Analise de rede

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A analise de redes e a area de tecnologia da informacao e das ciencias sociais que trata do processo de analisar qualquer tipo de rede por meio da teoria das redes . As redes podem ser social , de transporte ou tecnologicas, como a internet .

A analise inclui descricoes da estrutura , como redes de pequeno mundo , circulos sociais ou redes sem escala , otimizacao , como a Analise de Caminho Critico e PERT ( Program Evaluation & Review Technique ), e propriedades como atribuicao de fluxo.

A teoria de redes preocupa-se com o estudo dos grafos como uma representacao de relacoes simetricas ou, mais geralmente, de relacoes assimetricas entre objetos discretos. Aplicacoes da teoria de redes incluem redes logisticas, a World Wide Web, Internet, redes reguladoras de genes, redes metabolicas, redes sociais, redes epistemologicas, etc.

Optimizacao de redes [ editar | editar codigo-fonte ]

Problemas de redes que envolvem encontrar uma forma ideal para fazer algo sao estudados sob o nome de otimizacao combinatoria. Os exemplos incluem fluxo de redes, problemas de caminho critico, problema de transporte, problema de alteracao, problema de localizacao, problema de correspondencia, problema de atribuicao, de roteamento, analise do caminho critico e PERT .

Analise de redes [ editar | editar codigo-fonte ]

A analise de rede - assim como sua prima proxima, analise de trafego -, tem uso significativo em atividades de inteligencia . Ao monitorizar os padroes de comunicacao entre os nos de uma rede, pode-se estabelecer sua estrutura. Isto pode ser usado para rastrear redes insurgentes de natureza tanto hierarquica quando descentralizada .

Analise de redes sociais [ editar | editar codigo-fonte ]

A analise de redes sociais mapeia relacionamentos entre individuos numa rede social . Examina a estrutura das relacoes entre entidades sociais. [ 1 ] Essas entidades sao, muitas vezes pessoas, mas tambem podem ser grupos, organizacoes, nacoes, websites, publicacoes academicas.

Desde os anos 70, o estudo empirico das redes tem desempenhado um papel central na ciencia social, e muitas das ferramentas Matematica e estatisticas usadas para estudar as redes foram primeiro desenvolvidas na Sociologia . [ 2 ] Entre muitas outras aplicacoes, a analise de redes sociais tem sido usada para entender a difusao das inovacoes, noticias e rumores. Similarmente, tem sido usada para examinar a propagacao das doencas e comportamentos relacionados com saude. Tambem tem sido aplicada no estudo dos mercados, onde tem sido usada para examinar o papel da confianca nas relacoes de troca e de mecanismos sociais na fixacao de precos. Do mesmo modo, tem sido utilizada para estudar o recrutamento dentro dos movimentos politicos e organizacoes sociais. Tambem tem sido usada para conceptualizar divergencias cientificas bem como prestigio academico.

Analise de redes biologicas [ editar | editar codigo-fonte ]

O tipo de analise neste contexto esta intimamente relacionado com a analise de rede social, mas foca-se frequentemente em padroes locais na rede. Por exemplo motivos de rede sao pequenos subgrafos pequenos que estao sobre-representados na rede. Da mesma forma, motivos de atividade sao padroes nos atributos de nos e arestas na rede que estao sobre-representadas dada a estrutura da rede.

Analise de ligacoes [ editar | editar codigo-fonte ]

A analise de ligacoes (ou de links ) e um subsetor da analise de rede que explora associacoes entre objetos. Um exemplo pode ser quando a policia examina os enderecos de suspeitos e vitimas, os numeros de telefone que discaram e as transacoes financeiras que realizaram num determinado periodo de tempo, e as relacoes familiares entre estas pessoas. A analise de link (ou ligacao) neste caso fornece as relacoes e associacoes cruciais entre varios objetos de diferentes tipos que nao estao aparentes de pedacos isolados de informacao. A analise de links assistida por computador ou totalmente automatizada e cada vez mais empregada por bancos e empresas de seguranca de dados para deteccao de fraudes, por operadoras de telecomunicacao em analise de redes de comunicacao, pelo setor medico em estudos de epidemiologia e farmacologia , na seguranca publica e em investigacoes policiais, por mecanismos de busca para taxa de relevancia (e, no sentido oposto, por spammers para spamdexacao ) e por empresarios para otimizacao em retornos de sites de busca, alem de todo lugar onde relacionamentos entre pessoas e objetos possam ser analisados.

Robustez de redes [ editar | editar codigo-fonte ]

A robustez estrutural das redes [ 3 ] e estuda usando a teoria de percolacao. Quando uma fracao critica de nos (ou ligacoes) e removida, a rede fica fragmentada em pequenos grupos desconexos. Este fenomeno e chamado de percolacao [ 4 ] e representa um tipo de fase de transicao ordem-desordem com expoentes criticos.

Analise de ligacao web [ editar | editar codigo-fonte ]

Varios algoritmos de ranking de pesquisa na web usam ligacoes baseadas em metricas de centralidade, incluindo o PageRank do Google , o algoritmo HITS da Kleinberg, o CheiRank e algoritmos TrustRank . A analise de ligacao tambem e realizada na ciencia da informacao e ciencia da comunicacao a fim de entender e extrair informacoes a partir da estrutura de colecoes de paginas da web. Por exemplo, a analise pode ser da interligacao entre os sites politicos ou blogs. Outra utilizacao e para a classificacao de paginas de acordo com a sua mencao em outras paginas. [ 5 ]

Medicoes de centralidade [ editar | editar codigo-fonte ]

A informacao sobre a relativa importancia dos nos e arestas num grafico pode ser obtida por meio de medicoes de centralidade. Por exemplo, centralidade eigenvetorial usa os eigenvetores da matriz de adjacencia para determinar nos que tendem a ser frequentemente visitados. Um exemplo e o algoritmo de ranking de paginas usados pelo Google . O principal eigenvetor da matriz de adjacencia modificada pela representacao grafica da WWW da o ranking de paginas como seus componentes.A finalidade ou objectivo da analise determina geralmente o tipo de medida de centralidade a ser usado. Por exemplo, se alguem esta interessado em dinamica nas redes ou na robustez de uma rede para remocao do no/ligacao, muitas vezes a importancia da dinamica [ 6 ] de um no e a medida de centralidade mais relevante.

Mistura associativa e dissociativa [ editar | editar codigo-fonte ]

Estes conceitos foram feitos por causa da natureza de hubs numa rede. Geralmente chamam-se Hubs aos nos que tem muitas ligacoes. Se virmos uma ligacao no hub, nao ha diferenca entre os hubs, no entanto, algumas diferencas estao encerradas entre esses nos. Alguns hubs tendem a ligar a outros nos e outros hubs evitando ligar a outros nos. Dizemos que um hub e associativo quando tende para outros hubs. O oposto e o hub dissociativo, que evita ligar-se a outros hubs. Se alguns nos tem algumas ligacoes com as probabilidade aleatorias esperadas, os hubs sao neutros. Existem tres metodos para quantificar as correlacoes de grau.

Processos de propagacao [ editar | editar codigo-fonte ]

O conteudo numa rede complexa pode-se propagar atraves de dois metodos principais: propagacao conservada e propagacao nao conservada. [ 7 ] Na propagacao conservada, a totalidade de conteudo que entra numa rede complexa permanece constante enquanto passa por ela. O modelo de propagacao conservada pode ser melhor representado por um jarro contendo uma quantidade fixa de agua sendo derramada numa serie de funis ligados por tubos. Aqui, o jarro representa a fonte original e a agua e o conteudo sendo propagado. Os funis e os tubos de ligacao representam os nos e as conexoes entre eles, respetivamente. Enquanto a agua passa de um funil para outro, desaparece instantaneamente do funil que foi anteriormente exposto a agua. Na propagacao nao conservada, a quantidade de conteudo altera-se a medida que entra e passa atraves da rede complexa. O modelo de propagacao nao conservada pode ser melhor representado por uma torneira a correr continuamente atraves de uma serie de funis ligados por tubos. Aqui, a quantidade de agua da fonte original e infinita. Tambem, quaisquer funis que tenham sido expostos a agua, continuam a sentir a agua, mesmo quando passa por funis sucessivos. O modelo nao conservado e o mais adequado para explicar a transmissao das doencas mais infeciosas, excitacao neural, informacoes e rumores, etc.

Redes interdependentes [ editar | editar codigo-fonte ]

Redes interdependentes sao um sistema de redes acopladas onde os nos de uma ou mais redes dependem de nos de outras redes. Essas dependencias sao reforcadas pelos desenvolvimentos da tecnologia moderna. Dependencias podem conduzir a falhas em cascata entre redes e uma falha relativamente pequena pode conduzir a um colapso catastrofico do sistema. Apagoes sao uma demostracao fascinante papel importante desempenhado pelas dependencias entre as redes. Um estudo recente desenvolveu uma estrutura para estudar as falhas em cascata num sistema de redes interdependente. [ 8 ] [ 9 ]

Implementacoes [ editar | editar codigo-fonte ]

  • Igraph Igraph , uma biblioteca de fonte aberta C para a analise de redes complexas de grande escala, com interfaces para R, Python e Ruby.
  • Graph-tool e NetworkX , gratuitos e eficientes modulos Python para manipulacao e analise estatistica de redes. [ 2 ]
  • Orange , software gratuito de data mining, modulo orngNetwork.
  • Pajek Pajek programa para (grande) analise de rede e visualizacao.
  • Tulip , data mining gratuito e software de visualizacao dedicado a analise e visualizacao de dados relacionais.

Ver tambem [ editar | editar codigo-fonte ]

Referencias

  1. Wasserman, Stanley and Katherine Faust. 1994. Social Network Analysis: Methods and Applications. Cambridge: Cambridge University Press.
  2. a b Newman, M.E.J. Networks: An Introduction. Oxford University Press. 2010
  3. R. Cohen, S. Havlin (2010). Complex Networks: Structure, Robustness and Function . [S.l.]: Cambridge University Press  
  4. A. Bunde, S. Havlin (1996). Fractals and Disordered Systems . [S.l.]: Springer  
  5. Attardi, G.; S. Di Marco, D. Salvi (1998). ≪Categorization by Context≫ (PDF) . Journal of Universal Computer Science . 4 (9): 719?736  
  6. Restrepo, Juan, E. Ott, B. R. Hunt (2006). ≪Characterizing the Dynamical Importance of Network Nodes and Links≫ . Phys. Rev. Lett . 97 . 094102 paginas. doi : 10.1103/PhysRevLett.97.094102  
  7. Newman, M., Barabasi, A.-L., Watts, D.J. [eds.] (2006) The Structure and Dynamics of Networks. Princeton, N.J.: Princeton University Press.
  8. S. V. Buldyrev, R. Parshani, G. Paul, H. E. Stanley, S. Havlin (2010). ≪Catastrophic cascade of failures in interdependent networks≫ . Nature . 464 (7291): 1025?28. doi : 10.1038/nature08932  
  9. Jianxi Gao, Sergey V. Buldyrev3, Shlomo Havlin4, and H. Eugene Stanley (2011). ≪Robustness of a Network of Networks≫ . Phys. Rev. Lett . 107 . 195701 paginas. doi : 10.1103/PhysRevLett.107.195701  

Ligacoes externas [ editar | editar codigo-fonte ]

Livros [ editar | editar codigo-fonte ]

  • E. Estrada, "The Structure of Complex Networks: Theory and Applications", Oxford University Press, 2011, ISBN 978-0-199-59175-6