Kārlis Čerāns Prof. Dr.dat.
E-mail: Karlis.Cerans@lumii.lv
Internet: http://www.ltn.lv/~karlisc

Studentu darbu tēmas

Aktuālās tēmas 2018./2019.g:

1. Datu tabulu attēlošana/vizualizācija gala lietotājam
Darba ietvaros var tikt izveidots pieejamo datu vizualizācijas risinājumu apskats, kā arī neliels programmēšanas darbs, pievienojot daļu no atrastajiem vai paša izdomātajiem vizualizācijas risinājumiem vizuālo vaicājumu sistēmai ViziQuer (šobrīd rezultātu vizualizācija ir tikai tabulu veidā). Tālāks mērķis (var tikt un var netikt ietverts darbā) varētu būt izveidot sistēmu, kas lietotājam iesaka iespējami piemērotāko vizualizāciju, kā arī ļauj lietotājam ērti izvēlēties starp dažādiem rezultātu prezentācijas variantiem.

2. Diagrammatiski vaicājumi pār relāciju datu bāzēm
Vizuālo/diagrammatisko vaicājumu rīks ViziQuer spēj veidot vizuālus vaicājumus pār semantiskajām datubāzēm (datubāzes RDF formātā), piedāvājot iespējas, kas pārsniedz tradicionālajos vaicājumu rīkos piedāvātās (ietverot agregāciju, apakšvaicājumus). Būtiska datu daļa tomēr joprojām tiek uzglabāta un pārvaldīta relāciju datubāzu arhitektūras ietvaros. Tēmas būtība: sasaistīt vizuālās ViziQuer rīka iespējas ar relāciju datubāzu formātu, tādējādi paverot ceļu būtiski plašākiem vizuālo vaicājumu konstrukciju lietojumiem. Saturiski būtiska darba daļa būtu SQL vaicājumu ģenerēšana no grafisko vaicājumu abstraktās sintakses.

3. Diagrammatiskie vaicājumi: problēmas un risinājumi
Vizuālo/diagrammatisko vaicājumu rīks ViziQuer piedāvā iespējas vaicājumu veidošanai pār semantiskajām datubāzēm (datubāzes RDF formātā), kas vismaz daļā gadījumu piedāvā ērtākas vaicājumu veidošanas iesppējas, nekā vaicājuma rakstīšana tekstuālajā sintaksē (RDF datu bāzu gadījumā - valodā SPARQL, analogs relāciju datu bāzu gadījumā ir SQL). Piedāvātā vizuālā vaicājumu risinājuma lietošanas ērtība tomēr ir vēl diezgan tāla no tā, lai rīks būtu ērti izmantojams cilvēkiem ar minimālām IT priekšzināšanām. Pētnieciskajā grupā tiek meklēti gan konceptuāli, gan praktiski risinājumi rīka saskarnes pilnvedošanai. Studenti ir laipni aicināti piedalīties šajā procesā ar savu ieguldījumu gan ideju līmenī, gan arī praktiski realizējot kādus saskarnes variantus. Laba rezultātu publicēšanas iespēja.

4. Diagrammatiski vaicājumi pār dažādu formātu datubāzēm (piemēram, grafu, dokumentu datubāzēm, u.c.).
ViziQuer piedāvā vizuālu vaicājumu veidošanas iespēju pār semantiskājām datubāzēm (datubāzēm RDF formātā), nodrošinot vizuālo/diagrammatisko vaicājumu tulkošanu uz vaicājumiem tekstuālā SPARQL sintaksē. Izveidojot / nodefinējot cita formāta datubāzes datiem atbilstību ar RDF formātu, var būt iespēja vizuālos vaicājumus tulkot uzreiz uz vaicājumu valodu, kas darbojas pār šī formāta datubāzēm.

5. Vizuālo vaicājumu piemēri
Vienkāršāka tēma, vismaz sākotnēji, ir izveidot iespējamos vizuālos attēlus virknei piemēra vaicājumu, kas pieejami, piemēram, pār kultūras mantojuma jomas datu avotiem (piemēram, Europeana), vai citiem datu avotiem, kas piedāvā datus RDF formātā. Tēmas padziļinājums, līdz pat publikāciju līmenim, ietver ieteikumu veidošanu vizuālās vaicājumu valodas konstrukciju attīstībai, kā arī iespējamus pētījumus ar lietotājiem par vizuālās notācijas uztveramību.

Labprāt konsultēju studentus arī par citām viņu pašu izvēlētām vai kopīgi sarunā izveidotām tēmām saistībā ar:

Citu iespējamu tēmu piemēri:

1. Datu vaicājumu grafiskās formas ģenerēšana
ViziQuer
rīks ļauj vizuāli (multi-modāli) izveidot vaicājuma diagrammu, kas var tikt translēta uz tekstuālu izpildāmu notāciju (šobrīd atbalstītā notācija ir SPARQL sintakse vaicājumiem pār RDF datubāzēm). Tēmas saturs ir aplūkot inverso translāciju, piemēram, no SPARQL, uz vizuālo notāciju (ViziQuer notācija satur pamata līdzekļus galveno SPARQL konstrukciju atbalstam).

2. Grafiski datu vaicājumi mobilajās ierīcēs
Šis varētu būt izaicinājums, kā ļaut vizuālas vaicājumu diagrammas veidot ierīcēs ar nelieliem skārienjūtīgiem ekrāniem. Var būt varianti: palikt pie tīmekļa pārlūka, vai arī mēģināt veidot lietotni.

Tēmas, kas piedāvātas jau iepriekšējos gados, un joprojām var būt aktuālas (iespējams, ar nelieliem precizējumiem):

1. Tīmekļa lietotnes ģenerēšana no datu modeļa
Iespējami dažādi datu modeļu veidi, dažādi tīmekļa lietotņu realizācijas ietvari, tīmekļa lietotnes dažādām uzdevumu klasēm. Iespējams tēmas padziļinājums: datu attēlošanas un apstrādes lietotnēs šablonu apzināšana/izstrāde un datu modeļa anotēšanas valodas izveide automātiskas lietotnes ģenerēšanai. Kā izejas punktu anotāciju modelim varētu izmantot LU MII izstrādātās OBIS sistēmas anotāciju ietvaru.

2. Universāla konfigurējama tīmekļa lietotne
Kādām būtu jābūt konfigurēšanas iespējām? Vai šādi varam izdarīt kaut ko labāk/ērtāk, kā, piemēram, D3?; šajā virzienā var būt arī apskata tipa darbi par dažādiem konfigurēšanas rīkiem/valodām, vai arī var sākt ar konkrētu uzdevumu un būvēt vispārīgāku risinājumu uz tā bāzes.

3. Konkrēta informatīvā sistēma bez programmēšanas: izstrādes variantu salīdzināšana
(t.sk. iespējami aplūkojot MII izstrādāto ISBP/OBIS ietvaru kā realizācijas vidi).

4. Ontoloģiju attēlošana un izveide ontoloģiju redaktora OWLGrEd tīmekļa versijā
OWLGrEd ontoloģiju redaktors ir viens no pasaulē vadošajiem rīkiem, kas atļauj OWL ontoloģijas attēlot un rediģēt formā, kas balstīta uz grafisku UML klašu diagrammu notāciju. Vairāk, nekā 20 gadus vecās tehnoloģijas, uz kurām OWLGrEd redaktors tika balstīts, ir liegušas līdz šim pievienot redaktoram virkni mūsdienīgāku saskarnes elementu. Labā ziņa ir tā, ka pateicoties LU MII veiktajām izstrādēm (S.Kozlovičs kā atslēgas cilvēks), ir pieejami prototipa varianti OWLGrEd realizācijai jaunā, uz tīmekļa tehnoloģijām balstītā arhitektūrā. Jautājumi, kas varētu tikt skatīti šīs tēmas ietvaros: Vai jaunā OWLGrEd realizācija ir jau pietiekami ērta darbā ar konkrētām ontoloģijām? Kādā veidā jauno OWLGrEd realizāciju iespējams bagātināt ar lietotājam draudzīgas saskarnes elementiem (šeit varētu būt arī iespēja kādus no šiem elementiem prototipa veidā realizēt)?

5. Konkrētu grafisko diagrammu redaktoru veidošana LU MII grafisko rīku platformā (darbvirsmas vai tīmekļa vidēs)
Var tikt veidoti datubāzu shēmu redaktori, kā arī citas notācijas pašam studentam aktuālās situācijās, loģisko shēmu diagrammas, Petri tīkli (t.sk. hierarhiskie), u.c.

6. Programmēšanas valodas realizācija
(vislabāk, ja valodas iecere ir pašam studentam).

7. OWL ontoloģijas/konceptuālā modeļa izstrāde konkrētai nozarei, uzdevumam, vēsturiskai datubāzei (iekļaujot datubāzes un ontoloģijas jēdzienu atbilstības definējumu), u.c.

8. Ontoloģijas datu modeļu aprakstam (tīmekļa ontoloģiju valodā OWL dažas konstrukcijas (t.sk. domain, range) nav labi piemērotas datu modeļu aprakstam (kā arī nav piemērotas pasaules fragmentu aprakstam vispār). Vai ir iespējams izveidot labāku ontoloģiju valodu; joprojām ar precīzu semantiku un matemātiski noderīgām īpašībām?

9. Datu apstrādes procesu specifikācija datu modeļa vai ontoloģijas līmenī
(OWL ontoloģijās, likumu veida sistēmās, u.c.; var būt pārskata darbi, kā arī valodas izstrāde un realizācija)

10. Ontoloģiju automātiskas attēlošanas servisi OWLGrEd rīkā.

11. Programmu korektības pierādījumi
(domēna teorijas formalizēšana, procedūru korektības pierādīšana programmās ar šim domēnam atbilstošiem datu tipiem, piemēram, grafu algoritmu korektības pierādīšana).

12. Pierādījuma atbalsta sistēmu lietojumi
(procedūru korektības pierādīšanā programmās (sk. iepriekšējo tēmu), kā arī citos uzdevumos).

13. Izpildes secības demonstrācija programmām valodā Haskell
(saprast, kas ir pieejams, nodemonstrēt tā lietošanu; vai var izstrādāt kaut ko intuitīvāku, sākot kaut ar mazu valodas apakškopu).

14. Zināšanu pārvaldības rīki
(lai rīks būtu gana ērts teksta strukturēšanai un pārstrukturēšanai tā, ka tas varētu atbalstīt domāšanas procesu ..; iespējami arī apskata tipa darbi).

15. ... (iespējamas arī citas tēmas) ...


Vēsturiskas tēmas (līdzīgas izstrādes var joprojām būt iespējamas)

- Tīmekļa lietotņu izstrāde funkcionālās programmēšanas stilā (ļoti labi, ja studentam ir savs praktiskais uzdevums, ko risināt, bet var izdomāt arī uzdevumus)

- Interpretatori: sistemātiska dabiskās un strukturētās operacionālās semantikas interpretatoru veidošana dažādām programmēšanas valodu konstrukcijām

- C# kā modeļu transformāciju valoda (ar akcentu uz LINQ iespēju izmantošanu; perspektīvais konteksts: modelēšanas rīku būve uz LU MII izstrādātās grafisko rīku būves platformas bāzes).