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School of InformationUniversity of Michigan
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School of InformationUniversity of Michigan
¿Por qué las redes son interesantes para estudiar
Instructor: Lada adánica
Contorno
el papel de las redes en la vida, la naturaleza y la investigación
qué modelo de redes: estructura y dinámica modelos (estructura):
Erdos-Renyi grafo aleatorio Watts-Strogatz modelo pequeño mundo Redes libres de escala Barabási-Albert
Consecuencias (dinámica): difusión de la enfermedad y la información Búsqueda por navegar por la red resistencia Aplicaciones IR
ejemplos: análisis temprano red social
1933 Moreno muestra primero sociograma en la reunión de la Sociedad Médica del Estado de Nueva York artículo de NYT intereses: efecto de las redes sobre, por ejemplo, propagación
de enfermedades
Precedido por los estudios de (pre) niños de la escuela en la década de 1920
Fuente: The New York Times (3 de abril de 1933, página 17).
ejemplos: análisis temprano red social
Niños de la escuela - temas favoritos (y en cautiverio) de estudio
En estos días mucho más difícil porque necesitan el consentimiento de los padres para recopilar datos de la red social,
Fuente: Una Red de atracción en una cuarta clase de Grado (Moreno, "¿Quién sobrevivirá? ', 1934).
niños
niñas
¿Cuáles son las redes?
Las redes son colecciones de puntos unidos por líneas.
"Red" ≡ "Gráfico"
puntos líneas
vértices bordes, arcos matemáticas
nodos enlaces ciencias de la computación
sitios bonos física
actores corbatas, las relaciones
sociología
nodo
borde
ejemplos: Redes Políticos / financieros
Marcos Lombardi: seguimiento y asigna fiascos financieros mundiales en los años 1980 y 1990 (se suicidó 2000)
fuentes públicas buscados como artículos de noticias redes dibujó a mano (unos dibujos tan ancho como 10 pies) Libro: Hobbs, Robert. Marcos Lombardi: redes globales / Robert
Hobbs .. Nueva York: Independiente curadores internacionales, C2003 ..
Entender través de la visualización
"Me pasó a ser en el Drawing Center cuando se estaba instalando el espectáculo Lombardi y varios consultores del Departamento de Seguridad Nacional entró para echar un vistazo. Ellos dijeron que encontraron la obra reveladora, no porque las conexiones financieras y políticas trazó eran nuevas para ellos, sino porque Lombardi les mostró una manera elegante de gama información dispar y dar sentido a las cosas, que pensaban que podría ser útil para sus esfuerzos de seguridad . Yo no sé si para encontrar esa respuesta reconfortante o alarmante, pero vi exactamente lo que querían decir ".
Michael KimmelmanWebs Conexión de los agentes del poder, el dinero y el MundoNY Times 14 de noviembre 2003
"Seis grados de Mohammed Atta"
Desvelamiento redes terroristas, por Valdis Krebs
ejemplos: redes terroristas
ejemplos: las redes sociales en línea
Friendster
"Vizster:. Visualización de redes sociales en línea" Jeffrey Heer y Danah Boyd. IEEE Simposio sobre Visualización de Información (InfoViz 2005).
ejemplos: Redes de páginas personales
Stanford MIT
Fuente: Lada A. adánica y Eytan Adar, 'Amigos y vecinos en la web', Redes Sociales, 25 (3): 211-230, julio de 2003.
homofilia: ¿qué atributos son predictivos de la amistad?
la cohesión del grupo
otros ejemplos, por ejemplo, procesamiento del lenguaje natural
Wordnet
Fuente: http://wordnet.princeton.edu/man/wnlicens.7WN
ejemplos: redes reguladoras de genes
redes reguladoras de genes los seres humanos han sólo 30.000 genes, el 98% compartido
con los chimpancés la complejidad es en la interacción de genes podemos predecir qué resultado de la inhibición de un gen
será?
Fuente: http://www.zaik.uni-koeln.de/bioinformatik/regulatorynets.html.en
Ciclo del ácido cítrico Los metabolitos
participan en las reacciones químicas
ejemplos: redes metabólicas
Fuente: indeterminado
Vías bioquímicas (Roche)
Fuente: Roche Applied Science, http://www.expasy.org/cgi-bin/show_thumbnails.pl
redes de modelado: redes aleatorias
Nodos conectados al azar Número de aristas incidentes en cada nodo se distribuye
Poisson
Distribución de Poisson
Erdos-Renyi grafos aleatorios
¿Qué pasa con el tamaño del componente gigante como la densidad de la red aumenta?
http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/run.cgi?GiantComponent.884.534
redes de modelado: pequeños mundos
Pequeños mundos un amigo de un amigo es
también con frecuencia un amigo
pero sólo seis saltos separan dos personas en el mundo
Arnold S. - thomashawk, Flickr;
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/deed.en
Modelos del mundo Pequeñas
Duncan Watts y Steven Strogatz algunos enlaces aleatorios en un gráfico de otra manera
estructurada hacen la red de un pequeño mundo: la ruta más corta media es corta
enrejado regular:
el amigo de mi amigo es
siempre mi amigo
pequeño mundo:
principalmente estructurada
con unos pocos aleatoria
conexiones
grafo aleatorio:
todas las conexiones
aleatorio
Fuente: Watts, DJ, Strogatz, SH (1998) Las dinámicas colectivas de las redes 'small-world'. Nature 393: 440-442.
Watts Strogatz Small World Model
Como recablear más y más de los vínculos y al azar, lo que sucede con el coeficiente de agrupamiento y media camino más corto en comparación con sus valores para la retícula regular?
http://projects.si.umich.edu/netlearn/NetLogo4/SmallWorldWS.html
Modelos SIS y pequeños mundos
Modelo SIS: nodos vuelven al estado "susceptible" después de ser infectado
¿Cuál es el papel de los accesos directos al azar en la difusión?
http://projects.si.umich.edu/netlearn/NetLogo4/SmallWorldWS.html
redes de modelado: redes de ley de potencia
Muchas redes del mundo real contienen hubs: nodos altamente conectados
Por lo general, la distribución de los bordes está muy sesgada
muchos nodos con unos bordes
cola gorda: unos nodos con un número muy grandede bordes
sin número "típico" de los bordes
número de aristas
núm
ero
de n
odos
con
tan
tas
aris
tas
Pero, ¿es realmente una ley de potencias?
Una ley de potencias aparecerá como una línea recta en un gráfico log-log:
Una desviación de una línea recta podría indicar una distribución diferente: exponencial lognormal
log (# bordes)
log
(# n
odos
)
crecimiento de la red y la estructura resultante
apego al azar: nuevo nodo recoge cualquier nodo existente para adjuntar a
vinculación preferencial: nuevas selecciones de nodo de los nodos existentes de acuerdo a sus grados
http://projects.si.umich.edu/netlearn/NetLogo4/RAndPrefAttachment.html
¿Qué implicaciones tiene esto?
Robustez Búsqueda La propagación de la enfermedad Formación de la opinión La propagación de los virus informáticos Chismes
María
Bob
Jane
¿Quién podíapresentarme aRichard Gere?
¿Cómo buscar?
Amigos collage - luc, Flickr; http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/deed.en
Richard Gere - spaceodissey, Flickr; http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/deed.en
Pero son especialmente vulnerables a los ataques dirigidos
Orientación y eliminación de hubs pueden romper rápidamente la red
Pero depende de lo que estás compartiendo ...
Compartir una enfermedad o epidemia,Seria fatal la facilidad de contagio.
El papel de los centros en las epidemias
En una red de poder de la ley, un virus puede persistir por bajo que su capacidad de infección
Muchas redes del mundo real hacen exhibir power-leyes: compartir agujas contactos sexuales redes de correo electrónico
Modelos y red SI estructura
Conducirá apego al azar o preferencial a la difusión más rápida?
crecimiento aleatorio crecimiento preferencial
http://projects.si.umich.edu/netlearn/NetLogo4/BADiffusion.html
resiliencia: redes eléctricas y fallos en cascada
Sistema Vast de generación, transmisión y distribución es esencialmenteuna sola red
Los flujos de energía a través detodos los caminos de la fuente se hundan(Cálculos de flujo sonimportante para otras redes,incluso los sociales)
Todas las líneas de CA dentro de un interconexión debe estar en sintonía
Si la frecuencia varía demasiado (como la línea acerca de la capacidad), un interruptor de circuito lleva el generador del sistema
Flujos más grandes se envían a las partes vecinas de la red - que provocó una falla en cascada
Fuente: .wikipedia.org / wiki / Archivo: UnitedStatesPowerGrid.jpg
Fallos en cascada 13:58 El Eastlake, Ohio, Primera planta de
generación de energía se apaga (problemas de mantenimiento).
15:06 Una línea de transmisión de 345 kV First Energy falla al sur de Cleveland, Ohio.
3:17 pm. Caídas de tensión temporalmente en la parte de la red de Ohio. Controladores toman ninguna acción, pero el poder desplazado por el primer fallo en otra línea de alimentación hace que se hundirá en un árbol a las 3:32 de la tarde, llevándola fuera de línea también. Mientras controladores Mid West ISO y la Primera Energía tratan de entender los fracasos, que no informan a los controladores del sistema en estados cercanos.
3:41 y 15:46 Dos interruptores de conexión rejilla de First Energy con American Electric Power se disparan.
16:05 Una subida de tensión sostenida en algunos Ohio señales líneas edificio más problemas.
04:09:02 pm Huecos de tensión profundamente como Ohio empates 2 GW de energía de Michigan.
04:10:34 pm Muchas líneas de transmisión de viaje fuera, por primera vez en Michigan y luego en Ohio, bloqueando el flujo hacia el este del poder. Generadores bajan, creando un déficit de energía enorme. En segundo, sobrecargas de energía de Oriente, tropezando generadores de la costa este para protegerlos.
Fuente: Eric J. Lerner, "¿Qué pasa con la red eléctrica?" Http://www.aip.org/tip/INPHFA/vol-9/iss-5/p8.html
(des) cascadas de información
Rumor difusión Las leyendas urbanas El boca a boca
(películas, productos)
Web es auto-corrección: Imagen de satélite
broma primero se pasa alrededor, luego se exponen, hecho engaño se escribió en su blog acerca de, a continuación, redactado en urbanlegends.about.com
Fuente: indeterminado
Imágenes satelitales reales del efecto del apagón
20 horasantes deapagón
7 horas después apagón
Fuente: NOAA, Gobierno EE.UU.
Aplicaciones IR: información de recuperación en línea
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pero no todas las fuentes de enlace son iguales un enlace de una fuente de información respetada un enlace de una página creada por un spammer
Muchas páginas dispersas
a través de la web
una página importante, por ejemplo, slashdot
si una página web esslashdotted, gana la atención
Clasificación páginas mediante el seguimiento de un borracho
Un caminante aleatorio siguiente bordes en una red durante mucho tiempo pasará una proporción de tiempo en cada nodoque puede ser usado como una medida deimportancia
Varios indicadores de valores propiosvariaciones de rendimiento de medidas de importancia