Interface graphique pour la comparaison d`arbres phylogénétiques

Interface graphique pour la comparaison
d’arbres phylogénétiques
Aurélie Colas, Dimitri Dupuis-Latour, Thomas Le Bris
Projet 2A - Département Informatique
année 2006

Projet 2A
1

Sommaire
Introduction 4
1 Cahiers des charges 5
1.1 LeContexte.................................... 5
1.1.1 La phylogénie moléculaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.2 La phylogénie à l’heure de la génomique : la phylogénomique . . . . . 6
1.2 Mise en place du cahier des charges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.1 Description initiale du projet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.2 Plandetravail .............................. 7
1.2.2.1 Fonctions primaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.2.2 Fonctions supplémentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.2.3 Fonctions Bonus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.2.4 Divers.............................. 8
1.2.2.5 Feuille de Route . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2.3 LogicielExistant ............................. 8
1.2.4 Prototype d’interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 Présentation générale du programme 10
2.1 Séparationducode ................................ 10
2.2 Représentation des arbres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2.1 Arbre(fichier)............................... 11
2.2.2 Arbre(data)................................ 11
2.2.3 Arbre(graphique)............................. 11
2.2.4 Sauvegarde des arbres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3 Structure du programme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3.1 Diagramme Général - Aperçu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3 Algorithme 15
3.1 Répondre au cahier des charges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.2 Des méthodes différentes, toutes basées sur la topologie . . . . . . . . . . . . 15
3.2.1 La distance topologique de Robinson-Foulds............. 15
3.2.1.1 L’idée de Robinson et Foulds ................ 15
3.2.1.2 Principe de la méthode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2.1.3 Exemple de calcul de la distance de Robinson-Foulds . . 16
3.2.2 LaméthodeMAST............................ 17
3.2.3 Un nouvel algorithme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.2.3.1 L’idée .............................. 17
3.2.3.2 Algorithme ........................... 17
3.3 L’algorithme développé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.3.1 Construction d’un arbre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2

Projet 2A SOMMAIRE
3.3.1.1 Lestokens............................ 20
3.3.1.2 Schéma de lecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.3.1.3 Résultat............................. 22
3.3.2 Comparaison de deux arbres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.3.2.1 Aménagements préliminaires . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.3.2.2 Calcul des s(i, j)........................ 23
3.3.3 L’algorithme de Munkres appliqué à notre cas . . . . . . . . . . . . 23
3.3.4 En ce qui concerne les choix stratégiques . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.4 Intégration de l’algorithme à l’interface graphique . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.4.1 Principe.................................. 25
3.4.2 Améliorations apportées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.4.3 Fonctionnalités à venir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4 Interface graphique (vue/contrôleur) 27
4.1 Demande de l’utilisateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2 Réponsedulogiciel................................ 30
4.3 Interaction utilisateur/logiciel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Conclusion 33
A La grammaire des arbres parenthèsés 34
B L’algorithme de Munkres , ou algorithme hongrois 36
B.1 Principe ...................................... 36
B.2 Méthode de l’algorithme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
B.2.1 Lessixétapes............................... 37
B.2.1.1 Etape1 ............................. 37
B.2.1.2 Etape2 ............................. 37
B.2.1.3 Etape3 ............................. 37
B.2.1.4 Etape4 ............................. 37
B.2.1.5 Etape5 ............................. 37
B.2.1.6 Etape6 ............................. 38
B.2.2 Vueglobale ................................ 38
Bibliographie 40
3

Introduction
Le projet a pour objectif de construire une interface graphique permettant de visualiser,
et de manipuler des arbres phylogénétiques.
Dans un premier temps, nous allons présenter la problématique biologique à la base de
ce projet. Puis, nous présenterons l’architecture de la solution que nous avons mise en place,
dans ses grandes lignes. Ensuite, nous détaillerons la partie algorithmique d’abord, avant de
finir par la partie interface graphique.
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