Increasing productivity in High Energy Physics data mining with a Domain Specific Visual Query Language


Amaral, Vasco Miguel Moreira do


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URL: http://ub-madoc.bib.uni-mannheim.de/870
URN: urn:nbn:de:bsz:180-madoc-8709
Document Type: Doctoral dissertation
Year of publication: 2004
Publishing house: Universität Mannheim
Evaluator: Moerkotte, Guido
Date of oral examination: 17 February 2005
Publication language: English
Institution: School of Business Informatics and Mathematics > Praktische Informatik III (Moerkotte)
Subject: 004 Computer science, internet
Classification: CCS: J.2 PHYSIC D.3.2 Lang D.1.7 Visu ,
Subject headings (SWD): Abfrageverarbeitung , Programmiersystem , Programmierumgebung , Programmiersprache , Graphische Programmiersprache , Graphische Programmierung
Keywords (English): domain specific languages , visual query languages , formal languages , high energy physics data mining , flexible query systems
Abstract: Diese Arbeit entwickelt die erste anwendungsspezifische visuelle Anfragesprache für Hochenergiephysik. Nach dem aktuellen Stand der Technik ist Analyse von experimentellen Ergebnissen in der Hochenergiephysik ein sehr aufwendiger Vorgang. Die Verwendung allgemeiner höherer Programmiersprachen und komplexer Bibliotheken für die Erstellung und Wartung der Auswertungssoftware lenkt die Wissenschaftler von den Kernfragen ihres Gebiets ab. Unser Ansatz führt eine neue Abstraktionsebene in Form einer visuellen Programmiersprache ein, in der die Physiker die gewünschten Ergebnisse in einer ihrem Anwendungsgebiet nahen Notation formulieren können. Die Validierung der Hypothese erfolgte durch die Entwicklung einer Sprache und eines Software-Prototyps. Neben einer formalen Syntax wird die Sprache durch eine translationale Semantik definiert. Die Semantik wird dabei mittels einer Übersetzung in eine durch spezielle Gruppierungsoperatoren erweiterte NF2-Algebra spezifiziert. Die vom Benutzer erstellten visuellen Anfragen werden durch einen Compiler in Code für eine Zielplattform übersetzt. Die Benutzbarkeit der Sprache wurde durch eine Benutzerstudie validiert, deren qualitative und quantitative Ergebnisse vorgestellt werden.
Translation of the title: Produktivitätserhöhung in der Informationsgewinung für die Hochenergiephysik durch Einsatz einer anwendungsspezifisher visuellen Anfragesprache (English)
Translation of the abstract: We propose the first Domain Specific Visual Query language for High Energy Physics in order to tackle the problem of the physicist's reduced productivity in the High Energy Physics data mining phase. This approach comes in contrast to the current one where the user is distracted from Physics by having to code his queries using a general purpose language and complex frameworks. Our new language introduces an abstraction layer where the physicists describe their queries using a notation from their domain of speech. We validated our approach by designing the language and implementing a prototype. The language is defined by a formal syntax together with a semantics defined translationally into a intermediate language, an NF2-Algebra extended by us with special grouping operators. A visual language compiler generates a target source code that deals with the particular existing frameworks. The usability of this proposed language is also evaluated in this report by performing a study with real users. We discuss in this report quantitative and qualitative measurements concerning the user's productivity, by comparing the former traditional approach with our new one. (English)
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Amaral, Vasco Miguel Moreira do (2004) Increasing productivity in High Energy Physics data mining with a Domain Specific Visual Query Language. Open Access [Doctoral dissertation]
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