Disciplina
Redes Complexas
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
Secundária
Networks, Crowds, and Markets: Reasoning about a Highly Connected World
David Easley and Jon Kleinberg
Evolution of Networks: from biological networks to the Internet and WWW
J.F.F. Oxford University Press
Complex Adaptive Systems: An Introduction to Computational Models of Social Life
John H. Miller and Scott E. Page
A Biologist's Guide to Mathematical Modeling in Ecology and Evolution
Mining of Massive Datasets. Jure Leskovec
Anand Rajaraman, and Jeff Ullman
http://infolab.stanford.edu/~ullman/mmds.html