Tietorakenteet ja funktiot

Peruselementtejä SOM Toolboxissa ovat data- ja karttatietorakenne ja niihin liittyvät käyttäjän perustyökalut (funktiot ja graafiset käyttöliittymät) datan esikäsittelystä visualisointiin. Data- ja karttatietorakenteisiin kerätään kaikki olennainen tieto kartasta ja kartan alustus- ja opetushistoriasta. Opetusdatan, skaalauksen, kartan ja eri opetuskertojen parametrit pysyvät keskitetysti tallessa. Tämä on hyödyllistä käyttäjälle ja tarpeellista visualisoinnin kannalta. Visualisointifunktio saa kaikki tiedot mm. datan skaalauksesta suoraan karttarakenteesta. Näin visualisointi voi esittää alkuperäiset syöteavaruuden skaalaamattomat arvot ilman erillisiä toimenpiteitä.

Seuraavissa alaluvuissa esitellään perustyökalut ja tietorakenteet. Esitys on jaoteltu tietorakenteiden mukaan. Työkalut (funktiot) on esitetty suhteessa tietorakenteiden luomiseen tai manipulointiin. Kuva 3.2 esittää tietorakenteiden ja funktioiden keskinäisiä suhteita.

Rakenteet kuvataan kartan alustuksen, opetuksen ja visualisoinnin perusmenettelyn mukaisesti (kuva 3.2). Käyttäjä voi toimia toisinkin, muun muassa:

• kun esityksessä käytetään jakoa perustyökaluihin ja alemman tason työkaluihin tai -funktioihin, tarkoitetaan tällä vain sitä, että perustyökalut on rakennettu joukosta alemman tason funktioita. Kaikki esitellyt funktiot ovat näkyvissä Matlabin työtilassa, eli ne ovat yhtälailla käytettävissä komentoriviltä tai ohjelmoinnissa.
• vaikka paikoin todetaan funktion vaativan syötteekseen jonkin SOM Toolboxin tietorakenteen, käyttäjä voi usein syöttää myös pelkän datamatriisin.
• tietorakenteiden kenttiä voi muunnella Matlabin työtilassa suoraan muuttujiin käyttämättä SOM Toolboxin työkaluja (esim. som_trainops). Virheitä syntyy, jos rakenteita manipuloidaan asiantuntemattomasti. Lähtökohtamme oli kuitenkin käyttäjälle tarjottava vapaus. Joka tapauksessa käyttäjä voi aina pitäytyä tietorakenteiden muokkaamisessa SOM Toolboxin työkaluissa, jolloin rakenteet pysyvät oikeellisina.

  

Figure: SOM Toolboxin opetusprosessi, tietorakenteet ja funktioita. Ympyrällä tai ellipsillä reunustetut ovat käyttäjälle keskeisiä funktioita eli käyttäjän perustyökaluja. Ilman reunustusta on esitetty niihin liittyviä apufunktioita. Suorakulmiolla ympyröidyt ovat SOM Toolboxin tietorakenteita tai muita Matlabin työtilan muuttujia. Kuvioiden lähekkäisyys ilmaisee yhteenkuuluvuutta: esimerkiksi funktio som_addhits tarvitsee syötteekseen dataa ja karttatietorakenteen, manipuloi visualisointiobjektia ja käyttää apunaan funktioita som_hits ja som_planeH. Paksulla mustalla nuolella on ilmaistu opetusprosessin oletettu kulku.