Apresentação analise de redes e sistemas dinamicos - fisl 12

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Apresentação analise de redes e sistemas dinamicos - fisl 12

  1. 1. Análise de redes sociais e sistemas dinâmicos com software livre FISL 12 Junho 2011 Dalton Martins dmartins@gmail.com http://daltonmartins.blogspot.com
  2. 2. Agenda● Conceito de sistemas dinâmicos● O que as redes têm a ver com isso? ● A rede como modo de pensar e modelar;● Paradigma de pesquisa e desenvolvimento de projetos em redes;● Principais tipos de análise e indicadores;● Padrões estruturais e dinâmicos das redes;● Logs de sistemas: modos de analisar movimentos de redes? ● Exemplos.● Como anda a pesquisa no Brasil;● Principais Softwares Livres de apoio.
  3. 3. Por quê sistemas dinâmicos e análise de redes no FISL?● 3 aspectos fundamentais derivados da tecnologia atual: ● Crescimento substancial no uso de sistemas de informação em rede; ● Crescimento substancial na quantidade de dados estruturados disponíveis do uso desses sistemas; ● Grande dificuldade de análise e inferência sobre o que de fato está acontecendo nesses sistemas.
  4. 4. O que é um Sistema dinâmico● É formado de um grande número de unidades;● Está em evolução constante;● Cada unidade interage com um número bem menor de outras unidades;● Cada unidade produz uma resposta aos sinais que recebe das outras → o sistema é não-linear;● Os sinais de unidades diferentes podem ser contraditórios, não satisfazendo a todos ao mesmo tempo;● O sistema é adaptativo: a característica de suas interconexões muda em função da experiência adquirida;
  5. 5. O que é um Sistema dinâmico● O sistema é aleatório: algumas características parecem distribuídas ao acaso;● Ordem emergente: o sistema se auto-organiza de forma espontânea;● O sistema é hierárquico: diferentes níveis de atuação;● Atratores múltiplos: uma situação para qual o sistema tende após um tempo suficientemente longo;● Quebra de ergodicidade: o sistema pode encalhar em um estado, deixando de visitar outros estados possíveis;● Estrutura fractal!
  6. 6. Sistema dinâmicoO sistema neuralhumano representa um dossistemas dinâmicos maiscomplexos queconhecemos.
  7. 7. Sistema dinâmico
  8. 8. Redes Sociais● As redes sociais podem ser descritas pelas características dos sistemas dinâmicos;● Podem aproveitar de todo o ferramental analítico, matemático e as ferramentas para modelagem;● Desse ponto de vista, as redes viram um modo de pensar: ● Como analisar problemas onde há um sistema com diversas partes em intensa relação? ● Como conhecer o sistema e facilitar com que ele mesmo se conheça?
  9. 9. Redes Sociais● As redes podem ser vistas e modeladas por dois componentes principais: ● Nós: as entidades que serão os membros da rede; ● Elos: as conexões estabelecidas por essas entidades.● O foco são as pessoas: ● Quem está se relacionando? ● Como e com quem está se relacionando?
  10. 10. Redes Sociais● Diversas questões poderiam ser modeladas para análise dessa forma: ● Articulação política entre partidos; ● Conversas num sistema de mensagens instantânea; ● Links entre sites na Internet; ● Participantes de grupos e comunidades afins; ● Logs de sistemas!!!
  11. 11. Redes Sociais● 3 focos de interesse na pesquisa atual: ● Centralidade: descobrir quem são os nós mais centrais – com maior quantidade de links; ● Papel dos Hubs: que efeitos esses nós centrais causam na rede – articulação e intermediação de fluxos; ● Comunidades: que subgrupos podem ser identificados.
  12. 12. Redes Sociais: paradigma de pesquisa- análise de redes sociais é motivada por uma intuição de que as relações entre atores formam padrões emergentes que podem ser estudados;- a pesquisa está fundamentada na sistematização de dados empíricos;- a pesquisa utiliza intensamente recursos de visualização de imagens das redes; modelos- a pesquisa depende do uso de matemáticos e computacionais.
  13. 13. Tipos de análise e indicadores Níveis Indicadores Significado Densidade Taxa de conectividade da rede Diâmetro Maior distância entre dois atores numa rede Rede Configuração das redes modo-2, caracterizando dois tipos Afiliação de vértices na rede: atores e organizações Distinção entre atores de maior e menor grau de Centro e periferia centralidade Componentes Subgrupos independentes na rede Componentes fortes Subgrupo fortemente conectadoestruturais Subgrupos Componentes fracos Subgrupo fracamente conectado Cliques subgrupo completo que contém três ou mais vértices subgrupo contendo um número mínimo de linhas m e os m-slices vértices que são relacionados por essas linhas subgrupo onde cada vértice estabelece relação com um k-core número mínimo k de outros vértices. Distância Número de conexões existentes entre dois atores numa rede Grau de centralidade da rede número de linhas incidentes em um vértice do grafo habilidade de um indivíduo de se conectar aos círculos Grau de centralidade por interposição importantes da rede Atores representa a habilidade de um indivíduo monitorar o fluxo Grau de centralidade por vizinhança de informação e enxergar o que está acontecendo na rede Medida que avalia o quanto dois atores possuem um Equivalência estrutural padrão de conexão semelhante. Distinção de papéis de intermediação que um ator pode Brokers desempenhar, dependendo do contexto da rede. Níveis Indicadores Significado Distribuição de probabilidade Como se distribui graus de conectividade dos nós Evolução no grau médio de centralidade Como evolui a conectividade média dos nósdinâmicos Rede Coeficiente de clusterização Avalia o grau de influência e transitividade na rede Evolução na distância média entre os nós Como evolui a distância entre os nós Evolução do padrão estrutural Probabilidade de como a estrutura da rede evolui
  14. 14. Padrões estruturais Padrão Estrutural Origem Característica isolado: se um nó não recebeu e não gerou nenhuma conexão transmissor: se o nó apenas gerou conexões, não recebendo nenhuma Variação no número de conexões receptor: se o nó apenas recebeu que um nó possui conexões, não gerando nenhuma ordinário: se o nó possui algumas Tipos de nós conexões que gerou e outras que recebeu Papel de coordenação Estudo dos papéis estruturais de Papel de intermediação intermediação de relações – Papel de representação Brokers Papel de articulação Papel de conexão Estudo da distância máxima entre Diâmetro dois nós 6 níveis de separação Estudo dos padrões deGrau de influência e contágio disseminação de fluxos 3 graus de influência Estudo dos padrões de distribuição Nível de coesão de conexões entre os nós Rede fortemente coesa Rede fracamente coesa
  15. 15. Padrões dinâmicos Padrão Dinâmico Origem Característica Alguns poucos nós apresentam alto grau de centralidade e a maioriaRedes livre escala (scale free) Grau de centralidade dos nós apresenta baixo grau de centralidade Alto nível de clusterização entre osRedes mudo pequeno (small nós vizinhos na rede e algumas Distância entre os nós conexões pontuais com outras world) áreas, gerando o efeito mundo pequeno crescimento junção Formas de evolução da estrutura da nascimento Eventos evolutivos rede contração divisão morte
  16. 16. ExemplosSmall World
  17. 17. Logs de sistemas: movimentos de redes?● Logs de sistemas como Drupal, Wordpress, Moodle, Listas de e-mail, etc gravam, em geral, 4 informações fundamentais: ● O que o usuários fez; ● Quando o usuário fez; ● Onde o usuário fez; ● Com quem o usuário fez.● Podemos modelar esses logs e analisar movimentos de redes!
  18. 18. Exemplos - Moodle Rede de Tutores e Monitores num curso dentro do Moodle.
  19. 19. Exemplos - Drupal Usuários comentando posts no blog por estados.
  20. 20. Análise de Redes Sociais no Brasil Evolução de Teses e Dissertações Descritores: redes sociais e informação 18 16 16 14 13 12 12 12 10 9 8 6 4 3 2 2 2 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010Fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações – IBICT – janeiro 2011.
  21. 21. Softwares Livres de Análise● Yed: http://www.yworks.com/en/products_yed_about.html● Visone: http://visone.info/● Graphivz:http://www.graphviz.org/● NetworkX:http://networkx.lanl.gov/ (lib Python)● JUNG:http://jung.sourceforge.net/ (lib Java) Igraph:http://igraph.sourceforge.net/ (lib C/R/Python)● GTL: http://www.fim.uni-passau.de/en/fim/faculty/chairs/theoretische-informatik/projects.html (Lib C/C++)

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