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.
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
.
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
.
A
analise de redes sociais
mapeia relacionamentos entre individuos numa
rede social
. Examina a estrutura das relacoes entre entidades sociais.
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]
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
.
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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.
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.
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.
A robustez estrutural das redes
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]
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
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e representa um tipo de fase de transicao ordem-desordem com expoentes criticos.
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.
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]
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
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de um no e a medida de centralidade mais relevante.
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.
O conteudo numa
rede complexa
pode-se propagar atraves de dois metodos principais: propagacao conservada e propagacao nao conservada.
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]
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 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.
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8
]
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]
- 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.
Referencias
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Cambridge: Cambridge University Press.
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- netwiki
Scientific wiki dedicated to network theory
- New Network Theory
Conferencia Internacional 'New Network Theory'
- Network Workbench
: Analise de Redes de grande escala,ferramenta de modelacao e visualizacao
- Network analysis of computer networks
- Network analysis of organizational networks
- Network analysis of terrorist networks
- Network analysis of a disease outbreak
- Link Analysis: An Information Science Approach
(Livro)
- Connected: The Power of Six Degrees
(Documento)
- Influential Spreaders in Networks
, M. Kitsak, L. K. Gallos, S. Havlin, F. Liljeros, L. Muchnik, H. E. Stanley, H.A. Makse,
Nature Physics
6, 888 (2010)
- A short course on complex networks
- A course on complex network analysis by Albert-Laszlo Barabasi
- E. Estrada, "The Structure of Complex Networks: Theory and Applications", Oxford University Press, 2011,
ISBN 978-0-199-59175-6