具有時(shí)間序列數(shù)據(jù)的力導(dǎo)向圖的制作方法
【專利說明】具有時(shí)間序列數(shù)據(jù)的力導(dǎo)向圖
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年2月I日提交的題為“Force Directed Graph with TimeSeries Data(具有時(shí)間序列數(shù)據(jù)的力導(dǎo)向圖)”的美國專利申請序列號(hào)13/757，598的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請的整體內(nèi)容通過援引被明確地納入于此。
[0003]背景
[0004]消息傳遞計(jì)算環(huán)境通過在執(zhí)行期間使獨(dú)立的處理元素(諸如線程或其他計(jì)算組件)將消息從一個(gè)元素傳遞到另一元素來操作。在各組件間傳遞的消息可包含可由接收者消費(fèi)的數(shù)據(jù)和其他信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]用于跟蹤器(tracer)的可視化系統(tǒng)可包括處理流水線，該處理流水線可生成跟蹤數(shù)據(jù)、預(yù)處理該數(shù)據(jù)、以及可視化該數(shù)據(jù)。預(yù)處理步驟可包括處理用戶定義的表達(dá)式或其他可執(zhí)行代碼的機(jī)制。該可執(zhí)行代碼可執(zhí)行各種函數(shù)，包括數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)、與其他數(shù)據(jù)的聚集等。預(yù)處理器可執(zhí)行惡意軟件分析、測試功能性、隨后實(shí)現(xiàn)該可執(zhí)行代碼?？上蛴脩舫尸F(xiàn)編輯器或其他基于文本的用戶界面組件以用于輸入和編輯該可執(zhí)行代碼。該可執(zhí)行代碼可被保存并隨后作為可選擇轉(zhuǎn)換被調(diào)用以與其他數(shù)據(jù)流一起使用。
[0006]力導(dǎo)向圖可擔(dān)當(dāng)針對跟蹤器的用戶控制的一部分。跟蹤器可在監(jiān)視正在執(zhí)行的應(yīng)用的同時(shí)收集數(shù)據(jù)，隨后該數(shù)據(jù)可被處理并顯示在力導(dǎo)向圖上。用戶可以能夠選擇個(gè)體節(jié)點(diǎn)、邊、或其他元素，隨后使該跟蹤器改變可收集什么數(shù)據(jù)。該用戶可以能夠選擇個(gè)體節(jié)點(diǎn)、邊或圖上的元素的組，隨后使用所選擇的元素對跟蹤器執(zhí)行更新。該選擇機(jī)制可包括點(diǎn)擊及拖動(dòng)窗口以選擇可能相關(guān)的節(jié)點(diǎn)，以及從圖例或其他編組中選擇。
[0007]力導(dǎo)向圖可使用一組回放控制以暫停、播放、反轉(zhuǎn)、快進(jìn)、慢進(jìn)、或以其他方式控制時(shí)間序列數(shù)據(jù)的顯示來顯示時(shí)間序列數(shù)據(jù)。該回放控制可在向其顯示數(shù)據(jù)集以及可顯示該數(shù)據(jù)集的速度的實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)應(yīng)用中使用。在一個(gè)架構(gòu)中，力導(dǎo)向圖可使用渲染引擎來部署，該渲染引擎接收數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)渲染到圖中?；胤趴刂破骺筛鶕?jù)來自回放控制的用戶輸入向渲染引擎發(fā)送更新。
[0008]可通過示出在消息傳遞計(jì)算環(huán)境內(nèi)傳遞的消息來將該環(huán)境可視化。該消息可包含由函數(shù)或其他計(jì)算元素消費(fèi)的數(shù)據(jù)，并可被用于啟動(dòng)或產(chǎn)生各種計(jì)算元素。一個(gè)可視化可以是力導(dǎo)向圖，該力導(dǎo)向圖的每個(gè)功能均作為節(jié)點(diǎn)，其中被傳遞的消息作為圖的邊。在一些實(shí)施例中，邊可通過將邊顯示得更寬或更窄、或通過改變所顯示的邊的顏色來顯示消息的數(shù)目、數(shù)據(jù)量、或其他度量。節(jié)點(diǎn)可用不同顏色、大小或形狀示出以顯示不同方面。一些實(shí)施例可具有用于存儲(chǔ)和回放隨時(shí)間對圖的改變的機(jī)制。
[0009]力導(dǎo)向圖可將消息傳遞系統(tǒng)的最近活動(dòng)作為高亮(highlight)特征顯示在更大的圖上。力導(dǎo)向圖可顯示表示過程和消息路由的節(jié)點(diǎn)和邊的超集(superset)，隨后將最近活動(dòng)顯示為更大的超集內(nèi)的高亮元素。高亮元素可顯示在一時(shí)間序列的最近時(shí)間元素期間傳遞的消息或執(zhí)行的計(jì)算。在一些實(shí)施例中，可通過使高亮的視覺元素隨時(shí)間衰減來顯示活動(dòng)的影響。
[0010]提供該概述以便以簡化形式介紹概念的選集，所述概念在以下詳細(xì)描述中被進(jìn)一步描述。本概述并不旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護(hù)主題的范圍。
[0011]附圖簡述
[0012]在附圖中:
[0013]圖1是示出力導(dǎo)向圖的實(shí)施例的圖示。
[0014]圖2是示出使用圖的數(shù)據(jù)收集和顯示的環(huán)境的實(shí)施例的圖示。
[0015]圖3是示出用于收集數(shù)據(jù)的方法的實(shí)施例的流程圖。
[0016]圖4是示出用于可視化之前聚集數(shù)據(jù)的方法的實(shí)施例的流程圖。
[0017]圖5是示出用于部署和更新圖的方法的實(shí)施例的流程圖示。
[0018]圖6是示出用于生成圖上的對象的蹤跡(trace)的方法的實(shí)施例的流程圖示。
[0019]圖7是示出顯示一時(shí)間序列的樣本力導(dǎo)向圖的實(shí)施例的圖示。
[0020]圖8A、8B和8C是用力導(dǎo)向圖示出選擇機(jī)制的實(shí)施例的圖示的序列。
[0021]圖9A、9B和9C是用力導(dǎo)向圖示出第二選擇機(jī)制的實(shí)施例的圖示的序列。
[0022]圖10是用于通過交互式圖來控制跟蹤器的方法的實(shí)施例的流程圖示。
[0023]圖11是示出用于可視化蹤跡數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)施例的圖示。
[0024]圖12是示出用于用轉(zhuǎn)換來可視化蹤跡數(shù)據(jù)的方法的實(shí)施例的圖示。
[0025]圖13是示出具有轉(zhuǎn)換編輯器的樣本用戶界面的實(shí)施例的圖示。
[0026]圖14是示出具有轉(zhuǎn)換的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)施例的圖示。
[0027]圖15是示出用于使用數(shù)據(jù)瀏覽器來控制顯示的方法的實(shí)施例的流程圖。
[0028]詳細(xì)描述
[0029]用于可視化消息傳遞計(jì)算環(huán)境的圖
[0030]消息傳遞計(jì)算環(huán)境可通過顯示在計(jì)算元素之間傳遞的消息的圖來可視化。所述圖可將計(jì)算元素示為節(jié)點(diǎn)，而消息為圖的邊。一種類型的這種可視化可以是力導(dǎo)向圖。
[0031 ] 該可視化可將數(shù)據(jù)的不同特性(諸如消息的數(shù)目、數(shù)據(jù)量、消息的方向、或其他特性)顯示為線寬、顏色、或其他視覺元素。在力導(dǎo)向圖的情況下，各元素之間的力可表示這種數(shù)據(jù)特性。
[0032]圖的節(jié)點(diǎn)可表示計(jì)算元素。計(jì)算元素可以是可發(fā)送或接收消息的任何可執(zhí)行代碼、設(shè)備、或其他元素。節(jié)點(diǎn)可以用不同大小、顏色、形狀或其他特性來示出以示出所消耗的計(jì)算時(shí)間量、調(diào)用頻率、組中的成員資格、與其他元素的交互、或其他數(shù)據(jù)項(xiàng)。
[0033]該可視化可使用數(shù)據(jù)集的序列來執(zhí)行，其中每個(gè)數(shù)據(jù)集可隨時(shí)間被收集。在這些實(shí)施例中，當(dāng)應(yīng)用執(zhí)行時(shí)，圖可擴(kuò)展、收縮、以及改變形狀。這些實(shí)施例可以能夠存儲(chǔ)和回放數(shù)據(jù)集的序列。在一些情況下，這種回放可被減慢或加速以示出執(zhí)行期間的改變。
[0034]可視化系統(tǒng)可具有檢測機(jī)制系統(tǒng)(instrumentat1n system)，該檢測系統(tǒng)收集執(zhí)行期間的消息信息，隨后處理或格式化該信息以用于顯示。顯示系統(tǒng)可生成圖并向用戶顯示圖。在一些情況下，圖可以是交互式的，其中用戶可以能夠探詢(probe)該圖來獲得附加洞察。在一個(gè)示例中，用戶可以能夠點(diǎn)擊節(jié)點(diǎn)來尋找關(guān)于該節(jié)點(diǎn)的細(xì)節(jié)，諸如節(jié)點(diǎn)名稱、關(guān)于該節(jié)點(diǎn)的性能度量、或其他信息。
[0035]可視化系統(tǒng)可被用來監(jiān)視和顯示在單一設(shè)備內(nèi)傳遞的消息，以及其中消息在設(shè)備間傳遞的實(shí)施例。例如，一些函數(shù)式語言可在可在單一處理器上或跨單一設(shè)備內(nèi)的若干處理器執(zhí)行的進(jìn)程之間傳遞消息。在另一示例中，高性能計(jì)算系統(tǒng)可組合位于許多不同設(shè)備上的處理器來執(zhí)行大型應(yīng)用?？赏ㄟ^顯示例如從設(shè)備到設(shè)備、以及在每個(gè)個(gè)體設(shè)備中從一個(gè)處理器到另一處理器傳遞的所有消息來可視化這種應(yīng)用。
[0036]用于具有尚殼的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的力導(dǎo)向圖
[0037]通過維持節(jié)點(diǎn)和邊的超集，以及通過高亮圖內(nèi)表示最近活動(dòng)的那些元素來顯示最近活動(dòng)，力導(dǎo)向圖可顯示時(shí)間序列數(shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)和邊的超集可通過捕捉可通過時(shí)間序列來定義的每個(gè)節(jié)點(diǎn)和邊并在時(shí)間序列的回放或顯示期間維持該超集來創(chuàng)建。
[0038]通過高亮表示所述活動(dòng)的那些元素，同時(shí)以非高亮方式顯示節(jié)點(diǎn)和邊的超集中的至少一些，最近活動(dòng)可被覆蓋在元素的超集上。在這種可視化的一種樣式中，節(jié)點(diǎn)和邊的超集可按變灰淡化的方式呈現(xiàn)，而最近活躍的節(jié)點(diǎn)和邊可按有顏色的方式呈現(xiàn)。
[0039]通過使元素對于被激活之后的后續(xù)時(shí)間段在高亮上減弱來將最近活動(dòng)示出為淡出或溶解。這種視覺衰減可高亮活躍元素，同時(shí)保持視覺線索達(dá)一定數(shù)量的時(shí)間片，并且在以下情況下可以是有用的:其中時(shí)間片足夠短而使得單一時(shí)間片中的活動(dòng)可能未被完全理解。
[0040]用力導(dǎo)向圖來可視化時(shí)間序列數(shù)據(jù)
[0041]時(shí)間序列數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)可視化可在力導(dǎo)向圖中被渲染。時(shí)間序列數(shù)據(jù)可包括表示任何給定時(shí)間處系統(tǒng)的狀態(tài)的數(shù)據(jù)集?？梢暬墒境鲭S時(shí)間前進(jìn)的狀態(tài)變化。
[0042]可視化可具有一組控件，所述控件允許用戶在數(shù)據(jù)集中向前或向后移動(dòng)。所述控件可允許用戶控制數(shù)據(jù)的回放。在一些情況下，數(shù)據(jù)可在正常時(shí)間基礎(chǔ)上呈現(xiàn)，其中回放可對應(yīng)于數(shù)據(jù)收集的速度。在其他情況下，回放可相對于數(shù)據(jù)被收集的周期性被加速或減慢。
[0043]用于可視化系統(tǒng)的架構(gòu)可具有可被綁定到數(shù)據(jù)源的可視化器。可視化器可顯示力導(dǎo)向圖，包括渲染力的任何經(jīng)動(dòng)畫化的運(yùn)動(dòng)。所述控件可配置數(shù)據(jù)瀏覽器，該數(shù)據(jù)瀏覽器可選擇要呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)集，要呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)集可通過數(shù)據(jù)綁定而被傳輸?shù)娇梢暬?。在一些情況下，可視化器可收集用戶輸入，所述用戶輸入可以由數(shù)據(jù)瀏覽器在其上操作的遠(yuǎn)程設(shè)備處理。
[0044]力導(dǎo)向圖作為跟蹤器的輸入機(jī)制
[0045]跟蹤器可使用力導(dǎo)向圖作為輸入機(jī)制。力導(dǎo)向圖可允許用戶選擇并操縱可表示應(yīng)用的各種元素的圖的節(jié)點(diǎn)和邊。一旦被選擇，用戶可以能夠向元素應(yīng)用各種動(dòng)作，比如使得附加跟蹤被應(yīng)用于元素或被應(yīng)用于相關(guān)元素。
[0046]力導(dǎo)向圖或其他可視化可將應(yīng)用元素呈現(xiàn)在不同編組或呈現(xiàn)中，這可幫助用戶看到各元素內(nèi)的關(guān)系。通過使用力導(dǎo)向圖或其他可視化作為對跟蹤器的輸入，用戶可以能夠容易地選擇元素和相關(guān)元素，它們原本是難以選擇的。
[0047]圖可包含可顯示元素的組的圖例。圖例可包括用戶可用以選擇元素的子集的熱點(diǎn)或其他用戶界面控件。
[0048]用戶界面可包括可使用所選擇的元素作為輸入的附加的選項(xiàng)菜單。該附加菜單可包括可由提供所顯示的數(shù)據(jù)的跟蹤器采取的各種動(dòng)作。配置文件可被更新并發(fā)送至跟蹤器以改變跟蹤器行為。
[0049]蹤跡數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換定義
[0050]通過應(yīng)用預(yù)定義的或用戶定義的轉(zhuǎn)換，蹤跡數(shù)據(jù)可被準(zhǔn)備以用于顯示。數(shù)據(jù)的可視化可包括用戶界面，通過該用戶界面，用戶可選擇一個(gè)或多個(gè)預(yù)定義轉(zhuǎn)換或輸入可創(chuàng)建新轉(zhuǎn)換的可執(zhí)行代碼或表達(dá)式。
[0051]用戶輸入的表達(dá)式可定義在準(zhǔn)備可視化時(shí)可被應(yīng)用到數(shù)據(jù)的改變。所述改變可執(zhí)行統(tǒng)計(jì)分析、應(yīng)用算術(shù)函數(shù)、組合數(shù)據(jù)字段、合并外部數(shù)據(jù)或其他函數(shù)。該表達(dá)式可允許用戶創(chuàng)建解決在可創(chuàng)建可視化時(shí)不可預(yù)見的特定場景的轉(zhuǎn)換。
[0052]表達(dá)式可被插入到用于數(shù)據(jù)饋送的數(shù)據(jù)處理流水線中。在一些情況下，數(shù)據(jù)處理流水線可以是可接收、處理和顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)流水線。
[0053]貫穿本說明書和權(quán)利要求書，術(shù)語“剖析器”、“跟蹤器”和“檢測機(jī)制”(“instrumentat1n)”被可互換地使用。這些術(shù)語指代可在應(yīng)用被執(zhí)行時(shí)收集數(shù)據(jù)的任何機(jī)制。在經(jīng)典定義中，“檢測機(jī)制”可指代可向其插入可執(zhí)行代碼并藉此改變該可執(zhí)行代碼的存根(stub)、掛鉤(hook)或其他數(shù)據(jù)收集機(jī)制，而“剖析器”或“跟蹤器”可經(jīng)典地指代不可改變可執(zhí)行代碼的數(shù)據(jù)收集機(jī)制。使用這些術(shù)語及其派生詞中的任一者都可蘊(yùn)含或暗示彼此。例如使用“跟蹤器”的數(shù)據(jù)收集可使用“跟蹤器”的經(jīng)典意義中的非接觸式數(shù)據(jù)收集以及用其中可執(zhí)行代碼可被改變的“檢測機(jī)制”的經(jīng)典意義的數(shù)據(jù)收集來執(zhí)行。相似地，通過“檢測機(jī)制”收集的數(shù)據(jù)可包括使用非接觸式數(shù)據(jù)收集機(jī)制的數(shù)據(jù)收集。
[0054]此外，通過“剖析”、“跟蹤”和“檢測機(jī)ΦΙΓ收集的數(shù)據(jù)可包括可收集的任何類型的數(shù)據(jù)，包括諸如處理時(shí)間、吞吐量、性能計(jì)數(shù)器之類的與性能相關(guān)的數(shù)據(jù)等等。收集到的數(shù)據(jù)可包括函數(shù)名稱、所傳遞的參數(shù)、存儲(chǔ)器對象名稱和內(nèi)容、所傳遞的消息、消息內(nèi)容、注冊表設(shè)置、注冊表內(nèi)容、差錯(cuò)標(biāo)志、中斷或與正被跟蹤的應(yīng)用有關(guān)的任何其他參數(shù)或其他可收集的數(shù)據(jù)。
[0055]貫穿本說明書和權(quán)利要求書，術(shù)語“執(zhí)行環(huán)境”可用于指代用于執(zhí)行應(yīng)用的任何類型的支持軟件。執(zhí)行環(huán)境的一個(gè)示例是操作系統(tǒng)。在一些圖示中，執(zhí)行環(huán)境摂