Networks Reti

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Storia e teoria delle reti.Reti sociali.L'internet.

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    1. 1. Networks Networks
    2. 2. Parole chiave: Reti Topologia Grafo Piccolomondo Oracolo Ordine Caos/Caso Vulnerabilità Potenza Hub Winner Fitness Ipertesti
    3. 3. Mutamenti economici e mutamenti di rete Cristina Capineri, “Reti di comunicazione nell’era dell’informazione”
    4. 4. Informazione e reti immateriali <ul><li>Avvio delle colture agricole (uomo sapiens – fine ‘700) </li></ul><ul><li>Processo di industrializzazione (1800-1956) </li></ul><ul><li>Società dell’Informazione (1956 ad oggi) </li></ul>1980
    5. 5. Storia delle reti di comunicazione Introduzione della scrittura (5000 anni fa) Invenzione della stampa (Gutemberg, 1475) Comunicazioni attraverso l’etere (Meucci, Bell, Marconi, 1900)
    6. 6. Convergenza, innovazione, politiche
    7. 7. La nascita degli ipertesti elettronici: Vannevar Bush, Douglas Engelbart,Ted Nelson Memex (1945) Xanadu (1965) Augment (1960)
    8. 8. &quot;La nostra incapacità di trovare documenti è in gran parte causata dall'artificialità dei sistemi di indicizzazione. Quando i dati di ogni tipo sono memorizzati, vengono organizzati alfabeticamente o numericamente e l'informazione è trovata (quando lo è) inseguendola da una sottoclasse a un'altra sottoclasse. [.] La mente umana non funziona così. Opera per associazioni. Con un argomento in suo possesso, passa istantaneamente al successivo suggerito dall'associazione di pensieri, in accordo con alcune intricate reti (web) di tracce condotte dalle celle del cervello. [.] Le tracce che non vengono seguite frequentemente tendono a svanire, gli argomenti non sono completamente permanenti, la memoria è transitoria. Tuttavia la velocità dell'azione, l'intrigo delle tracce, i dettagli delle immagini mentali, sono impressionanti oltre ogni altro elemento in natura&quot; Vannevar Bush – Memex e ipertesti (1945) As we may think - 1945
    9. 9. il memex avrebbe dovuto consentire la creazione di collegamenti stabili tra documenti diversi, attraverso la loro semplice selezione e la pressione di un tasto da parte dell'utente. Questa sua caratteristica rende il memex di Bush il precursore dei sistemi ipertestuali come quelli che costituiscono il World Wide Web .
    10. 10. Augment (1960 – 1975) <ul><li>Prima realizzazione di ipertesto elettronico </li></ul><ul><li>Human Augmentation </li></ul><ul><li>Sistema basato su Link e Nodi </li></ul><ul><li>HW e SW. Mouse, Gui, WordProcessor </li></ul><ul><li>D.Engelbart si rifà direttamente alle idee di V.Bush espresse in “As we may think” </li></ul>
    11. 11. Samuel Coleridge – Kubla Khan (Vision of a Dream, 1798) Kubla Khan fece in Xanadu Una meravigliosa casa di piacevolezza: Dove Alfeo, sacro fiume, verso un mare Senza sole fluiva giù Per caverne che l'uomo non può misurare. Per cinque e cinque miglia di fertile suono Lo circondò con torri e mura; C'erano bei giardini, ruscelli sinuosi, Alberi da incenso in fioritura; C'erano boschi antichi come le colline E assolate macchie di verzura.
    12. 12. “ Xanadu the magic place of literary memory, where nothing is forgotten ”
    13. 13. Xanadu o il Docuverso (1965) … tutta la produzione informativa umana, &quot;una rete mondiale che possa essere utilizzata da centinaia di milioni di utenti simultaneamente, costituita dall'insieme degli scritti, delle immagini, dei dati conservati in tutto il mondo&quot;. Hypertext - Hypermedia
    14. 14. La rete si basa sulla comunicazione molti a molti <ul><li>Il sapere é un prodotto collettivo </li></ul><ul><li>Solo dalla distribuzione delle competenze e delle informazioni può nascere la conoscenza </li></ul><ul><li>E' impossibile prevederne lo sviluppo perché é creativo, complesso, dinamico e capace di apprendimento. </li></ul><ul><li>E' possibile commettere errori </li></ul><ul><li>Prevede l' interazione con l' ambiente e gli altri agenti sociali in modo non strutturato </li></ul>
    15. 17. 1720: la città di Königsberg (adesso Kaliningrad, Russia) ha una geografia particolare: si trova alla confluenza di due fiumi, comprende un isolotto ed è divisa in quattro parti.
    16. 18. I ponti di Konisberg La storia narra che gli abitanti si divertissero a scommettere sulla possibilità di trovare un percorso che, partendo da una qualsiasi delle quattro zone della città, permettesse loro di attraversare ciascun ponte soltanto una volta.
    17. 19. Solutio problematis ad geometriam situs pertinentis Leonhard Euler (1707 – 1787)
    18. 20. Nasce la topologia 1735
    19. 21. Ovvero la descrizione matematica delle reti A=5 B=3 C=3 D=3
    20. 22. che possono essere rappresentate attraverso grafi
    21. 23. ed essere finalmente studiate nel loro tracciato…
    22. 24. … e crescita
    23. 25. L’ottavo ponte A Köninsberg comunque il problema fu dunque risolto, e, per buona pace dei suoi abitanti, nel 1875 fu costruito un ottavo ponte.
    24. 26. 4 4 3 5
    25. 27. Multigrafo
    26. 28. Reti come grafi <ul><li>Ad esempio, la struttura dei link del Worl Wide Web , come tutti gli ipertesti, può essere rappresentata da un grafo orientato, dove i vertici sono gli articoli e gli archi rappresentano l'esistenza di un link tra una pagina e l'altra. </li></ul><ul><li>Lo sviluppo di algoritmi per maneggiare i grafi è una delle aree di maggior interesse dell'informatica. </li></ul>
    27. 29. 1735/1950
    28. 30. Paul Erdòs/Alfred Renyi 1913 - 1996 1921 - 1970
    29. 31. La festa
    30. 32. “ On the evolution of the random graph” 1960
    31. 33. Reti casuali/Random Network vertici archi (nodi) (link)
    32. 34. Reti casuali:topologia I grafi casuali, pur non essendo regolari , non avendo cioè esattamente lo stesso numero di legami, distribuiscono tuttavia il numero dei link in modo equivalente Anche se non tutti i nodi di una rete di questo tipo sono connessi nello stesso grado, la maggior parte hanno uno scarso numero di connessioni .
    33. 35. Reti casuali Una predizione importante di questo modello di rete era che grazie alla distribuzione casuale, il sistema risultante sarebbe stato profondamente democratico , cioé tutti i nodi della rete avrebbero avuto lo stesso numero di Link Da quando le reti casuali sono state inventate nel 1959 hanno dominato la scena: complessità e casualità erano considerate equivalenti
    34. 36. Rete/Network… <ul><li>Principalmente col termine rete si intende una serie di componenti, sistemi o entità interconnessi tra di loro. </li></ul><ul><li>Una rete è un insieme di nodi interconnessi che possiedono uno o più legami (link) con cui si mettono in contatto l’uno con l’altro. </li></ul><ul><li>Tutto è rete. Da Internet al Dna, dalle epidemie ai mercati finanziari, tutto può essere interpretato come nodi interconnessi. </li></ul><ul><li>Tutte le reti che si incontrano in natura e nella società si assomigliano molto sul piano strutturale . </li></ul>
    35. 37. tra ordine e casualità … un problema
    36. 38. In presenza di reti molto grandi, con milioni di nodi, come può essere misurata la distanza tra due nodi situati agli opposti del diametro della rete?
    37. 39. possibile risposta
    38. 40. Il mondo è piccolo
    39. 41. Il mondo è piccolo The small world phenomenon (also known as the small world effect) is the hypothesis that everyone in the world can be reached through a short chain of social acquaintances… http://en.wikipedia.org/wiki/Small_world_phenomenon Il fenomeno del “piccolo mondo” si basa sull’ipotesi che ognuno di noi nel mondo puo’ essere raggiunto attraverso una corta catena di relazioni sociali…
    40. 42. … molto piccolo http://www.imdb.com/title/tt0841044/
    41. 44. L’oracolo di Bacon
    42. 45. Stanley Milgram (1933 - 1984) Stanley Milgram, &quot;The Small World Problem&quot;, Psychology Today, May 1967. http://en.wikipedia.org/wiki/Stanley_Milgram
    43. 46. Teoria del piccolo mondo/Milgram experiment (1967) <ul><li>97 persone.Consegna di una lettera a a mano, sfruttando soltanto la rete delle conoscenze, dal Midwest a Boston (Massachusetts); </li></ul><ul><li>Nome del destinatario, occupazione, zona in cui risiedeva, ma non l’indirizzo preciso. </li></ul>http://it.wikipedia.org/wiki/Sei_gradi_di_separazione_(sociologia)
    44. 47. Milgram experiment <ul><li>Circa un terzo delle lettere giunse a destinazione </li></ul><ul><li>La maggior parte delle lettere arrivate non aveva subito piu’ di 6 passaggi </li></ul>
    45. 48. Legami deboli Sono i legami deboli a tenere insieme le reti e realizzare i legami nel “piccolo mondo”. Ponti che collegano mondi lontani e rendono “vicini” i legami nelle reti sociali. Senza i legami deboli, una comunità sarebbe frammentata in tanti gruppi isolati… Mark Granovetter, &quot;The Strength of Weak Ties&quot; (1972)
    46. 49. Trovare lavoro 1974 16% 84%
    47. 50. Le dinamiche dei piccoli mondi Duncan J. Watts Steven H. Strogatz
    48. 51. Regular & Random Network Regular network Random network
    49. 52. Smallworld Network Small world network
    50. 53. Clustering/Degree Reti di lucciole, (Internet)router, compratori, attori, Worl Wide Web, patner sessuali e la rete di regolazione delle proteine hanno, secondo questa teoria almeno due caratteristiche simili: <ul><li>alto livello di aggregazione </li></ul><ul><li>basso grado di separazione. </li></ul>
    51. 54. un problema ancora irrisolto…
    52. 56. Perché certi nodi hanno molte più connessioni di altri nodi?
    53. 57. Albert László Barabási
    54. 58. Barabási model Albert Lá szl ó Barábasi,”Scale-Free Network”, 1998 A variety of complex systems share an important property: some nodes have a tremendous number of connections to other nodes, whereas most nodes have just a handful. The popular nodes, called hubs , can have hundreds, thousands or even millions of links . In this sense, the network appears to have no scale .
    55. 59. Barabási model Reti a invarianza di scala (Scale free network)
    56. 60. non è possibile individuare un non esiste scala specifica nodo caratteristico
    57. 61. qualsiasi campione rappresenta fedelmente la totalità della rete.
    58. 62. University of Notre Dame, Indiana mappatura di una piccola porzione del World Wide Web (1998 -2001) l’80 percento delle pagine possedevano non più di quattro link entranti ma una piccola minoranza (meno dello 0,01 percento di tutti i nodi) ne avevano più di mille, e pochissimi anche milioni!
    59. 63. Nascita di una scale-free network Albert Lá szl ó Barábasi, “Scale Free Networks” Scientific American”, Maggio 2003
    60. 64. Crescita di una scale-free network Fitness Capacità di un nodo di attirare connessioni su di sé.Abilità competitiva. I nodi sono in competizione perché i link rappresentano la principale forma di sopravvivenza in un mondo interconnesso. Albert Lá szl ó Barábasi, Ginestra Bianconi
    61. 65. Crescita di una scale-free network quando un nodo deve stabilire un nuovo collegamento preferisce farlo verso un nodo che ne ha già molti Preferential attachment
    62. 66. Scale-free Network (Reti a invarianza di scala) Sono reti a invarianza di scala: La rete metabolica La rete sociale La rete economica Internet (i collegamenti fisici tra router) Il World Wide Web (i collegamenti tra pagine web) Sistemi di apprendimento lessicale … reti distribuite e dinamiche in crescita, tenute insieme da una gerarchia di connettori , che formano una tela senza il ragno, vale a dire autorganizzata.(AS Network). Molti nodi con poche connessioni, pochi nodi con un numero altissimo di connessioni
    63. 67. Metabolic Network Nodes : metabolites Links :chemical reactions Nodes : proteins Links : physical interactions Protein Interactions
    64. 68. Il ruolo degli Hub nelle reti <ul><li>Nelle reti casuali tutti i nodi hanno lo stesso numero di link. </li></ul><ul><li>Le reti a invarianza di scala sono invece dotate di alcuni nodi, cosìdetti hub o connettori che sono molto più interconnessi degli altri e permettono che ci siano pochi gradi di separazione tra gli altri nodi della rete. </li></ul><ul><li>Sono gli hub che dominano le reti e le fanno apparire come piccoli mondi. E sono loro che creano i collegamenti brevi tra tutti i nodi. </li></ul><ul><li>Se ci sono 6 gradi di separazione media tra i nodi di una rete, la separazione da un hub per qualunque nodo è spesso solo 1 o 2 </li></ul>
    65. 69. Regola 80/20 (Legge di Pareto) Vilfredo Pareto (1848-1923) <ul><li>L’ 80% del raccolto è fatto con il 20% degli alberi </li></ul><ul><li>L’ 80% dei profitti è fatto con il 20% degli impiegati </li></ul><ul><li>L’ 80% dei problemi ai servizi è dato dal 20% della popolazione </li></ul>
    66. 70. I ricchi diventano sempre più ricchi chi ha più link ha una probabilità maggiore di averne di nuovi e di diventare un HUB. Gli hub acquistano sempre maggiore importanza e crescono in modo esponenziale con l'aumentare del numero dei collegamenti della rete. (Rich get richer, Legge di potenza - Power Law)
    67. 71. Effetto Matteo <ul><li>“ così a chi ha, sarà dato e sarà nell’abbondanza” </li></ul>Vangelo secondo Matteo (25:29) (piove sempre sul bagnato)
    68. 72. The winner take all phenomenon Il 20% dei siti raccoglie circa l'80% del traffico .
    69. 73. Reti random e scale free: resilienza e debolezza
    70. 74. Il tallone di Achille A differenza delle reti casuali,una rete a invarianza di scala è molto robusta sui guasti accidentali, ma molto vulnerabile ad attacchi coordinati e mirati agli hub. Albert Lá szl ó Barábasi, “Scale Free Networks” Scientific American”, Maggio 2003
    71. 75. Tipi di network
    72. 76. Esempi
    73. 77. World Wide Web Usa Airport Network
    74. 79. Le cose degli amici sono comuni
    75. 80. Se non ci sono cose comuni, non ci sono amici
    76. 81. Reti sociali/Social Networks <ul><li>Rete può anche indicare “partnership”, collaborazione, alleanza, ma anche comunità o gruppo. </li></ul><ul><li>La qualità della connessione è molto importante, definisce la relazione tra due punti o nodi della rete e può spiegarci il modo in cui le reti evolvono dinamicamente. </li></ul>
    77. 82. Blogosfera italiana
    78. 83. Blogosfera italiana
    79. 84. Reti sociali/Social Networks <ul><li>Una rete sociale (spesso si usa il termine inglese social network) consiste di un qualsiasi gruppo di persone connesse tra loro da diversi legami sociali, che vanno dalla conoscenza casuale ai vincoli familiari. </li></ul><ul><li>Le social network sono spesso usate come base di studi inter-culturali in sociologia e in antropologia. </li></ul>it.wikipedia.org/wiki/Social_network <ul><li>Esiste anche l &quot;analisi delle reti sociali&quot;, ovvero la mappatura e la misurazione delle reti sociali. </li></ul>
    80. 85. Reti Sociali/Social Networks <ul><li>Le reti sociali ( e internet può essere vista anche sotto questo profilo) sono reti complesse , in cui non è tanto il numero di pagine (nodi, vertici) che ne definisce il “senso”, quanto i tipi di collegamenti (link) tra le pagine stesse, la relazione che ha generato la connessione… </li></ul>
    81. 86. Social Networks Online Una mappa della propria rete di contatti personali e/o professionali Un database ricercabile e organizzato di nuovi contatti
    82. 87. Social Networks Online Un ambiente da frequentare , se la piattaforma usata prevede questo servizio Una propria carta d’identità online, sostanziata dalle relazioni attive
    83. 88. Biblio
    84. 89. Albert László Barabási Albert-László Parabasi, Link. La scienza delle reti , Einaudi, 2004, pagg. 240, euro 23,00
    85. 90. Mark Buchanan: “Nexus”
    86. 91. Duncan J. Watts: “Six degrees”

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