계통 트리 드로잉 알고리즘에 관한 연구 및 시스템 구현

Abstract

Graph drawing addresses the problem of constructing geometric representations of graphs. The automatic generation of drawing of graphs has many applications such as information visualization, VLSI, software engineering, biology and chemistry. This thesis presents new drawing algorithms for phylogenetic trees. One of the central problems in biology is to explain the evolutionary history of current species and, in particular, how species relate to one another in terms of common ancestors. This is usually done by constructing trees, whose represent current species and whose interior nodes represent hypothesized ancestors. These kinds of trees are called phylogenetic trees. Our drawing algorithm draws phylogenetic trees with even distribution of nodes and very efficient use of the drawing area. Also, the methods for drawing large phylogenetic trees are presented. We also design and implement the Phylogenetic Tree Drawing System (PTDS) based on WWW. In PTDS, various drawing algorithms are implemented for phylogenetic trees including our new drawing algorithms. The use of Java and the WWW in its implementation makes the system globally available regardless of computer platform details. PTDS can be used in biology, especially in phylogenetic systematics.;그래프 드로잉은 추상적인 그래프를 시각적으로 구성하여 2차원 평면상에 그려주는 작업으로서 좋은 드로잉은 그래프가 가진 여러 특성을 빠르게 이해할 수 있게 해 준다. 그래프를 드로잉 할 때 대상 그래프를 이해하기 용이하면서 면적의 효율성을 갖도록 드로잉을 구축하는 것은 매우 중요한 문제이다. 본 논문에서는 생물학 분야에서 유용하게 자주 사용하는 계통 트리(phylogenetic tree)를 드로잉의 대상으로 하여 면적을 최대한 효율적으로 사용하며 각 개체간의 간격을 동일하게 유지하는 새로운 드로잉 알고리즘과 대형 계통 트리를 효율적으로 드로잉하는 방법을 제시한다. 이를 기반으로 하여 기존의 계통 트리 드로잉 알고리즘과 본 논문에서 제안된 새로운 계통 트리 드로잉 알고리즘 등의 다양한 드로잉 방법을 지원하는 웹 기반의 계통 트리 드로잉 시스템(Phylogenetic Tree Drawing System. PTDS)을 구현하였다. 본 시스템은 자바를 사용하여 구현되었기 때문에 어떤 컴퓨터 플랫폼에도 구애됨 없이 웹 브라우저를 통해서 자유롭고 쉽게 실행될 수 있다. 따라서 사용자에게 접근 및 사용의 편리함을 제공한다. PTDS는 생물학, 특히 계통분류학 분야의 연구에 매우 유용하게 사용될 수 있다.