程序中去。最后在第五章作了全文工作的总结，并对未来可扩展性的工作作出了相关的展望。万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文第二章系统设计本文的交互式可视化工具应用于对生物通路数据的分析和研究。在开发设计气泡隐喻界面中所产生的库将会成为用于基于的界面设计的开源框架。本章首先对生物数据做了简单的分析，对生物学家研究生物数据做了深入的需求分析，最。

5、求以及数据分析的过程和目的。主要采用面谈和问卷调查两种方式，面谈对象是特拉华大学的合作者教授和他的同事，他们是研究鸡的生物通路的专家数据库的个分支。然后根据面谈的结果做了份详细的需求相关的问卷调查，了解哪些核心问题是生物研究者目前较为关心的。之后将问卷调查的结果和生物合作者进行确认，之后在询问相关的生物系的学生和些生物学家。根据最后的分析，可以发现生物学家目前最为关心的是四类需求这与前面的数据分析致生物通路图，不同物种之间的比较同祖关系，不同生物通路之间的关系，些物种的实验数据结果分析例如，在种实验条件下的基因表达情况由于生物通路的层次结构简洁明了，系统的人类生物通路数据也来自，所以程序的可视化设计展现应该以为万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文基础，尽量保留生物通路的层次结构关系。根。

6、扩展成可保存当前工作状态的支持“多窗口”的视图，在顶部的导航栏中，可以显示所有工作状态的总体视图，并根据相关的视图进行来回的切换。顶部导航栏中的视图是每个当前窗口视图的按比例缩放，这样有利于用户对当前工作状态的记忆，方便工作状态的来回切换。万方数据硕士学位论文题目生物通路的交互式可视化的研究与开发研究生竺涌楠专业计算机应用技术指导教师方景龙研究员陈健助理教授潘志庚研究员完成日期年月万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文生物通路的交互式可视化的研究与开发研究生竺涌楠指导教师方景龙研究员陈健助理教授潘志庚研究员年月万方数据，万方数据杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内。

7、每个细胞区室也会包含些生物分子。所以这里包含另外种层次关系，生物通路，细胞区室，生物分子。如果不同生物通路之间有共享蛋白质基因，那么可以认为这些生物通路之间是具有的关系。的蛋白质是表明条生物通路对另外条生物通路有影响的重要标志。特拉华大学的生物合作者提供了鸡的基因信息表，鳄鱼的基因信息表和乌龟的基因信息表等数据，表中包含了蛋白质的相关信息。系统以中人类生物通路的数据为基础，其他物种基因信息表中的系列基因符号蛋白质，与之进行对比，可以检测不同物种之间的关系，以及每条生万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文物通路包含其他物种的基因的关系。那里的生物学家还根据特定的物种做了些基因表达相关的研究实验，然后得到些关于实验环境下的基因表达的实验数据表。通过对这些实验条件下数据的分析，可以研究特定物种。

8、的观念。针对上述问题，本文设计并实现了个基于的关于生物通路的交互式可视化的分析系统，系统最大的特点是把每个窗口功能视图隐喻成个气泡，并把静态的多视图展示扩展到气泡隐喻界面。气泡之间不会重叠只会合组和离组，这样能够帮助用户方便且快速地切换视图，降低生物学家的记忆负担。针对生物通路的特点，该系统设计了生物通路图的可视化功能气泡，可视化功能气泡，表格气泡，该系统能够帮助生物学家探索和解释生物通路中的潜在的信息。具体的可视化功能如下生物通路图可视化气泡中的生物通路图不仅仅只是用节点和线来表示的网络图，而且创造性的在生物通路图中加入细胞区室的结构信息。这有利于生物学家找出生物通路中生物分子在细胞中的具体位置。另外，本文设计了个在线编辑生物通路图的平台，方便生物学家编辑和改善生物通路图。可视化气泡。

9、中的哪些生物通路中的基因在实验环境中被正调控了，哪些被负调控了，哪些没有多大改变。针对以上数据的分析，本文的可视化设计需要考虑到以下几点保持生物通路和子通路之间的层次关系。保持每条生物通路内部的细胞区室，以及里面的生物分子的层次关系。保持数据库中每条生物通路的核心关系，也就是强调每个反应的输入和输出关系。区分输入和输出中不同的生物分子。表明不同的生物通路之间共享蛋白质的关系。能方便比较不同物种之间所共享的同祖基因信息。能方便查询和比较哪些基因被表达。需求分析为了能够帮助生物学家完成特定的数据分析任务，本文作了相关的需求分析，并以此来指导程序的功能设计，主要通过采用交互的方法不断地用户交流，保证系统的实用性，并为用户提供可用的功能。首先，我们与合作者作了深入的沟通和交流，了解到他们的实际。

10、的生物通路数据和相关的实验数据。如何整合已有的生物信息数据来探索未知的生物通路信息，并且挖掘各种生物通路各类物种之间的关系，正变得越来越重要。人类可以迅速地解释视觉信息，用综合的方式来解释这些数据的可视化形式将极具价值。然而，人类的记忆力是有限的。目前的可视化工具也仅仅只是为用户提供有限的可以用来分析大而复杂的数据的浏览和操纵的能力，例如许多的数据分析中间过程繁多，这就需要应用不同的窗口来展示不同的信息。因此，仍然不能有效地降低生物学家的记忆和工作负担。现存的生物信息数据库，譬如等尽管提供了丰富的数据，不过缺少个用户友好的交互式可视化分析界面。另外，现有的许多生物通路的可视化分析工具，只能提供最为具体的生物通路的可视化结果，无法提供全局的视图，这导致生物研究者无法把握数据分析过程中全局。

11、环状层次图的可视化形式整合现有的全部生物通路条到个中，并用颜色来映射生物学家感兴趣的信息，方便比较和查询。可视化能够给生物学家提供个生物通路图的全局关系信息，具体的每条通路信息可通过查询生成新的子可视化。这种从全局到局部的数据选择和处理，与生物学家的数据分析过程致。万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文交互式表格的可视化气泡生物通路的具体信息用生物学家最为熟悉的图标形式展示。图标的查询和排序的交互式操作可以帮助提高分析效率。综上所述，本文在可视化系统的气泡隐喻界面设计上，生物通路图的排列上，生物通路的可视化展现形式等方面取得了创新性进展。不同数据集之间的动态交互设计提高了生物学家对数据的探索和分析。关键词生物通路，生物通路可视化，交互式可视化，界面设计万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文。

12、容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。论文作者签名日期年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印缩印或其它复制手段保存论文。保密论文在解密后遵守此规定论文作者签名日期年月日指导教师签名日期年月日万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文摘要随着生物技术的研究进展，产生了大。

参考资料：

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