Este documento discute análise de redes sociais e sistemas dinâmicos usando software livre. Ele cobre tópicos como conceitos de sistemas dinâmicos, redes como modo de pensar e modelar sistemas, tipos de análise de redes, padrões estruturais e dinâmicos, e softwares livres para análise de redes.

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. 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. 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. 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. 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. Sistema dinâmico
O sistema neural
humano representa um dos
sistemas dinâmicos mais
complexos que
conhecemos.

7. Sistema dinâmico

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. 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. 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. 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. 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. 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 conectado
estruturais 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 nós
dinâmicos 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. 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 de
Grau 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. Padrões dinâmicos
Padrão Dinâmico Origem Característica
Alguns poucos nós apresentam alto
grau de centralidade e a maioria
Redes livre escala (scale free) Grau de centralidade dos nós apresenta baixo grau de
centralidade
Alto nível de clusterização entre os
Redes 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. Exemplos
Small World

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. Exemplos - Moodle
Rede de Tutores e
Monitores num curso
dentro do Moodle.

19. Exemplos - Drupal
Usuários comentando
posts no blog por estados.

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 2010
Fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações – IBICT – janeiro 2011.

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++)