DE19960043A1 - Orthogonales Navigieren in Objekthierarchien - Google Patents
Orthogonales Navigieren in ObjekthierarchienInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft Mittel und ein von einem Computersystem ausführbares Verfahren zum Navigieren innerhalb einer Baumstruktur mit Blattknoten, die beliebige Objekttypen, d. h. zusammengehörige Daten, die als Einheit behandelt werden, darstellen. DOLLAR A In der Erfindung wird ein Wegpunkt-Darstellungsschritt vorgeschlagen, in dem, nachdem mindestens ein Nicht-Blatt-Knoten als Wegpunkt ausgewählt worden ist, nur der Pfad und die Nicht-Blatt-Knoten in der Baumstruktur vom Wegpunkt bis zur Wurzel der Baumstruktur in einem Baumstrukturbereich angezeigt wird. Außerdem ist in diesem Baumstrukturbereich der vollständige Teilbaum des Wegpunktes dargestellt. Zusätzlich oder alternativ kann nach der Auswahl des Wegpunktes eine Wegbox für den Wegpunkt angezeigt werden, in der Objektidentifikationen aller Objekte aller Blattknoten im Teilbaum des Wegpunkts dargestellt werden.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Mittel und ein von einem
Computersystem ausführbares Verfahren zum Navigieren
innerhalb einer Baumstruktur mit Blattknoten, die beliebige
Objekttypen, d. h. zusammengehörige Daten, die als Einheit
behandelt werden, darstellen.
Das "Informationszeitalter" ist ein Begriff, der heutzutage
oft zu hören ist, dessen Konsequenzen aber anscheinend
ebenso oft ignoriert werden. Es ist nicht zu leugnen, daß
wir inmitten einer langfristigen, explosionsartigen
Informationsflut stehen, die keinerlei Anzeichen einer
Verlangsamung oder auch nur einer weniger schnellen Zunahme
erkennen läßt. Dies wirft viele Fragen auf; eine der
wichtigsten, wenn nicht sogar die allerwichtigste, ist die
Frage der Organisation.
Das Informationszeitalter hat das Versprechen, daß
Informationen stets verfügbar sein sollen, gehalten, aber
allein die Menge der verfügbaren Informationen macht es
nahezu unmöglich, eine bestimmte Information zu finden, und
erst recht, auf intelligente Weise durch die ständig
wachsende Datenflut zu navigieren. Die zusätzliche Frage,
wie man Informationen über die Beziehungen zwischen
verschiedenen Informationseinheiten und den Kontext der
Informationseinheit irgendwie darstellen kann, macht die
Sache noch komplexer. Wenn man beginnt, große Ansammlungen
zusammengehöriger Daten mit zusätzlichen Informationen über
Kontext und Beziehungen ("Komplexe Informationsstrukturen")
zu betrachten, betritt man ein Gebiet, in dem die Navigation
noch schwieriger ist als bei den rohen Daten - die
zusätzliche Information sollte helfen, die nackten Tatsachen
zu verstehen, aber auch hier ist man von der Menge der
Informationen überfordert, und die vermeintliche Hilfe des
Kontexts wird zu einer Erschwernis.
Der Computer ist dieses Werkzeug, und er ist zum
Hauptverbündeten bei der Bestrebung geworden, der scheinbar
endlosen, chaotischen Masse von Informationen eine Struktur
aufzuzwingen. Wenn man beginnt, neue Wege zu suchen, um
Daten mit Hilfe von Computern zu ordnen und darzustellen,
läuft es auf eine Frage der Ergonomie hinaus. Nämlich die
Frage: Wie kann man diese komplexen Wissensstrukturen so
organisieren und darstellen, daß Menschen bequem in ihnen
navigieren, die gewünschte Information finden und allgemein
den Sinn der Information im Kontext erfassen können? Wie
können wir die richtigen Daten aus der Masse von
Informationen auswählen, und wenn wir sie gefunden haben,
wie können wir dem Benutzer eine Interaktion mit ihnen
ermöglichen?
Vor diesem Hintergrund ist die Darstellung großer
Informationsmengen bereits seit einigen Jahrzehnten ein
aktiver Forschungsbereich in einer Vielzahl von Gebieten.
Die Arbeit an Mensch-Maschine-Schnittstellen, die Abfrage
von Informationen, die grafische Gestaltung, die
Kognitionswissenschaft, die virtuelle Realität - jeder
Bereich konzentriert sich auf bestimmte Aspekte oder
Prinzipien des Problems. Innerhalb des Kontexts der
Verwaltung von Wissen hat man es mit einem breiten Spektrum
von Informationstypen zu tun: unaufbereiteten Texten,
strukturierten Texten, kommentierten Informationen,
teilweise automatisch generierten Informationseinheiten, die
noch unbekannten Strukturregeln gehorchen,
Beziehungsinformationen und hierarchischen
Meta-Informationen. Die Fähigkeiten von
Informations-Browsern (interaktiven Suchprogrammen) oder
Navigatoren können deshalb daran gemessen werden, wie gut
sie einige der wichtigsten Erwartungen erfüllen, z. B.:
- - Darstellung teilweise strukturierter Informationen unterschiedlicher Größe
- - übersichtliche Anordnung der Information
- - Möglichkeit der interaktiven Erkundung von Informationsräumen
Anders ausgedrückt: in diesem Kontext, wo es um Mischung aus
von Menschen aufbereiteten Informationsträgern (geschriebene
Texte) und von Maschinen generierten Strukturen
(Objekthierarchien, beschreibende Labels, d. h. "Begriffe")
geht, ist eine eine Informationsstruktur nicht per se
nützlich, sondern wird es erst durch ihre Wahrnehmung. Die
verbleibende Frage lautet: Welche Aspekte dieser gemischten
Information können betont werden, um eine optimale
Wahrnehmung zu erreichen? Im folgenden vergleichen wir
einige neuere Arbeiten aus der Kognitionswissenschaft, der
grafischen Darstellung, der Informationsabfrage und des
Informationsmanagement nach ihren jeweiligen Modalitäten.
Y. Arens und E. Hovy, How to Describe What? Towards a Theory
of Modality Utilization, Meeting of Cognitive Science
Society, Cambridge, Mass Cognitive Science Society, S.
487-494, August 1990, beschreiben eine Theorie der
Modalitätenverwendung, in der sie drei Aspekte einer
Informationseinheit unterscheiden: die inneren Eigenschaften
des Objekts, die Eigenschaften der Objektklasse, zu der das
Objekt gehört, und die Eigenschaften einer ausgewählten
Gruppe von Objekten, d. h. die Information, um die es geht
und die momentan im Mittelpunkt steht.
Diese drei Aspekte sind in verschiedenen Designs von
Baumstruktur- und grafischen Browsern, grafischen
Abfragesprachen, grafischen Informationsabfrage-
Schnittstellen und allgemeinen Multimedia-
Informationssystemen zu finden. Bereits vor einer
detaillierteren Analyse kann erwartet werden, daß alle
implementierten Systeme sich in bezug auf das gewählte
Paradigma für ihr Mittel zur interaktiven Erkundung von
Informationsstrukturen radikal unterscheiden.
Informationsabfrage-(IR)-Schnittstellen wie GUIDO und VIBE,
vorgeschlagen von Robert R. Korfhage und Kai A. Olsen,
Information Display: Control of Visual Representations,
Workshop on Visual Languages, IEEE Computer Society, S.
56-61, Oktober 1991, bieten einen vorstrukturierten
Informationsraum zur Visualisierung der Beziehungen zwischen
Dokument und Dokument oder zwischen Dokument und Begriff.
Der Informationsraum ist definiert durch (Abfrage-)Begriffe,
die eine bestimmte Geometrie aufweisen (z. B. eine
rautenförmige Anzeigefläche mit dreieckigen Segmenten).
Dokumentdarstellungen (kleine Rechtecke) werden in dem
Segment positioniert, wo sie die größte Überschneidung mit
Begriffen, die diesen Segmenten zu eigen sind, aufweisen.
Hierarchische Informationen werden wegen des begrifflich
strikten Layout-Paradigmas kaum angezeigt. Andererseits ist
bekannt, daß Ansätze mit hierarchischer Organisation zu den
mächtigsten Klassifizierungskonzepten gehören und weitgehend
der menschlichen Denkweise entsprechen.
Grafische Benutzeroberflächen (GUI) von IR-Systemen, die auf
einem dreidimensionalen Raum basieren, konzentrieren sich
meist nur auf die Anzeige des hierarchischen Aspekts von
Informationen. Systeme mit konischen Baumstrukturen, siehe
z. B. George G. Robertson und Jock D. Mackinlay und Stuart K.
Card, Cone Trees: Animated 3D Visualizations of Hierarchical
Information, Proceedings of ACM CHI'91 Conference on Human
Factors in Computing Systems, S. 189-194, 1991, bilden
Informationen über die hierarchische Beziehung zwischen
Begriff und Dokument direkt auf einen 3D-Layout-Algorithmus
ab. Mit Hilfe interaktiver grafischer Operationen wie Zoomen
und Drehen kann man sich einen Überblick verschaffen und
Details betrachten. Im Zentrum des Designs steht der
Benutzer, der den 3D-Raum erkunden muß. Konsequenz und
Nachteil dieses Designs bestehen darin, daß die kognitive
Belastung typischerweise sehr hoch ist, wenn man
Eigenschaften einer bestimmten Gruppe von Objekten
identifizieren und vergleichen muß.
Ein anderes spezielles Verfahren, das für die Darstellung
komplexer Informationsstrukturen vorgeschlagen worden ist
und ebenfalls zu der Klasse gehört, die den 3D-Raum nutzt,
besteht darin, die Eigenschaften einer hyperbolischen
Geometrie zu nutzen, um eine Darstellung zu erreichen, die
sowohl einen inhärenten Schwerpunkt setzt (indem die
Aufmerksamkeit des Benutzers auf einen aktuellen Knoten
gelenkt wird) als auch einen Kontext, d. h. Informationen
über die Beziehung zwischen dem aktuellen Knoten und anderen
Knoten im System, liefert, indem durch ein Netzwerk von
Knoten navigiert wird.
Beliebige Datenstrukturen wie Einheit-Beziehung-Modelle
werden typischerweise auf einen - mehr oder weniger -
spezialisierten grafischen oder
Baumstruktur-Layoutalgorithmus abgebildet. Die Semantik der
Beziehungen wird auf bestimmte Aspekte des grafischen
Layouts abgebildet. In GraphLog, siehe z. B. Stuart K. Card
und George G. Robertson und Jock D. Mackinlay, The
Information Visualizer, An Information Workspace,
Proceedings of ACM CHI'91 Conference on Humanfactors in
Computing Systems, S. 181-188, 1991, kann man sogar
Struktur/Semantik-Abfragen formulieren, indem man Objekte
zeichnet; der Benutzer dieses Systems arbeitet also mit
seinem eigenen Begriffsmodell der zugrunde liegenden
Semantik. Dieses Paradigma besitzt aber keine Mittel, um die
vage Semantik und Beziehung auszudrücken, die innerhalb der
betrachteten Objekte verborgen ist (z. B. das Thema eines
Textelements oder die Beziehung zwischen zwei Dokumenten).
Hypertext-basierte Systeme interpretieren
Strukturinformationen (die Hyperlinks) auf verschiedene
Weise. Jeder Hyperlink stellt eine explizite Verknüpfung
(basierend auf Themen-, Kommentar-,
Zugehörigkeitsinformationen o. ä.) zwischen verschiedenen
Informationseinheiten dar. Das Layout der globalen Struktur
in Systemen wie NoteCards, siehe z. B. C. Foss, Effective
Browsing in Hypertext Systems, Conference of RIAO, S. 82-98,
1988, ist so optimiert, daß die interaktive Erkundung und
Bearbeitung des Hyperspace möglichst leicht gemacht wird, da
dies der Verwendungszweck solcher Systeme ist. Ein Nachteil
der Navigation in durch Hyperlinks verknüpften Informationen
ist das Gefühl der Orientierungslosigkeit, das Benutzer
dabei oft empfinden. Zwei ziemlich seltsam benannte
Probleme, die sich aus der Navigation im Hypertext ergeben,
wurden bereits identifiziert: das "Problem der eingebetteten
Abschweifung" und das "Kunstmuseum-Phänomen". Bei dem
"Problem der eingebetteten Abschweifung" geht es um die
Schwierigkeiten, die dadurch entstehen, daß die meisten
Hypertexte mehrere Auswahlmöglichkeiten bieten. Der Benutzer
kann in ein vielfach verwobenes Netzwerk von Informationen
eintauchen, die ihn vom gewählten Pfad wegführen können und
vielleicht dazu führen, daß er seinen Platz im Dokument
verliert. Alternativ kann der Benutzer vergessen, von einer
Abschweifung wieder zurückzukehren, oder vergessen, einen
vorher geplanten Pfad zu verfolgen. Das
"Kunstmuseum-Phänomen" hat mit einer Gruppe von Problemen zu
tun, die beim Lernen durch interaktives Suchen (Browsing)
entstehen. Browsing ist eine offene und erforschende
Informationssuche, bei der Ideen von einem Knoten zu einem
anderen verfolgt werden, oft auf eine vage und unspezifische
Art und Weise. Daß das Browsing ungerichtet ist, bedeutet,
daß Benutzer sich oft einfach von einem Hypertext zum
nächsten bewegen, ohne innezuhalten, um die in dem Dokument
dargelegten Ideen zu studieren oder darüber nachzudenken.
Der Benutzer kann deshalb möglicherweise nicht erkennen,
welche Knoten bereits besucht worden sind, oder welche Teile
des Erkundungsraums noch nicht betrachtet wurden.
Baumstrukturalgorithmen und Grafikdarstellungsalgorithmen
wie sie z. B. in K. Sugiyama und K. Misue, Visualization of
structural information Automatic drawing of Compound
Digraphs, IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics,
21(4) S. 876-892, July/August 1991 beschrieben werden,
konzentrieren sich typischerweise auf die globale
Optimierung (Anzahl der sich kreuzenden Verknüpfungen, Raum,
Distanz) der widersprüchlichen Eigenschaften des
Gesamt-Grafiklayouts. Oder sie dürfen nicht gegen eines der
Layout-Kriterien (z. B. keine sich überkreuzenden
Verknüpfungen beim Entwurf von elektrischen Schaltungen)
verstoßen, müssen dafür aber andere opfern. Beide Varianten
lassen erkennen, daß diese Algorithmen in erster Linie
entwickelt wurden, um technische Schwierigkeiten zu
überwinden (wie z. B. die Beschränkung des
Darstellungsraums), daß sie aber nicht als Kern einer
Informationserkundungsumgebung zu betrachten sind.
Wenn man nun wieder auf die Theorie der "Modalitätennutzung"
zurückkommt, kann man abschließend feststellen, daß keines
der erwähnten Systemdesigns alle drei Aspekte eines
Informationsobjekts auf einzigartige Weise berücksichtigt.
Wenn man die Interaktivität zwischen den visualisierten
Strukturen und einem Benutzer ins Spiel bringt, zeigen sich
sogar noch mehr Nachteile, und es bestätigt sich, daß ein
Darstellungsdesign mit einer radikal anderen Technik
benötigt wird.
Die Erfindung basiert auf der Aufgabe, die Visualisierung
großer und komplexer Objektstrukturen und die interaktive
Navigation von Benutzern in solchen Umgebungen zu
verbessern. Spezieller basiert die Erfindung auf der
Aufgabe, die erwähnten Verbesserungen im Kontext komplexer,
hierarchisch organisierter Objektstrukturen zu realisieren,
so daß der Benutzer neue Einsichten in die Beziehungen
zwischen den Objekten erkennen und gewinnen kann und
gleichzeitig der Schwerpunkt nur auf diejenigen Aspekte der
Objekte gesetzt wird, die für den Benutzer wirklich
interessant sind.
Die Aufgaben der Erfindung werden durch die unabhängigen
Ansprüche erfüllt. Weitere vorteilhafte Anordnungen und
Ausführungsformen der Erfindung werden in den betreffenden
Unteransprüchen definiert.
Die Erfindung lehrt ein von einem Computersystem
ausführbares Verfahren zum Navigieren in einer Baumstruktur.
Die Baumstruktur umfaßt mindestens einen Blattknoten, der
ein Objekt darstellt, und mindestens einen
Nicht-Blatt-Knoten. In der Erfindung wird ein
Wegpunkt-Darstellungsschritt vorgeschlagen, in dem, nachdem
mindestens ein Nicht-Blatt-Knoten als Wegpunkt (travel
point) ausgewählt worden ist, nur der Pfad und die
Nicht-Blatt-Knoten in der Baumstruktur vom Wegpunkt bis zur
Wurzel der Baumstruktur in einem Baumstrukturbereich
angezeigt wird. Außerdem ist in diesem Baumstrukturbereich
der vollständige Teilbaum des Wegpunktes dargestellt.
Zusätzlich oder alternativ kann nach der Auswahl des
Wegpunktes eine Wegbox (travel box) für den Wegpunkt
angezeigt werden, in der Objektidentifikationen aller
Objekte aller Blattknoten im Teilbaum des Wegpunkts
dargestellt werden.
Das vorgeschlagene Verfahren unterstützt die Ansätze mit
hierarchischer Organisation, von der bekannt ist, daß sie
eines der mächtigsten Klassifizierungskonzepte darstellt,
das in weiten Teilen der menschlichen Denkweise entspricht.
Für dieses Organisationsprinzip wird ein Ansatz
vorgeschlagen, der einerseits die Menge der angezeigten
Daten erheblich reduziert und andererseits die angezeigten
Daten erheblich erweitert. Die Menge der angezeigten Daten
wird erheblich reduziert, da die Baumstruktur zwischen einem
Wegpunkt und der Wurzel des Baums auf den
dazwischenliegenden Pfad reduziert wird. Die Menge der
angezeigten Daten wird andererseits erheblich erweitert, da
der vollständige Teilbaum zwischen einem Wegpunkt auf eine
"flache" Struktur zusammengeklappt wird, die alle Blätter
des Teilbaums eines bestimmten Wegpunktes umfaßt. Deshalb
wird unterhalb eines Wegpunktes eine objektzentrierte
Ansicht eingeführt. Die nicht-hierarchische Datendarstellung
hat den Vorteil, daß der Benutzer immer alle Objekte an den
Blättern unterhalb eines bestimmten Knotens im
hierarchischen Baum sieht. Auf diese Weise wird die
Beziehung zwischen den elementaren Objekten und der
strukturellen Position innerhalb der Datensammlung immer
offengelegt. Durch dieses einzigartige Darstellungsverfahren
erhält der Benutzer einen wesentlich besseren Eindruck von
der "Ähnlichkeit" von Objekten und ihrer Beziehung zu
anderen Objekten, so daß er die Ordnung der Information
leichter erkennen kann. Aus der Sicht der Modalitätennutzung
stehen die "Eigenschaften der Klasse", zu der ein Objekt
gehört, und die "Eigenschaften einer ausgewählten
Objektgruppe" gemeinsam im Zentrum des Interesses. Es werden
nur die Daten angezeigt, an denen der Benutzer wirklich
interessiert ist - die nicht ausgewählten Äste des Baums
werden weggeklappt, und es wird nur der direkte Pfad zur
Wurzel dargestellt.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der Blattknoten mit Ob
jektattributen der Objekte verknüpft ist, und wenn der
Nicht-Blatt-Knoten mit den Objektattributen aller
Blattknoten des Teilbaums des Nicht-Blatt-Knotens verknüpft
ist. Innerhalb der Wegbox wird im
Wegpunkt-Darstellungsschritt mindestens ein Objektattribut
des Wegpunktes angezeigt. Der Wegpunkt wird im
Wegpunkt-Darstellungsschritt optisch markiert.
Die Wegboxen stellen also eine "zweite Dimension" der
Ansicht, parallel zur Objektstruktur, dar. Diese zweite
Dimension ist eine "inhaltsorientierte" Ansicht, da die
Attribute, die Semantik und Inhalt der Objekte betreffen,
angezeigt werden. Aus der Sicht der Modalitätennutzung
werden die "inneren Eigenschaften" der angezeigten Objekte
enthüllt. Dieser Ansatz ermöglicht es einem Benutzer, große
Objektsammlungen (z. B. Sammlungen von Dokumenten) zu
erkunden und etwas über ihre Struktur zu erfahren. Der
Benutzer kann aus verschiedenen Perspektiven Einblicke in
die Daten erhalten.
Weitere Vorteile ergeben sich durch einen aufwärts
gerichteten Navigationsschritt, in dem nach Auswahl eines
Elternknotens eines aktuellen Wegpunktes der
Wegpunkt-Darstellungsschritt mit dem Elternknoten als neuem
Wegpunkt ausgeführt wird. In einem abwärts gerichteten
Navigationsschritt wird nach Auswahl eines Tochterknotens
eines aktuellen Wegpunktes der Wegpunkt-Darstellungsschritt
mit dem Tochterknoten als neuem Wegpunkt ausgeführt wird.
Der Elternknoten und die Tochterknoten können im
Baumstruktur-Bereich und/oder in der Wegbox durch Auswahl
eines Aufwärts-Steuerelements bzw. eines Abwärts-Steuerele
ments ausgewählt werden. Ein direkter Tochterknoten des
Wegpunkts kann in der Wegbox folgendermaßen ausgewählt
werden: entweder durch eine Objektidentifikation oder durch
ein Objektattribut in Verbindung mit der Auswahl eines
Abwärts-Steuerelementes.
Diese Funktionen ermöglichen einem Benutzer die dynamische
Navigation in zwei Dimensionen. Die Navigation auf
Objektebene ist von den Wegboxen aus möglich; außerdem ist
die Navigation in bezug auf die Position innerhalb der
hierarchischen Struktur möglich. Innerhalb einer Wegbox kann
ein Ast des Baums über ein bestimmtes Objekt bis zu den
Blättern hinab verfolgt werden, unabhängig von der Tiefe des
Objekts im Baum. Dies kann zu neuen Einsichten über die
Gesamtstruktur der Datensammlung und die Gruppierung der
Objekte führen. Innerhalb der hierarchischen Struktur können
die Wegpunkte verschoben werden, und der Baum wird
entsprechend erweitert oder teilweise reduziert. Die
Navigation auf einer der beiden Ebenen (Objektebene oder
Baumhierarchie) bewirkt, daß beide Ansichten dynamisch
aktualisiert werden; beide Ansichten sind also dynamisch
miteinander gekoppelt und bieten einen flexiblen und leicht
zugänglichen Überblick über die Daten. Der Benutzer kann auf
eine sehr interaktive und gleichzeitig komfortable Weise
riesige Objektsammlungen erkunden und etwas über ihre
Struktur erfahren. Er kann aus verschiedenen Perspektiven
Einblicke in die Daten gewinnen und anhand der Position im
Baum, den Attributen oder Objekten selber navigieren, wobei
jeder Navigationsschritt sich auf verschiedenen Ebenen
widerspiegelt. Dieses neue Browsing-Verfahren ist ein
Schlüssel zu aufstrebenden Technologiebereiche wie dem
Informations- und Inhaltsmanagement, wo ein Benutzer mit
automatisch generierten Hierarchien zu tun hat. Es wird
immer wichtiger, in kurzer Zeit Erkenntnisse über ihre
Struktur zu gewinnen und ihren Inhalt zu bewerten.
Weitere Vorteile lassen sich durch einen
Navigations-Initialisierungsschritt erzielen. Nach Auswahl
eines Objektattributs entweder aus einem
Attributlistenbereich, in dem eines oder mehrere
Objektattribute der Baumstruktur angezeigt werden, oder aus
der Wegbox, ermittelt der Navigations-Initialisie
rungsschritt die direkten Elternknoten von Blattknoten, die
mit dem ausgewählten Objektattribut verknüpft sind. Er wählt
die ermittelten Nicht-Blatt-Knoten als Wegpunkte aus und
führt für diese Wegpunkte den Wegpunkt-Darstellungsschritt
aus.
Auf diese Weise liefert die vorgeschlagene Attributliste dem
Benutzer eine "dritte Dimension" der Navigation. Die
Attributliste dient als Auswahlliste zum Zugriff auf die
Blätter der Hierarchie, d. h. auf die Objekte. Es werden nur
die Blätter angezeigt, die die Auswahlkriterien erfüllen.
Die Attributliste kann durch verschiedene Suchkriterien,
Sortierungskriterien usw. erweitert werden. Die Daten werden
klar und leicht zugänglich dargestellt. Da der Benutzer den
Einstiegspunkt zu den Daten aus der Attributliste auswählen
kann, wird nur die Information dargestellt, die für ihn
interessant ist. Im Idealfall werden alle Attribute aller
Objekte der gesamten Baumstruktur im Attributlistenbereich
dargestellt.
Weitere Vorteile lassen sich erzielen, wenn bei der
Navigation in der Baumstruktur eine Wegpunktidentifikation
in einer Liste (history record) der zuletzt benutzten
Wegpunkte protokolliert wird. Dafür gibt es einen
Protokoll-Listen-Navigationsschritt, in dem nach Auswahl
eines Protokoll-Steuerelements in der Wegbox der vorherige
Wegpunkt in der Liste der zuletzt benutzten Wegpunkte
verwendet wird, um den Wegpunkt-Darstellungsschritt
auszuführen.
Durch die Protokollfunktion hat der Benutzer die
Möglichkeit, auf dem Weg, den er gekommen ist, wieder in der
Hierarchie zurückzugehen, oder neue Pfade zu verfolgen.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Objekte Dokumente
darstellen und/oder die Objektattribute lexikalische
Affinitäten (zum Verständnis lexikalischer Affinitäten nach
dem Stand der Technik siehe Beschreibung weiter unten) des
Dokuments sind, und wenn die Objektattribute nach der
Häufigkeit des Vorkommens der lexikalischen Affinitäten
geordnet werden.
Basierend auf einer Ansammlung dieser Funktionen stellt der
Navigator schließlich ein mächtiges Werkzeug für die
Erkundung von Datenräumen dar, das seinen Ursprung im
Technologiebereich der Informationsgewinnung hat.
Fig. 1 ist eine Übersicht über den GUI-Navigator, der
die Elemente der drei Erkundungsdimensionen, nämlich eine
"Attributauswahlliste", einen "hierarchischen
Baumstruktur-Browser" und "Wegboxen", zur Erkundung großer
Objektsammlungen miteinander kombiniert.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine Attributliste, in
der alle Attribute anzeigt werden, die an den Knoten in der
Baumstruktur auftauchen; die Anzahl der Knoten, für die ein
Attribut zutrifft, ist hinter den einzelnen Attributen in
Klammern angegeben.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel für eine Attributliste, die
den Schwerpunkt auf die Suchfunktion setzt; hier kann der
Benutzer einen Suchbegriff eingeben, der ihn zu dem
gesuchten Attribut führt; falls keine exakte Entsprechung
gefunden wird, wird die orthografisch ähnlichste
Entsprechung auswählt.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel für einen
Baumstrukturansicht-Bereich in einem Anfangszustand, in dem
drei Wegpunkte im hierarchischen Baum, die ihrerseits die im
Teilbaum dieser Wegpunkte enthaltenen Objekte anzeigen, und
die direkten Pfade vom Wegpunkt zur Wurzel des Baums
angezeigt werden. Der Benutzer kann diese Ansicht
heranzoomen, indem er einen Zoomfaktor angibt.
Fig. 5 zeigt einen Baumstrukturansicht-Bereich mit
verschobenem mittlerem Wegpunkt; indem ein Wegpunkt nach
oben (oder nach unten) gezogen wird, wird der Knoten
erweitert und alle darunter liegenden Knoten werden
angezeigt.
Fig. 6 zeigt den Baumstrukturansicht-Bereich aus Fig.
6, wobei der mittlere Wegpunkt einen Schritt weiter aufwärts
zum Wurzelknoten verschoben worden ist; wenn der Wegpunkt
weiter nach oben gezogen wird, wird der darunter liegende
Baum weiter expandiert.
Fig. 7 zeigt die Baumstrukturansicht aus Fig. 6 nach
einer Abwärtsverschiebung des mittleren Wegpunktes; in der
zweiten Verzweigung (von rechts gezählt) folgte der Benutzer
einem neuen Pfad abwärts, indem er den mittleren Wegpunkt
verschoben hat.
Fig. 8 zeigt eine Wegbox mit einem ersten Inhalt; die
Wegbox entspricht dem mittleren Wegpunkt in Fig. 4 und zeigt
in ihrem unteren Teil einen Navigationspfeil für den Weg
nach oben, eine Angabe der Entfernung bis zur Wurzel (5
Schritte), die Infra-Cluster-Ähnlichkeit. Im oberen
Mittelteil der Box werden alle Attribute angezeigt, die an
diesem Wegpunkt zur Verfügung stehen. Im unteren Mittelteil
der Box werden die unter dem Wegpunkt liegenden Objekte
angezeigt.
Fig. 9 zeigt eine Wegbox mit einem zweiten Inhalt; die
Wegbox entspricht der mittleren Wegbox in Fig. 5. Zusätzlich
wird im unteren Teil der Box das Steuerelement für die
Abwärts-Navigation angezeigt, mit dem der Benutzer innerhalb
der Baumstruktur abwärts bis zum nächsten Knoten navigieren
kann, der durch das in der unteren mittleren Box
hervorgehobene Objekt angegeben wird. Die Schaltfläche
"Back" (Zurück) verschiebt den Wegpunkt auf den zuletzt
benutzten Wegpunkt (Protokollfunktion).
Fig. 10 zeigt eine Wegbox mit einem dritten Inhalt, die
der mittleren Wegbox in Fig. 7 entspricht.
Fig. 11 zeigt alle drei Wegboxen, die den Wegpunkten von
Fig. 4 entsprechen. Bei einer Aktivierung, d. h. Auswahl
eines Dokuments in einer Wegbox werden weitere Informationen
über das Dokument angezeigt, z. B. der Titel des Dokuments.
Fig. 12 zeigt die wichtigsten Interaktionen zwischen den
beschriebenen Implementierungs-Objekttypen.
Die vorliegende Erfindung kann auf eine beliebige Art
hierarchischer Strukturen mit einem Baum aus Knoten
angewendet werden. Die Baumstruktur kann eine beliebige
Komplexität und Tiefe aufweisen. Die Blattknoten in der
Baumstruktur können eine beliebige Objektart darstellen.
Objekte sind in dieser Terminologie als Sammlung von Daten
zu verstehen, die als Einheit behandelt werden sollen.
Außerdem können den Objekten Attribute beliebiger Art für
die weitere Charakterisierung der Objekte zugeordnet werden.
Die vorliegende Erfindung wird in ihrer Anwendung auf das
Gebiet der Informationsgewinnung allgemein oder der
Textgewinnung im besonderen erläutert. Dieser
Anwendungsbereich wurde nur deshalb gewählt, weil die
Informationsgewinnung mit besonders großen und komplexen
Baumstrukturen von Objekten konfrontiert ist, so daß ein
Browser (auch als Navigator bezeichnet), der auf der
vorliegenden Erfindung basiert, offensichtlich von den
Vorteilen der vorgeschlagenen Lehre profitiert. Keinesfalls
ist die vorliegende Erfindung auf diesen speziellen
Anwendungsbereich beschränkt.
Die Objekte in diesem Bereich der Informationsgewinnung sind
Dokumente aus allen möglichen Quellen, einschließlich
Transaktionen, E-Mails, Internet-Seiten u. a. Im folgenden
werden deshalb die Begriffe "Objekt" und "Dokument" oft
austauschbar verwendet. Die typische große Anzahl von
Dokumenten in diesem Bereich wird dann analysiert, indem die
lexikalischen Affinitäten für jedes Dokument ermittelt
werden. Eine lexikalische Affinität ist die Korrelation
zwischen einer Gruppe von Wörtern, die häufig in geringem
Abstand voneinander in den betreffenden Dokumenten
vorkommen. Beispiele für lexikalische Affinitäten sind
Phrasen wie "Online Bibliothek" oder "Computer Hardware".
Lexikalische Affinitäten werden dynamisch generiert und sind
somit für jede Sammlung spezifisch. In diesem
Anwendungsbeispiel sind die ermittelten lexikalischen
Affinitäten die Attribute nach der obigen allgemeinen
Definition, die den einzelnen Objekten zugeordnet sind. Dann
wird die Clusterbildungstechnologie angewandt, indem
lexikalische Affinitäten als Basisbegriffe verwendet werden
und die Ähnlichkeit zwischen den Dokumenten (d. h. zwischen
den Objekten) gemessen wird, indem Vektoren dieser Begriffe
verglichen werden. Ziel und Ergebnis der Clusteranalyse ist
die Ermittlung einer Gruppe von Clustern, oder eine
Clusterbildung, so daß die Ähnlichkeit zwischen den
verschiedenen Clustern minimiert und die Ähnlichkeit
innerhalb der einzelnen Cluster maximiert wird. Ein Cluster
könnte als Gruppe von Objekten definiert werden, deren
Elemente mehr Ähnlichkeit miteinander aufweisen als mit den
Elementen jeder anderen Gruppe. Die Clusterbildung wird also
verwendet, um eine Dokumentensammlung in Teilgruppen, die
Cluster, zu unterteilen, wobei die Elemente jedes Clusters
einander in bezug auf bestimmte interessante Eigenschaften
ähnlich sind. Die Cluster sind in einem hierarchischen
Clusterbaum angeordnet, wo verwandte Cluster im gleichen Ast
des Baums stehen und die Ähnlichkeit innerhalb der Cluster
abnimmt, je näher man zur Wurzel des Clusterbaums kommt.
Innerhalb des Baums bilden die einzelnen Dokumente also die
Blattknoten, und die inneren Knoten (die Nicht-Blatt-Knoten)
bilden Dokument-Cluster, deren Ähnlichkeiten abnehmen, je
weiter man sich aufwärts in Richtung zur Wurzel des Baums
bewegt. Außerdem sind die inneren Knoten (die
Nicht-Blatt-Knoten) mit allen Attributen aller Knoten ihres
Teilbaums verknüpft.
Eine solche Baumstruktur kann sehr tief werden und eine
große Anzahl von Clustern mit nur einigen wenigen Dokumenten
enthalten. Deshalb werden manchmal in einem weiteren
Verarbeitungsschritt konfigurierbare Gruppierungsverfahren
angewandt. Cluster innerhalb des gleichen Astes, die eine
vergleichbare Intra-Cluster-Ähnlichkeit aufweisen, werden zu
einem einzigen Cluster verschmolzen. Dadurch wird die Tiefe
des Baums reduziert und die Suche oder weitere Verarbeitung
erleichtert.
Der Grundansatz der vorliegenden Erfindung besteht darin,
eine simultane "mehrdimensionale" Ansicht der Baumstruktur
zur Verfügung zu stellen, die nach den Interessen des
Benutzers feinabgestimmt werden kann. Im wesentlichen können
drei Dimensionen identifiziert werden: eine erste Dimension,
die die Navigationsposition innerhalb der Baumstruktur
betrifft eine zweite Dimension, die die von den einzelnen
Knoten dargestellten Informationen betrifft; und eine dritte
Dimension, die die Attribute betrifft, welche die
Dokumentensammlung charakterisieren. Jede Dimension kann
parallel zu allen anderen Dimensionen betrachtet werden, und
Änderungen oder die Navigation in einer Dimension kann die
Darstellung der anderen Dimensionen gleichzeitig betreffen.
In diesem Sinn lehrt die vorliegende Erfindung ein
orthogonales Browsing oder eine orthogonale Navigation.
Fig. 1 gibt einen Überblick über den GUI-Navigator, der die
Elemente der drei Erkundungsdimensionen kombiniert.
Im linken oberen Teil (101) des Navigators steht der Name
der zu betrachtenden Sammlung, zusammen mit Informationen
über die zur Generierung der Sammlung verwendeten Werte
("Top Threshold" (102), "Bottom Threshold" (103), "Slices"
(104) - diese Parameter konfigurieren die Verarbeitung des
Aufteilungsverfahrens - und die Anzahl der Dokumente in der
Sammlung (105)). Jedes Element in diesem Bereich (101)
stellt eine separate Baumstruktur dar, die ein Benutzer zur
Navigation auswählen kann.
Wenn der Benutzer zum ersten Mal auf die Hierarchie
zugreift, erscheint eine Attributauswahlbox im
Attributlistenbereich (106); der Attributlistenbereich ist
in Fig. 2 detaillierter dargestellt. Die Attributliste kann
durchsucht werden: der Benutzer kann in dem Feld (107) im
unteren Teil der Anzeige einen Suchbegriff eingeben, und der
hervorgehobene Bereich in der Attributliste springt dann,
wie in Fig. 3 detaillierter zu sehen ist, auf das Attribut
(301), der dem Suchbegriff orthographisch am ähnlichsten
ist.
Es gibt drei Möglichkeiten, ein Attribut aus der
Attributliste auszuwählen:
- - Der Benutzer kann mit den Bildlaufleisten (302) auf der rechten Seite der Attributauswahlliste die alphabetisch geordnete Attributliste durchblättern.
- - Wenn ein Suchbegriff unten in das entsprechende Feld (107) eingegeben wird, springt der Navigator genau an die Stelle in der Listenansicht, die dem Suchbegriff orthographisch am ähnlichsten ist.
- - Wenn ein Benutzer sich nur für die lexikalischen Affinitäten interessiert, die mindestens n mal vorkommen, kann er in das Suchfeld mit der Bezeichnung "min. frequency" (108) n eingeben und dann die Attributliste anklicken. In diesem Fall werden nur die Attribute angezeigt, die mindestens n mal vorkommen.
Natürlich können die verschiedenen Auswahlmechanismen
kombiniert werden, z. B. indem zuerst mit Hilfe der
Häufigkeitssuche die Anzahl der Attribute begrenzt wird und
mit dem Ergebnis dann eine orthografische Suche durchgeführt
wird.
Wenn ein Attribut in der Attributliste angeklickt wird,
führt das Darstellungsverfahren eine der folgenden
Aktivitäten aus:
- - Nach Auswahl eines Objektattributs aus dem Attributlistenbereich, in dem die Objektattribute der Baumstruktur angezeigt werden, werden die Nicht-Blatt-Knoten, die direkte Elternknoten von Blattknoten mit den ausgewählten Objektattributen sind, ermittelt. Diese Nicht-Blatt-Knoten werden dann als sogenannte Wegpunkte ausgewählt.
- - Rechts unten, im Baumstrukturbereich (140), wird der vollständige Baum auf eine bestimmte Weise dargestellt. Wie der Baum für die vorliegende Situation aussieht, ist in Fig. 4 zu sehen. Die aktuellen Wegpunkte (401, 402, 403) sind optisch hervorgehoben, indem die aktuelle Position der Cluster grün dargestellt wird. In bezug auf die Baumstruktur zwischen den aktuellen Positionen und der Wurzel des Baums wird nur der direkte Pfad von den aktuellen Positionen, d. h. den aktuellen Wegpunkten, bis zur Wurzel dargestellt. Was die Baumstruktur unterhalb der aktuellen Wegpunkte betrifft, wird der vollständige Teilbaum der aktuellen Wegpunkte im Baumstrukturbereich angezeigt. Fig. 4 zeigt genau diesen Anfangszustand in bezug auf die festgelegten Wegpunkte. Auf der untersten Ebene des Baums sind die einzelnen Objekte, d. h. die Dokumente, dargestellt.
- - Als weiterer Darstellungsschritt nach der Auswahl von
Wegpunkten wird im rechten oberen Teil der Anzeige (108)
für jeden Wegpunkt (z. B. 141, 142, 143) eine sogenannte
Wegbox (110, 120, 130) angezeigt; d. h. jedem Cluster, das
das betreffende Attribut enthält, wird eine Wegbox
zugeordnet. Weitere Einzelheiten zum Layout einer Wegbox
sind in Fig. 8 zu sehen.
- - Im unteren Teil (801) jeder Wegbox werden alle Dokumente, d. h. alle Blattknoten des Baums, im aktuellen Cluster (d. h. unterhalb des aktuellen Wegpunktes) angezeigt. Dies sind alle Dokumente, die unterhalb des aktuellen Knotens liegen, unabhängig von ihrem Abstand vom aktuellen Knoten. Diese Dokumente können durch Doppelklicken geöffnet und gelesen werden (das Anzeigen eines Objekts ist eine Visualisierungsanforderung), oder ihre Titel können durch einfaches Anklicken der Objektidentifikation (1102) angezeigt werden (siehe z. B. Fig. 11 und das Feld (1101)).
- - Im mittleren Teil (802) werden die N (im vorliegenden Fall N = 3) wichtigsten lexikalischen Affinitäten des Wegpunkts (Clusters) angezeigt.
- - Oben rechts (803) in jeder Objektanzeige, d. h. Wegbox, wird die Ähnlichkeit der Dokumente im betreffenden Cluster in % angezeigt.
- - Im oberen Mittelteil (804) wird der Abstand zwischen dem aktuellen Cluster und der Wurzel, d. h. die Anzahl der Elternknoten vom aktuellen Wegpunkt zur Wurzel des Baums, angezeigt.
- - Wenn eine Wegbox durch Anklicken aktiviert wird (z. B. (120) in Fig. 1), wechselt die Farbe des betreffenden Wegpunkts (142) in der Baumstrukturanzeige von grün auf rot, d. h. er wird optisch markiert.
Der Benutzer kann entweder im Objektansich-Fenster (108),
d. h. in den Wegboxen (110, 120, 130), oder im
Baumstrukturansicht-Fenster (140) über die Wegpunkte (141,
142, 143) navigieren. Der Navigationsschritt wird immer in
beiden Anzeigen widergespiegelt. Dies garantiert auf eine
einzigartige und systematische Weise, daß die "flache",
inhaltszentrierte Ansicht, repräsentiert durch die Wegboxen,
immer mit der hierarchischen, sammlungsstruktur-zentrierten
Ansicht der Daten gekoppelt ist. "Flach" bedeutet in diesem
Zusammenhang, daß alle Blätter des Teilbaums eines
bestimmten Wegpunktes angezeigt werden und die komplette
Baumstruktur unterhalb des Wegpunktes ausgeblendet wird.
Navigation im Objektansicht-Fenster (108):
Wenn die grüne Schaltfläche oben in einer Wegbox (siehe z. B. (805) in Fig. 8) angeklickt wird, werden alle Dokumente des Elternknotens angezeigt; für einen aufwärts gerichteten Navigationsschritt hat die grüne Schaltfläche also die Funktion eines Aufwärts-Steuerelementes. Diese Aktion wird im Baumstrukturansicht-Fenster widergespiegelt, indem der Wegpunkt, der die aktuelle Position bezeichnet, um einen Schritt nach oben verschoben wird.
Wenn die grüne Schaltfläche oben in einer Wegbox (siehe z. B. (805) in Fig. 8) angeklickt wird, werden alle Dokumente des Elternknotens angezeigt; für einen aufwärts gerichteten Navigationsschritt hat die grüne Schaltfläche also die Funktion eines Aufwärts-Steuerelementes. Diese Aktion wird im Baumstrukturansicht-Fenster widergespiegelt, indem der Wegpunkt, der die aktuelle Position bezeichnet, um einen Schritt nach oben verschoben wird.
Wenn die Schaltfläche "Back" (Zurück) angeklickt wird,
(siehe z. B. (901) in Fig. 9), kommt der Benutzer wieder zur
vorherigen Position zurück. Der erfindungsgemäße Navigator
speichert Kennungen für jeden bei der Navigation im Baum
besuchten Wegpunkt in einer Protokoll-Liste. Dadurch ist der
erläuterte Navigationsschritt in bezug auf die
vorhergehenden möglich.
Wenn der aktuelle Knoten (d. h. Wegpunkt) mehr als einen
Tochterknoten hat, hat der Benutzer zusätzlich die
Möglichkeit, ein bestimmtes Dokument auszuwählen, indem er
es einmal anklickt (diese Auswahl hat den Zweck, einen
bestimmten Tochterknoten anzugeben), siehe z. B.
"parent/pat05713.txt" (902) in Fig. 8, und dann die grüne
Schaltfläche (903) anklickt, die ein Abwärts-Steuerelement
darstellt, das einen nach unten gerichteten
Navigationsschritt einleitet. Auf diese Weise kommt der
Benutzer zu dem Ast, der das betreffende Dokument enthält.
Die Navigation kann also dokumentzentriert sein, und der
Benutzer hat die Möglichkeit, mehr über den Inhalt an
bestimmten Strukturknoten zu erfahren.
Navigation im Baumstrukturfenster (108):
Wenn einer der grünen Wegpunkte, z. B. (141, 142 oder 143) angeklickt wird, wird er aktiviert und ändert seine Farbe in rot. Der aktive Teil kann dann im Ast nach oben oder unten gezogen werden, so daß der Baum sich entfaltet oder zusammenfaltet. Die betreffenden Dokumente im Ast und die Statistik werden in der Wegbox für den betreffenden Wegpunkt angezeigt.
Wenn einer der grünen Wegpunkte, z. B. (141, 142 oder 143) angeklickt wird, wird er aktiviert und ändert seine Farbe in rot. Der aktive Teil kann dann im Ast nach oben oder unten gezogen werden, so daß der Baum sich entfaltet oder zusammenfaltet. Die betreffenden Dokumente im Ast und die Statistik werden in der Wegbox für den betreffenden Wegpunkt angezeigt.
Beispiel: Angenommen, der mittlere Wegpunkt (401) in Fig. 4,
der der Wegbox in Fig. 8 entspricht, ist in Fig. 5 zu (501)
nach oben verschoben worden und wird jetzt durch die Wegbox
in Fig. 9 dargestellt. Dieser Prozeß kann iteriert werden,
wie in Fig. 6 zu sehen ist. Sobald ein Wegpunkt mehr als
einen Ast unter sich hat, hat der Benutzer die Möglichkeit,
durch Anklicken der Schaltfläche "Back" (901) in Fig. 9 den
Baum wieder so zu falten, wie er ihn entfaltet hat, oder er
kann ein Dokument, z. B. (902), auswählen und den Baum
mittels (903) so zurückfalten, daß der Ast, der zum
ausgewählten Dokument führt, verfolgt wird. Eine solche
Aktion in der in Fig. 9 dargestellten Wegbox kann zu der
Wegbox in Fig. 10 führen, parallel zur Baumstruktur in Fig.
7. Deshalb ist der Wegpunkt (601) an die neue Position (602)
verschoben worden, was zu Fig. 7 führt.
Wenn der Wurzelknoten des Baums ausgewählt wird, wird der
Baum sehr unlesbar, und die in der Struktur verborgene
Information ist nicht mehr zugänglich. Deshalb bietet die
aktuelle Erfindung die Möglichkeit, in den Baum zu zoomen,
indem einer der Zoom-Faktoren ausgewählt wird (siehe z. B.
die Zoomfunktion (410) in Fig. 4). Nach Auswahl eines
Zoom-Faktors können Bildlaufleisten verwendet werden, um den
gewünschten Teil des Baums anzuzeigen.
Ein Dokument, d. h. ein Objekt, kann durch Doppelklicken
geöffnet werden, um so eine Visualisierung des Objekts zu
ermöglichen. Ein Objekt kann entweder im Baumstrukturbereich
(z. B. 140)) oder von einer Wegbox (z. B. (902) in Fig. 9) aus
ausgewählt werden.
Wenn das Dokument ein Format aufweist, das Tags für den
Titel hat, wird außerdem in der Zeile unterhalb des
Dokumentfensters der Titel des Dokuments angezeigt (siehe
z. B. (1101) in Fig. 11), wenn das Dokument ausgewählt ist
(1101).
Die unten beschriebenen Objektstrukturen sind die
Basisobjekte der bevorzugten Implementierung. Insofern
bezieht sich der Begriff "Objekt" in diesem Zusammenhang auf
die programmtechnische Implementierung (z. B. basierend auf
der objektorientierten Technologie) und darf nicht mit den
"Objekten" (d. h. Objekten mit Attributen, die die
Blattknoten der Baumstruktur darstellen), verwechselt
werden, die mit dem Navigator durchsucht werden können.
Das Attributlistenobjekt, das die programmtechnische
Implementierung des Attributlistenbereichs (siehe z. B. (106)
darstellt, enthält alle Werte, die für das Attribut
vorkommen, das zur Auswahl der anzuzeigenden Cluster benutzt
wird. Im vorliegenden Beispiel werden die Attribute auch als
Cluster-Labels, d. h. als Labels der Wegpunkte, verwendet. In
anderen Kontexten, wenn andere Objekttypen angezeigt werden,
können auch mehrere Attribute verwendet werden, um die
Objekte auszuwählen. Die prinzipielle Implementierung des
Attributliste sieht folgendermaßen aus:
Die Knotendatenobjekte, die die programmtechnische
Implementierung der Knoten in der Baumstruktur darstellen,
die potentiell als Wegpunkte auswählbar sind, repräsentieren
die Cluster. Sie stehen in einer Matrixstruktur. Die
Knotendatenobjekte verweisen aufeinander in bezug auf ihre
hierarchischen Beziehungen. So verweist jedes
Knotendatenobjekt auf sein Elternobjekt und führt eine Liste
mit Zeigern auf seine Tochterobjekte. Ein Cluster wird nur
dann in der Baumstrukturansicht dargestellt, wenn das
isIntreeView-Flag seines Knotendatenobjekts gesetzt ist. Zur
Erklärung der Begriffe: Unter Baumstrukturansicht ist die
Visualisierung des Baumstrukturansicht-Objekts zu verstehen,
das eine programmtechnische Implementierung des
Baumstrukturbereichs ist (siehe z. B. (140)). Entsprechend
wird zwischen einem Knoten und seinem Knotendatenobjekt und
zwischen einer Wegbox und ihrem Wegboxobjekt unterschieden.
Das isVisible-Flag gibt an, ob ein Knotendatenobjekt eine
Darstellung in der Wegbox und somit ein Wegboxobjekt hat.
Die betreffenden Knoten werden in der Baumstrukturansicht
grün (oder rot) dargestellt. Einer der grünen Knoten
und/oder seine Wegbox kann als Wegpunkt ausgewählt werden.
Der ausgewählte Wegpunkt wird in der Baumstrukturansicht rot
dargestellt, seine Wegbox wird hervorgehoben, und das
isSelected-Flag des Knotendatenobjekts wird gesetzt.
Höchstens ein Knoten kann als Wegpunkt ausgewählt werden.
Die prinzipielle Implementierung des Knotendatenobjekts
sieht folgendermaßen aus:
Tochterknoten (Liste der Zeiger)
Elternknoten (Zeiger)
isSelected (Flag)
isVisible (Flag)
isIntreeView (Flag)
Label (Text)
Dokument (Text)
Ähnlichkeit (Zahl)
Abstand von der Wurzel (Zahl)
Elternknoten (Zeiger)
isSelected (Flag)
isVisible (Flag)
isIntreeView (Flag)
Label (Text)
Dokument (Text)
Ähnlichkeit (Zahl)
Abstand von der Wurzel (Zahl)
Das Wegboxobjekt, das wiederum die programmtechnische
Implementierung einer Wegbox (siehe z. B. Fig. 9) ist,
enthält einen Zeiger auf das Knotendatenobjekt, das es
repräsentiert. Außerdem verfolgt ein Rückgängig-Stapel alle
vorhergehenden Navigationsaktionen für dieses Wegboxobjekt;
auf diese Weise wird also ein "Protokoll" implementiert.
Diese Aktionen sind die Auf- und Abwärtsbewegungen in der
Hierarchie. Die prinzipielle Implementierung des
Wegboxobjekts sieht folgendermaßen aus:
Knoten (Zeiger)
Rückgängig-Stapel (letzte 10 Positionen)
Rückgängig-Stapel (letzte 10 Positionen)
Die Baumstrukturansicht zeigt die Knoten, für die das
isIntreeView-Flag gesetzt ist. Ein "Knoten" nach der obigen
Definition als Visualisierung eines Knotendatenobjekts hat
selber kein isIntreeView-Attribut. Der besseren Lesbarkeit
wegen wird im Text nicht immer explizit zwischen diesen
beiden Knotentypen unterschieden. Der Zoom-Faktor kann
eingestellt werden und wird im Baumstrukturansicht-Objekt
gespeichert. Das Baumstrukturansicht-Objekt enthält einen
Zeiger auf den aktuellen Wegpunkt. Die prinzipielle
Implementierung der Baumstrukturansicht sieht folgendermaßen
aus:
Zoom-Faktor (Zahl)
ausgewählter Knoten (Zeiger)
ausgewählter Knoten (Zeiger)
Fig. 12 zeigt die wichtigsten Interaktionen zwischen den
beschriebenen Implementierungs-Objekttypen.
Das Attributlistenobjekt erstellt seine Werteliste durch
Iteration über die Knotendatenobjektmatrix und Zugriff auf
die Label-Felder. Wenn ein Cluster-Label oder allgemeiner
ein Attributwert in der Attributliste vom Benutzer
ausgewählt wird, geschehen drei Dinge:
- - Das Attributlistenobjekt wählt die betreffenden Knotendatenobjekte aus. Dies geschieht, indem die Knotendatenmatrix nach Knoten mit den betreffenden Attributwerten durchsucht wird. Für jedes dieser Knotendatenobjekte wird das isVisible-Flag gesetzt. Von diesen Knoten ausgehend stellt der Algorithmus fest, welche Knoten in der Baumstrukturansicht sichtbar sind (isIntreeView-Flag gesetzt).
- - Zusätzlich leitet das Attributlistenobjekt die Erstellung von Wegboxobjekten für jeden Wegpunkt (ein Knotendatenobjekt, für das das isVisible-Flag gesetzt ist) ein.
- - Die Attributliste löst die Erstellung eines Baumstrukturansicht-Objekts aus.
Wenn ein Wegpunkt in der Baumstrukturansicht ausgewählt
wird, ändert sich seine Farbe von grün in rot, und es
geschieht folgendes:
- - Das isSelected-Kennzeichen im betreffenden Knotendatenobjekt wird gesetzt.
- - Außerdem benachrichtigt das Baumstrukturansicht-Objekt die betreffende Wegbox, die hervorgehoben wird.
Wenn der Wegpunkt im Baum nach oben oder unten verschoben
wird, geschieht folgendes:
- - Das Baumstrukturansicht-Objekt benachrichtigt die zugehörigen Knotendatenobjekte. Das Knotendatenobjekt, das dem vorherigen Wegpunkt zugeordnet ist, setzt sein isSelected-Flag und sein isVisible-Flag zurück. Der Knoten, der jetzt zum neuen Wegpunkt geworden ist, setzt diese beiden Flags.
- - Um seine Anzeige zu aktualisieren, verarbeitet das Baumstrukturansicht-Objekt die Knotendaten, um die Aktualisierung ihrer isInTreeView-Flags auszulösen. Dann erhält es die aktualisierten Informationen von den Knotendatenobjekten, um die Baumstruktur neu anzuzeigen.
- - Das Baumstrukturansicht-Objekt benachrichtigt das Wegboxobjekt, das dem verschobenen Wegpunkt zugeordnet ist. Die in der Wegbox angezeigten Dokumentdaten werden durch die Daten aus dem Knotendatenobjekt des neuen Wegpunkts ersetzt. Für diesen Zweck werden alle Tochter-Verbindungen verfolgt und die Dokumentdaten gesammelt.
Wenn ein Knoten vom Benutzer ausgewählt und zum neuen
Wegpunkt gemacht wird, geschieht folgendes:
- - Die Wegbox wird hervorgehoben. Wenn zuvor eine andere Wegbox ausgewählt war, wird diese nicht mehr hervorgehoben.
- - Das Knotendatenobjekt des vorherigen Wegpunktes wird benachrichtigt und setzt sein isSelected-Flag zurück.
- - Das Knotendatenobjekt, das dem Wegboxobjekt zugeordnet ist, wird benachrichtigt und setzt sein isSelected-Flag.
- - Das Wegboxobjekt benachrichtigt das Baumstrukturansicht-Objekt, das die Baumstruktur neu anzeigt, so daß die Farbe des vorherigen Wegpunktes von rot auf grün und die Farbe des neuen Wegpunkts von grün auf rot wechselt.
Wenn der Benutzer über eine Wegbox navigiert, geschieht
folgendes:
- - Das Knotendatenobjekt, das dem Wegboxobjekt vor der Verschiebung zugeordnet war, wird benachrichtigt, um sein isVisible-Flag und sein isSelected-Flag zurückzusetzen.
- - Das Knotendatenobjekt des neuen Wegpunktes wird benachrichtigt und setzt sein isSelected-Flag.
- - Das isInTreeView-Flag für alle Knotendatenobjekte in der Knotendatenmatrix wird aktualisiert.
- - Das Wegboxobjekt ändert die Liste der angezeigten Dokumente, so daß alle Dokumente, die zu den Knotendatenobjekten gehören, aufgelistet werden und iterativ über die Tochterzeiger des neuen Wegpunktes zu erreichen sind.
- - Die Wegbox aktualisiert ihre Bewegungsprotokoll-Liste.
- - Die Baumstrukturansicht wird benachrichtigt, daß sie die Anzeige aktualisieren muß. Sie holt deshalb die aktualisierten Informationen aus der Knotendatenobjektmatrix.
Knotendatenobjekte, Baumstrukturansicht-Objekte und
Wegboxobjekte sind also miteinander gekoppelt und werden
immer gleichzeitig aktualisiert.
Der Algorithmus zur Berechnung unsichtbarer Teile in der
Baumstrukturansicht und die horizontale Position im Baum
(diese wird für die korrekte Anzeige der Baumstrukturansicht
benötigt) wird durch das folgende Java-Code-Segment
skizziert:
Die Lehre der vorliegenden Erfindung kann auch leicht auf
einen Dateisystemnavigator angewandt werden.
Ein Dateisystemnavigator nach dem Stand der Technik zeigt
ein Dateiauswahlfenster an: Wenn ein Benutzer eine Datei
öffnen will, wird der Inhalt des aktuellen Verzeichnisses im
Auswahlfenster angezeigt. Manchmal kann der Dateityp (als
Filterkriterium) angegeben werden, so daß nur Dateien des
angegebenen Typs angeboten werden. Dennoch werden alle
Verzeichnisse angezeigt, selbst wenn sie selber oder ihre
Unterverzeichnisse keine Datei dieses Typs enthalten. Wenn
der Benutzer nicht mehr weiß, wo sich die Datei, die er
öffnen möchte, befindet, müssen viele Verzeichnispfade
verfolgt werden, um das Dokument zu finden.
Wenn man die Lehre der Erfindung auf dieses Problem
anwendet, werden Dateien und Verzeichnisse als "Objekte"
dargestellt. Die hierarchische Dateisystemstruktur würde der
"Baumstruktur" zugeordnet. Nach einem solchen Ansatz könnten
nicht nur die Dateitypen, sondern auch andere Attribute wie
Autor, Format, Erstellungsdatum usw. und sogar Begriffe, die
im Inhalt der Datei vorkommen, als Filterkriterien angeboten
werden. Für jedes Attribut wird eine Liste von Werten
angeboten, so daß der Benutzer die gewünschten Werte suchen
und auswählen kann.
Gegenüber einem Dateisystemnavigator, der den gesamten
Verzeichnisbaum anzeigt (an dem ein Benutzer typischerweise
gar nicht interessiert ist), reduziert der erfindungsgemäße
Dateisystemnavigator die Datenmenge drastisch, indem
unwichtige Daten abgeschnitten werden: es werden nur die
Dateien, die dem ausgewählten Wert entsprechen, und die
Verzeichnisse, die eine passende Datei enthalten, angezeigt.
Der Suchbaum für die Navigation wird somit erheblich
reduziert.
Claims (13)
1. Ein von einem Computersystem ausführbares Verfahren
zum Navigieren in einer Baumstruktur
wobei die Baumstruktur mindestens einen Blattknoten umfaßt, der ein Objekt repräsentiert, und
die Baumstruktur mindestens einen Nicht-Blatt-Knoten umfaßt, und
das Verfahren gekennzeichnet ist durch einen Wegpunkt-Darstellungsschritt,
in dem, nachdem mindestens ein Nicht-Blatt-Knoten als Wegpunkt ausgewählt worden ist, nur der Pfad und die Nicht-Blatt-Knoten in der Baumstruktur vom Wegpunkt bis zur Wurzel der Baumstruktur in einem Baumstrukturansicht-Bereich angezeigt werden, und
in dem der vollständige Teilbaum des Wegpunktes in diesem Baumstrukturansicht-Bereich dargestellt ist,
und/oder
in dem, nach der Auswahl des Wegpunktes, eine Wegbox für den Wegpunkt angezeigt wird, in der Objektidentifikationen aller Objekte aller Blattknoten im Teilbaum des Wegpunkts angezeigt werden.
wobei die Baumstruktur mindestens einen Blattknoten umfaßt, der ein Objekt repräsentiert, und
die Baumstruktur mindestens einen Nicht-Blatt-Knoten umfaßt, und
das Verfahren gekennzeichnet ist durch einen Wegpunkt-Darstellungsschritt,
in dem, nachdem mindestens ein Nicht-Blatt-Knoten als Wegpunkt ausgewählt worden ist, nur der Pfad und die Nicht-Blatt-Knoten in der Baumstruktur vom Wegpunkt bis zur Wurzel der Baumstruktur in einem Baumstrukturansicht-Bereich angezeigt werden, und
in dem der vollständige Teilbaum des Wegpunktes in diesem Baumstrukturansicht-Bereich dargestellt ist,
und/oder
in dem, nach der Auswahl des Wegpunktes, eine Wegbox für den Wegpunkt angezeigt wird, in der Objektidentifikationen aller Objekte aller Blattknoten im Teilbaum des Wegpunkts angezeigt werden.
2. Ein Verfahren zur Navigation innerhalb einer
Baumstruktur nach Anspruch 1,
bei dem der Blattknoten mit Objektattributen des Objekts verknüpft ist, und
bei dem der Nicht-Blatt-Knoten mit den Objektattributen aller Blattknoten des Teilbaums des Nicht-Blatt-Knotens verknüpft ist, und
bei dem in der Wegbox mindestens ein Objektattribut des Wegpunktes im Wegpunkt-Darstellungsschritt angezeigt wird, oder
bei dem der Wegpunkt im Wegpunkt-Darstellungsschritt optisch markiert wird.
bei dem der Blattknoten mit Objektattributen des Objekts verknüpft ist, und
bei dem der Nicht-Blatt-Knoten mit den Objektattributen aller Blattknoten des Teilbaums des Nicht-Blatt-Knotens verknüpft ist, und
bei dem in der Wegbox mindestens ein Objektattribut des Wegpunktes im Wegpunkt-Darstellungsschritt angezeigt wird, oder
bei dem der Wegpunkt im Wegpunkt-Darstellungsschritt optisch markiert wird.
3. Verfahren zur Navigation innerhalb einer Baumstruktur
nach Anspruch 1 oder 2,
das durch einen Aufwärts-Navigationsschritt gekennzeichnet ist, in dem nach Auswahl eines Elternknotens eines aktuellen Wegpunktes der Wegpunkt-Darstellungsschritt mit dem Elternknoten als neuem Wegpunkt ausgeführt wird,
und/oder
das durch einen Abwärts-Navigationsschritt gekennzeichnet ist, in dem nach Auswahl eines Tochterknotens eines aktuellen Wegpunktes der Wegpunkt-Darstellungsschritt mit dem Tochterknoten als neuem Wegpunkt ausgeführt wird.
das durch einen Aufwärts-Navigationsschritt gekennzeichnet ist, in dem nach Auswahl eines Elternknotens eines aktuellen Wegpunktes der Wegpunkt-Darstellungsschritt mit dem Elternknoten als neuem Wegpunkt ausgeführt wird,
und/oder
das durch einen Abwärts-Navigationsschritt gekennzeichnet ist, in dem nach Auswahl eines Tochterknotens eines aktuellen Wegpunktes der Wegpunkt-Darstellungsschritt mit dem Tochterknoten als neuem Wegpunkt ausgeführt wird.
4. Verfahren zur Navigation innerhalb einer Baumstruktur
nach Anspruch 3,
bei dem der Elternknoten und der Tochterknoten im Baumstrukturansicht-Bereich auswählbar ist, und/oder
in dem der direkte Elternknoten des Wegpunktes in der Wegbox durch Auswahl eines Aufwärts-Steuerelementes auswählbar ist, und/oder
in dem ein direkter Tochterknoten des Wegpunktes in der Wegbox auswählbar ist
durch Auswahl einer der folgenden Möglichkeiten:
einer Objektidentifikation in der Wegbox,
eines Objektattributs in der Wegbox,
zur Angabe eines Tochterknotens, und
durch Auswahl eines Abwärts-Steuerelementes.
bei dem der Elternknoten und der Tochterknoten im Baumstrukturansicht-Bereich auswählbar ist, und/oder
in dem der direkte Elternknoten des Wegpunktes in der Wegbox durch Auswahl eines Aufwärts-Steuerelementes auswählbar ist, und/oder
in dem ein direkter Tochterknoten des Wegpunktes in der Wegbox auswählbar ist
durch Auswahl einer der folgenden Möglichkeiten:
einer Objektidentifikation in der Wegbox,
eines Objektattributs in der Wegbox,
zur Angabe eines Tochterknotens, und
durch Auswahl eines Abwärts-Steuerelementes.
5. Verfahren zur Navigation innerhalb einer Baumstruktur
nach Anspruch 2 bis 4,
das durch einen Navigationsinitialisierungsschritt gekennzeichnet ist,
der nach Auswahl eines Objektattributs,
entweder aus einem Attributlistenbereich,
in dem eines oder mehrere Objektattribute der Baumstruktur angezeigt werden,
oder aus der Wegbox,
die Blattknoten ermittelt, die die direkten Elternknoten der mit dem ausgewählten Objektattribut verknüpften Blattknoten sind, und
die ermittelten Nicht-Blatt-Knoten als Wegpunkte auswählt, und
den Wegpunkt-Darstellungsschritt für die Wegpunkte ausführt.
das durch einen Navigationsinitialisierungsschritt gekennzeichnet ist,
der nach Auswahl eines Objektattributs,
entweder aus einem Attributlistenbereich,
in dem eines oder mehrere Objektattribute der Baumstruktur angezeigt werden,
oder aus der Wegbox,
die Blattknoten ermittelt, die die direkten Elternknoten der mit dem ausgewählten Objektattribut verknüpften Blattknoten sind, und
die ermittelten Nicht-Blatt-Knoten als Wegpunkte auswählt, und
den Wegpunkt-Darstellungsschritt für die Wegpunkte ausführt.
6. Verfahren zur Navigation innerhalb einer Baumstruktur
nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem während der Navigation in der Baumstruktur eine Wegpunktidentifikation in einem Protokoll gespeichert wird, und
das einen Protokoll-Navigationsschritt umfaßt, in dem nach Auswahl eines Protokoll-Listen-Steuerelementes in der Wegbox der Wegpunkt-Darstellungsschritt ausgeführt wird, wobei der vorherige Wegpunkt aus der Protokoll-Liste verwendet wird.
bei dem während der Navigation in der Baumstruktur eine Wegpunktidentifikation in einem Protokoll gespeichert wird, und
das einen Protokoll-Navigationsschritt umfaßt, in dem nach Auswahl eines Protokoll-Listen-Steuerelementes in der Wegbox der Wegpunkt-Darstellungsschritt ausgeführt wird, wobei der vorherige Wegpunkt aus der Protokoll-Liste verwendet wird.
7. Verfahren zur Navigation innerhalb einer Baumstruktur
nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
das einen Objektvisualisierungsschritt umfaßt,
in dem nach Auswahl einer Objektidentifikation aus der Wegbox oder
nach Auswahl eines Blattknotens im Baumstrukturanzeigebereich
der Inhalt des Objekts visualisiert wird.
das einen Objektvisualisierungsschritt umfaßt,
in dem nach Auswahl einer Objektidentifikation aus der Wegbox oder
nach Auswahl eines Blattknotens im Baumstrukturanzeigebereich
der Inhalt des Objekts visualisiert wird.
8. Verfahren zur Navigation innerhalb einer Baumstruktur
nach Anspruch 2 bis 7,
bei dem das Objekt ein Dokument repräsentiert, und/oder
bei dem die Objektattribute lexikalische Affinitäten des Dokuments sind, und
bei dem die Objektattribute nach der Häufigkeit, mit der die lexikalischen Affinitäten vorkommen, geordnet sind.
bei dem das Objekt ein Dokument repräsentiert, und/oder
bei dem die Objektattribute lexikalische Affinitäten des Dokuments sind, und
bei dem die Objektattribute nach der Häufigkeit, mit der die lexikalischen Affinitäten vorkommen, geordnet sind.
9. Verfahren zur Navigation innerhalb einer Baumstruktur
nach Anspruch 8,
bei dem in der Wegbox die N höchstrangigen Attribute dargestellt werden.
bei dem in der Wegbox die N höchstrangigen Attribute dargestellt werden.
10. Verfahren zur Navigation innerhalb einer Baumstruktur
nach Anspruch 4,
bei dem nach Auswahl des Elternknotens oder des Tochterknotens der Baumstrukturansichtbereich und die Wegbox aktualisiert werden, so daß sie den neuen Wegpunkt repräsentieren.
bei dem nach Auswahl des Elternknotens oder des Tochterknotens der Baumstrukturansichtbereich und die Wegbox aktualisiert werden, so daß sie den neuen Wegpunkt repräsentieren.
11. Ein System, das Mittel für die Ausführung der
Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1
bis 10 umfaßt.
12. Ein Datenverarbeitungsprogramm zur Ausführung in
einem Datenverarbeitungssystem mit
Software-Code-Teilen zur Durchführung eines
Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
13. Ein auf einem von einem Computer verwendbaren
Datenträger gespeichertes Computerprogrammprodukt,
das von einem Computer lesbare Programm-Mittel
enthält, um den Computer dazu zu veranlassen, ein
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10
auszuführen.
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