Seminar Graphviz gvpr: Graphen filtern und transformieren

gvpr verarbeitet Graphen mit einem Muster-Aktions-Modell, das an textorientierte Streamwerkzeuge erinnert, aber direkt auf Knoten, Kanten, Subgraphen und Attribute zugreift.

Das Seminar entwickelt kleine, testbare Transformationsprogramme und verbindet sie mit Syntaxprüfung, Layout und Ausgabe. Originalgraphen, Zielgraphen und Berichte werden sauber getrennt.

Inhaltsverzeichnis

1. Seminarprofil und Zielsetzung
2. Zielgruppe
3. Voraussetzungen
4. Lernziele
5. Seminarinhalte
6. Praxisübungen und Qualitätskontrollen
7. Arbeitsweise im Seminar

Seminarprofil und Zielsetzung

Dreitägige Spezialschulung zur graphorientierten Verarbeitung mit gvpr. Behandelt werden Programmmodell, Muster-Aktions-Regeln, Graph-, Knoten- und Kantenkontexte, Traversierung, Attributzugriff, Auswahl in Zielgraphen, Strukturänderungen, neue Graphen, Aggregation, Berichte, Parameter, wiederverwendbare Skripte, Debugging, Tests und die Einbindung in Analyse- und Renderpipelines.

Zielgruppe

• Graphviz-Power-User
• Entwickler und Dateningenieure
• DevOps- und Automatisierungsfachkräfte
• Analysten komplexer Graphdaten

Voraussetzungen

Sichere DOT-Kenntnisse, grundlegende Skripterfahrung und Verständnis von Knoten, Kanten, Attributen und Teilgraphen.

Lernziele

• gvpr-Programme und ihre Verarbeitungsphasen korrekt strukturieren.
• Knoten und Kanten nach Attributen und Struktur filtern.
• Zielgraphen aufbauen und Graphen kontrolliert verändern.
• Kennzahlen und Berichte aus Graphdaten ableiten.
• Transformationsskripte parametrisieren, testen und in Pipelines einsetzen.

Seminarinhalte

Kapitelinhaltsverzeichnis

1. Programmmodell und Verarbeitungsphasen
2. Prädikate für Attribute und Struktur
3. Zielgraphen und induzierte Teilgraphen
4. Attribute lesen, setzen und normalisieren
5. Strukturänderungen und neue Objekte
6. Aggregation und Berichte
7. Parameter und wiederverwendbare Skripte
8. Debugging und Tests
9. Pipeline mit Analyse und Rendering

1. Programmmodell und Verarbeitungsphasen

gvpr unterscheidet Aktionen vor und nach einem Graphen sowie Regeln für Knoten und Kanten. Der aktuelle Graph, das aktuelle Objekt, der Zielgraph und der Ausgabegraph besitzen klar getrennte Rollen.

Schritt-für-Schritt

1. Minimalprogramm auf einen kleinen Graphen anwenden.
2. Graphstart, Knotenregel, Kantenregel und Graphende unterscheiden.
3. Aktuelles Objekt und aktuellen Graphen ausgeben.
4. Ziel- und Ausgabegraph beobachten.
5. Verarbeitungsreihenfolge mit Diagnosemeldungen nachvollziehen.

2. Prädikate für Attribute und Struktur

Prädikate wählen Objekte anhand von Namen, Attributwerten, Grad, Richtung oder Zugehörigkeit aus. Fehlende Attribute und Zeichenkettenvergleiche werden ausdrücklich behandelt.

Schritt-für-Schritt

1. Knoten nach Typattribut filtern.
2. Kanten nach Gewicht oder Status auswählen.
3. Fehlende und leere Attribute unterscheiden.
4. Strukturelle Bedingungen wie Ein- und Ausgangsgrad prüfen.
5. Mehrere Bedingungen lesbar kombinieren.

3. Zielgraphen und induzierte Teilgraphen

Ausgewählte Objekte können in einem Zielgraphen gesammelt werden. Je nach Aufgabe werden nur die ausgewählten Knoten, passende Kanten oder ein induzierter Teilgraph benötigt.

Schritt-für-Schritt

1. Zielgraph initialisieren und benennen.
2. Ausgewählte Knoten übernehmen.
3. Passende Kanten ergänzen oder induzieren.
4. Attribute und Subgraphzugehörigkeiten prüfen.
5. Teilgraph normalisieren und separat rendern.

4. Attribute lesen, setzen und normalisieren

gvpr kann Attribute vereinheitlichen, ergänzen oder aus anderen Werten ableiten. Änderungen werden mit einer klaren Regelreihenfolge durchgeführt, damit spätere Regeln nicht unbemerkt frühere Werte überschreiben.

Schritt-für-Schritt

1. Standardwerte für fehlende Attribute ergänzen.
2. Werte nach einer Mappingtabelle normalisieren.
3. Abgeleitete Labels oder Klassen erzeugen.
4. Änderungen in einem Prüfprotokoll zählen.
5. Ergebnis als DOT ausgeben und vergleichen.

5. Strukturänderungen und neue Objekte

Fortgeschrittene Transformationen fügen Knoten oder Kanten hinzu, verdichten Gruppen oder entfernen Hilfsobjekte. Jede Änderung muss Iterations- und Namenskollisionen berücksichtigen.

Schritt-für-Schritt

1. Stabile IDs für neue Objekte bilden.
2. Aggregationsknoten für eine Gruppe erzeugen.
3. Kanten kontrolliert umleiten.
4. Veraltete Hilfsknoten erst nach der Traversierung entfernen.
5. Knoten- und Kantenanzahl vor und nach der Transformation prüfen.

6. Aggregation und Berichte

Neben neuen Graphen kann gvpr Kennzahlen und Listen ausgeben. Häufigkeiten, Gradverteilungen oder Beziehungen zwischen Gruppen werden während der Traversierung gesammelt und am Graphende ausgegeben.

Schritt-für-Schritt

1. Zähler und Sammlungen initialisieren.
2. Werte pro Knoten oder Kante aktualisieren.
3. Gruppen nach Attributen bilden.
4. Ergebnisse sortiert und eindeutig formatiert ausgeben.
5. Bericht mit Graphkennung und Gesamtzahlen abschließen.

7. Parameter und wiederverwendbare Skripte

Produktive Skripte erhalten Filterwerte, Attributnamen und Modus über Parameter. Programmlogik und betriebliche Konfiguration bleiben getrennt.

Schritt-für-Schritt

1. Parameterliste und Standardwerte definieren.
2. Argumente prüfen und verständliche Fehlermeldungen ausgeben.
3. Attributnamen und Schwellenwerte parametrisieren.
4. Skriptdatei statt eingebettetem Einzeiler verwenden.
5. Beispielaufrufe und erwartete Ergebnisse dokumentieren.

8. Debugging und Tests

Transformationen werden an kleinen Referenzgraphen geprüft. Tests kontrollieren Auswahl, Objektzahlen, Attribute, Struktur und stabile Ausgabe statt nur das erfolgreiche Programmende.

Schritt-für-Schritt

1. Minimalen Testgraph für eine Regel erstellen.
2. Zwischenwerte gezielt protokollieren.
3. Erwartete Knoten- und Kantenmengen vergleichen.
4. Kanonische Ausgabe als Testbasis erzeugen.
5. Fehlerfall und leeren Trefferfall gesondert testen.

9. Pipeline mit Analyse und Rendering

Zum Abschluss wird eine Pipeline aufgebaut, die Eingaben prüft, mit gvpr filtert oder transformiert, strukturelle Kennzahlen ermittelt und das Ergebnis mit einer passenden Engine ausgibt.

Schritt-für-Schritt

1. Eingabe syntaktisch prüfen.
2. gvpr-Skript mit Parametern ausführen.
3. Transformationsbericht und Ergebnisgraph getrennt speichern.
4. Ergebnisgraph analysieren und rendern.
5. Gesamtstatus und Artefakte eindeutig ausgeben.

Praxisübungen und Qualitätskontrollen

1. Knoten und Kanten nach mehreren Attribut- und Strukturbedingungen filtern.
2. Einen induzierten Teilgraphen mit erhaltenen Metadaten erzeugen.
3. Attribute normalisieren und Aggregationsknoten mit umgeleiteten Kanten erstellen.
4. Ein parametrisiertes gvpr-Skript mit Tests und Analysebericht entwickeln.
5. Eine vollständige Prüf-, Transformations- und Renderpipeline aufbauen.

Arbeitsweise im Seminar

Schrittweise Skriptentwicklung, kleine Referenzgraphen, Muster-Aktions-Übungen, Debugging, Regressionstests und eine durchgängige Transformationspipeline.