Rémy Dautriche - Techniques d’Interaction Multi-Echelles Pour la Visualisation Interactive de Traces d’Exécution

Développer des applications de streaming multimédia pour systèmes embarqués devient une tâche de plus en plus complexe. De nouveaux standards multimédia apparaissent régulièrement sur le marché pour supporter de meilleures résolutions et délivrer du contenu multimédia de meilleure qualité. Une conséquence est la complexification des plateformes matérielles et du développement logiciel. La méthode traditionnelle de débogage pour les applications de streaming multimédia est l'utilisation de traces d'exécution. Cependant, la quantité de données générée par les logiciels modernes augmente et les outils existants ne passent pas à l'échelle, ne permettent plus un débogage efficace. Dans cette thèse, nous nous focalisons sur de nouvelles techniques de visualisation enrichies par des résultats d'algorithmes de fouille de données afin de permettre une analyse efficace des traces d'exécution.
Nous commençons par présenter les Slick Graphs, une technique de découpage et de lissage pour la visualisation de séries temporelles. Les Slick Graphs minimisent les artéfacts introduits par les techniques de lissage traditionnelles en utilisant le plus petit intervalle possible: les pixels. A travers une étude utilisateur, nous montrons que les Slick Graphs sont significativement plus rapides et plus précis avec des données périodiques. Nous proposons ensuite un nouveau système de visualisation interactive, TraceViz, pour explorer les traces d'exécution à différents niveaux de détails. Avec TraceViz, nous introduisons aussi un back-end permettant l'exploration interactive de trace d'exécution de taille importante. Nous fournissons une analyse de performance montrant que le back-end de TraceViz délivre des performances significativement meilleures que les back-end utilisés dans les outils de débogage disponibles aujourd'hui.
Les traces contiennent aussi de nombreuses informations importantes qui peuvent être calculées avec des algorithmes de fouille de données comme par exemple l'existence de séquences d’événements répétées au cours de la trace ou des comportements périodiques. Cependant, même si les techniques de fouille de données permettent d'avoir une meilleure compréhension des traces d'exécution, leurs résultats sont difficiles à exploiter dû au grand nombre de motifs à examiner un par un manuellement. Nous proposons une nouvelle méthode d'analyse visuelle qui permet de visualiser les structures cachées dans une traces comme les séquences répétées et la périodicité d'un ensemble d’événements, permettant de rapidement avoir une compréhension fine de la trace. Enfin, nous montrons aussi comment notre méthode peut être appliquées à différents types de données, autres que les traces d'exécution.