Disciplina

Área

Área Científica de Metodologia e Tecnologias da Programação > Algoritmos

Activa nos planos curriculares

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DEAEIC2006 > DEAEIC2006 > 3º Ciclo > Ciência de Redes Complexas

Nível

60% exame, 40% trabalhos

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

3.0 h/semana

1.5 h/semana

147.0 h/semestre

Objectivos

Esta disciplina tem como objecto de estudo as redes complexas, com foco nos algoritmos, modelos e aplicações quer para redes artificiais quer para redes reais, tais como redes sociais, redes de informação, a Internet, e redes biológicas. Os grafos inerentes a estas redes partilham algumas características recorrentes: grande dimensão; esparsos; scale-free; small-world and clustering effect; comunidades; etc. Neste contexto, interessa tanto o desenvolvimento de algoritmos e estruturas de dados escaláveis para que seja possível um análise efectiva destas redes complexas, como a elaboração de modelos teóricos capazes de descrever os padrões encontrados empiricamente. As aplicações são inúmeras, indo desde motores de pesquisa, difusão de informação na internet, nas redes sociais, nos blogs, ao marketing viral, tolerância das redes a eventos destrutivos, fenómenos epidemiológicos em redes, biologia computacional, com ligações às ciências sociais, à física e à economia.

Programa

Introdução ao estudo de redes e sistemas complexos. Teoria e conceitos básicos. Redes de grande dimensão e propriedades. Caracterização de redes complexas: redes biológicas, sociais e tecnológicas. Modelos de grafos aleatórios. Representação eficiente de grafos de grande dimensão. Estruturas de dados sucintas. Desenho e análise de algoritmos escaláveis para a análise de redes de grande dimensão, incluindo algoritmos aleatórios e com recurso a técnicas de amostragem. Bases de dados e plataformas distribuídas orientadas ao armazenamento e processamento de redes de grande dimensão. Análise de ligações e caminhos aleatórios. Detecção de comunidades e partição de grafos. Algoritmos de ranking. Renomeação de vértices. Efeitos causados pela estrutura das redes, ligações a eventos económicos, sociais e biológicos. Sistemas dinâmicos em redes. Introdução à descrição de processos estocásticos e simulações multi-agente em larga escala. Propagação de doenças em redes e tolerância a eventos destrutivos. Influencia social e modelos de formação de opiniões em redes. Teoria de jogos e dinâmica de populações. Cooperação, dinâmicas de reputações e problemas de bem público. Processos de decisão em redes complexas estáticas e dinâmicas.

Metodologia de avaliação

60% exame, 40% trabalhos

Pré-requisitos

Componente Laboratorial

Princípios Éticos

Componente de Programação e Computação

Componente de Competências Transversais

Bibliografia

Principal

Dynamical Processes on Complex Networks

Barrat, M. Barthelemy & A. Vespignani

2008

Cambridge University Press


Secundária

Networks: An Introduction

Mark Newman

2010

Oxford University Press


Networks, Crowds, and Markets: Reasoning about a Highly Connected World

David Easley and Jon Kleinberg

2010

Cambridge University Press


Evolution of Networks: from biological networks to the Internet and WWW

Dorogovtsev, S.N. and Mendes

2003

J.F.F. Oxford University Press


Complex Graphs and Networks

Fan Chung and Linyuan Lu

2006

AMS


Complex Adaptive Systems: An Introduction to Computational Models of Social Life

John H. Miller and Scott E. Page

2007

Princeton University Press


The Computational Beauty of Nature: Computer Explorations of Fractals, Chaos, Complex Systems, and Adaptation

Gary William Flake

2000

MIT press


A Biologist's Guide to Mathematical Modeling in Ecology and Evolution

Sarah Otto and Toy Day

2007

Princeton University Press


Mining of Massive Datasets. Jure Leskovec

Anand Rajaraman, and Jeff Ullman

2014

http://infolab.stanford.edu/~ullman/mmds.html


Various scientific papers

Vários

Vários