Submitted by Kamila Costa (kamilavasconceloscosta@gmail.com) on 2015-06-19T19:52:34Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao-Edieliton S de Oliveira.pdf: 2119504 bytes, checksum: 912c6106c141d1b2adee157fb7e4997b (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-06T19:31:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao-Edieliton S de Oliveira.pdf: 2119504 bytes, checksum: 912c6106c141d1b2adee157fb7e4997b (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-06T19:35:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao-Edieliton S de Oliveira.pdf: 2119504 bytes, checksum: 912c6106c141d1b2adee157fb7e4997b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-06T19:35:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao-Edieliton S de Oliveira.pdf: 2119504 bytes, checksum: 912c6106c141d1b2adee157fb7e4997b (MD5) Previous issue date: 2015-02-02 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The main objective of this work is the theoretical study of the dynamics of flexible polymers having a small world topology using the Rouse model [1]. The first specific objective is to determine the general solution of the Langevin equation [2] and use it for our model. The second specific objective is the construction of new treelike small-world networks, using programming techniques (Fortran). Another objective is the numerical determination of the eigenvalues of the connectivity matrix for small-world networks, which will solve the dynamics. Knowing the eigenvalues’ spectrum we calculate the average polymer displacement and the complex modulus. / O objetivo geral deste trabalho é o estudo teórico da dinâmica de polímeros flexíveis com topologia de mundo pequeno através do modelo de Rouse[1]. O primeiro objetivo específico é determinar a solução geral da equação de Langevin[2] e aplicá-la para nosso modelo. O segundo objetivo específico é a construção de novas redes de mundo pequeno de tipo árvore, usando as técnicas de programação (Fortran). Outro objetivo é a determinação numérica dos autovalores da matriz de conectividade para as redes de mundo pequeno, que resolverá a dinâmica. Conhecendo o espectro dos autovalores calcularemos o deslocamento médio dos polímeros e o módulo complexo.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Um grande nÃmero de sistemas complexos sÃo constituÃdos de partes ou componentes individuais interligados. A comunicaÃÃo nestes sistemas à essencial para a sua existÃncia sendo necessÃrio o estudo de sua capacidade de se comunicar dependendo da quantidade de informaÃÃo que està circulando na rede. A dinÃmica do transporte de pacotes de informaÃÃo em tais sistemas e o surgimento de seu congestionamento sÃo problemas de elevado interesse cientÃfico e econÃmico. Neste trabalho, nÃs determinamos como os elementos de vÃrios modelos de rede espacialmente embebidos, sendo redes regulares e redes de Kleinberg, alteram suas propriedades dinÃmicas de transporte de pacotes tratando-as como redes de comunicaÃÃo. Mais precisamente, estudamos uma transiÃÃo de fase contÃnua de segunda ordem de uma fase de transporte de pacote livre para uma fase de congestÃo, quando os pacotes sÃo acumulados na rede, e descrevemos esta transiÃÃo por meio de expoentes crÃticos. Para as redes regulares em $1D$ e $2D$, vimos que respectivamente, o parÃmetro crÃtico $p_c$ escala com expoentes de aproximadamente $-1$ e $-0.5$ para o tamanho do sistema. Jà nas redes de Kleinberg, nÃs mostramos que o melhor cenÃrio, quando o trÃfego de pacotes à mais resiliente para o aumento do nÃmero de pacotes, à conseguido quando os atalhos sÃo adicionados à rede entre dois nÃs, nomeadamente nÃs $ i $ e $ j $, com probabilidade $P(r_ {ij}) sim r_{ij}^{-alpha}$ quando $alpha = d $, onde $ d $ à a dimensÃo da estrutura subjacente. AlÃm disso, este resultado à obtido nÃo sà a partir da mediÃÃo direta do parÃmetro de ordem, ou seja, a relaÃÃo entre o nÃmero de pacotes nÃo entregues e pacotes gerados, mas tambÃm à suportada pela nossa anÃlise de tamanho finito. / A great number of systems defined as complex consist of interconnected parts or individual components performing a network or graph. Communication between the parts is essential for their existence so that it is necessary a better understanding of their ability to communicate depending on the amount of information that transits. The dynamics of package transport in these systems and the emergence of congestion are problems of high scientific and economic interest. In this work we investigate the dynamical properties of transport of packages (informations) between sources and previously defined destinations, considering different models of spatially embbeded networks such as lattice and Kleinberg. More precisely, we study a second-order continuous phase transition from a phase of free transport to a congestion phase, when the packages are accumulated in certain regions of the network. By means of a Finite Size Scaling, we describe this phase transition characterizing its critical exponents. For 1D and 2D lattice networks, we observe that the critical parameter $p_c$ scales with exponents approximately $-1$ and $-0.5$ with respect to the system size. In the case of Kleinberg newtorks where shortcuts between two nodes $i$ and $j$ are added to the network according to a probability distibution given by $P(r_ {ij}) sim r_{ij}^{-alpha}$, we show that the best scenario occurs when $alpha = d$, where $d$ is the dimention of the topology structure. In this regime, package traffic were shown to be more resilient to the increase of number of packages in the network. The confirmation of our result is obtained not only from direct measure of order parameter, that is, the ratio between undelivered and generated packets, but is also supported by our analysis of finite size.

Este trabalho explora o uso da Análise de Redes Sociais (ARS) como ferramenta de grande valor, aquela que perpassa pelas mais variadas disciplinas, como protagonista do estudo em alguns casos, como coadjuvante em outros. Para a Ciência da Informação, a ARS vem sendo empregada em estudos bibliométricos, procurando responder a questionamentos que intrigam pesquisadores da área ou de outros segmentos do conhecimento. Assim, a ARS ocupa seu espaço como o objeto principal dos estudos, enfatizando-a como ferramenta e, também, pelo seu uso direto em pesquisas nas quais aparece, frequentemente em conjunto com a estatística. Dessa forma, a ARS é empregada, pensando em Ciência da Informação, em ambos os papéis: como protagonista, nas frentes que abordam sua história, seus métodos e suas métricas, e, como coadjuvante, contribuindo na análise de redes de coautoria através de suas métricas de centralidade, mostrando a fluência das informações, determinando a posição de autores com relação à colaboração e seus comportamentos em rede para áreas como a Ciência da Informação, a Educação e a Sociologia. Os gráficos e tabelas foram elaborados com o apoio dos programas Microsoft Excel e, fundamentalmente para as redes de interesse, o programa de uso livre Pajek. Este último, alimentado por programas em VBScript, possibilitou, através de seus recursos de geração de imagens representativas das redes, a confecção dos gráficos e o cálculo dos indicadores para cada uma das três redes. Para a obtenção dos dados de entrada, foram utilizados os mecanismos de busca pela expressão \"Social Networks\" nas bases ASSIA (Sociologia), ERIC (Educação) e LISA (Ciência da Informação) e, com o uso de seus mecanismos internos, a massa foi exportada e empregada como exemplo de bases viabilizando a aplicação e verificação da metodologia proposta nos moldes dos estudos realizados. / This dissertation explores the use of Social Network Analysis (SNA) as a valuable tool, which runs through the most varied disciplines, as a protagonist in same study cases, as an adjunct in other cases. For the Information Science, the SNA has been used in bibliometric studies, trying to answer questions that intrigue researchers in this field or other segments of knowledge. So, the SNA occupies its place as the main object of the studies, emphasizing it as a tool and also for its direct use in researches in which it appears, often in conjunction with the statistics. Thus, the SNA is used, concerning the Information Science, in both roles: as the protagonist, foremost addressing its history, its methods and metrics, and, as an adjunct, contributing for the analysis of networks of co-authorship through its centrality metrics, showing the flow of information, determining the position of the authors, related to their collaboration and their behaviors on the network, for areas of study such as Information Science, Education and Sociology. The graphs and charts were elaborated with the support of Microsoft Excel program and, fundamentally to the networks of interest, the program of free use called Pajek. The latter, powered by VBScript programs, enabled, through its resources of generating representative network images, the elaboration of the graphs and the calculation of the indicators for each one of the three networks. To obtain the input data, search engines were used by the expression \"Social Networks\" in ASSIA (Sociology), ERIC (Education) and LISA (Information Science) bases and, using its internal mechanisms, the mass was exported and used as an example of bases enabling the application and verification of the proposed methodology along the lines of the studies.

Este trabalho explora o uso da Análise de Redes Sociais (ARS) como ferramenta de grande valor, aquela que perpassa pelas mais variadas disciplinas, como protagonista do estudo em alguns casos, como coadjuvante em outros. Para a Ciência da Informação, a ARS vem sendo empregada em estudos bibliométricos, procurando responder a questionamentos que intrigam pesquisadores da área ou de outros segmentos do conhecimento. Assim, a ARS ocupa seu espaço como o objeto principal dos estudos, enfatizando-a como ferramenta e, também, pelo seu uso direto em pesquisas nas quais aparece, frequentemente em conjunto com a estatística. Dessa forma, a ARS é empregada, pensando em Ciência da Informação, em ambos os papéis: como protagonista, nas frentes que abordam sua história, seus métodos e suas métricas, e, como coadjuvante, contribuindo na análise de redes de coautoria através de suas métricas de centralidade, mostrando a fluência das informações, determinando a posição de autores com relação à colaboração e seus comportamentos em rede para áreas como a Ciência da Informação, a Educação e a Sociologia. Os gráficos e tabelas foram elaborados com o apoio dos programas Microsoft Excel e, fundamentalmente para as redes de interesse, o programa de uso livre Pajek. Este último, alimentado por programas em VBScript, possibilitou, através de seus recursos de geração de imagens representativas das redes, a confecção dos gráficos e o cálculo dos indicadores para cada uma das três redes. Para a obtenção dos dados de entrada, foram utilizados os mecanismos de busca pela expressão \"Social Networks\" nas bases ASSIA (Sociologia), ERIC (Educação) e LISA (Ciência da Informação) e, com o uso de seus mecanismos internos, a massa foi exportada e empregada como exemplo de bases viabilizando a aplicação e verificação da metodologia proposta nos moldes dos estudos realizados. / This dissertation explores the use of Social Network Analysis (SNA) as a valuable tool, which runs through the most varied disciplines, as a protagonist in same study cases, as an adjunct in other cases. For the Information Science, the SNA has been used in bibliometric studies, trying to answer questions that intrigue researchers in this field or other segments of knowledge. So, the SNA occupies its place as the main object of the studies, emphasizing it as a tool and also for its direct use in researches in which it appears, often in conjunction with the statistics. Thus, the SNA is used, concerning the Information Science, in both roles: as the protagonist, foremost addressing its history, its methods and metrics, and, as an adjunct, contributing for the analysis of networks of co-authorship through its centrality metrics, showing the flow of information, determining the position of the authors, related to their collaboration and their behaviors on the network, for areas of study such as Information Science, Education and Sociology. The graphs and charts were elaborated with the support of Microsoft Excel program and, fundamentally to the networks of interest, the program of free use called Pajek. The latter, powered by VBScript programs, enabled, through its resources of generating representative network images, the elaboration of the graphs and the calculation of the indicators for each one of the three networks. To obtain the input data, search engines were used by the expression \"Social Networks\" in ASSIA (Sociology), ERIC (Education) and LISA (Information Science) bases and, using its internal mechanisms, the mass was exported and used as an example of bases enabling the application and verification of the proposed methodology along the lines of the studies.

Modelos e teorias científicas surgem da necessidade do homem entender melhor o funcionamento do mundo em que vive. Constantemente, novos modelos e técnicas são criados com esse objetivo. Uma dessas teorias recentemente desenvolvida é a da Criticalidade Auto-Organizada. No Capítulo 2 desta tese, apresentamos uma breve introdução a Criticalidade Auto-Organizada. Tendo a criticalidade auto-organizada como pano de fundo, no Capítulo 3, estudamos a dinâmica Bak-Sneppen (e diversas variantes) e a comparamos com alguns algoritmos de otimização. Apresentamos no Capítulo 4, uma revisão histórica e conceitual das redes complexas. Revisamos alguns importantes modelos tais como: Erdös-Rényi, Watts-Strogatz, de configuração e Barabási-Albert. No Capítulo 5, estudamos o modelo Barabási-Albert não-linear. Para este modelo, obtivemos uma expressão analítica para a distribuição de conectividades P(k), válida para amplo espectro do espaço de parâmetros. Propusemos também uma forma analítica para o coeficiente de agrupamento, que foi corroborada por nossas simulações numéricas. Verificamos que a rede Barabási-Albert não-linear pode ser assortativa ou desassortativa e que, somente no caso da rede Barabási-Albert linear, ela é não assortativa. No Capítulo 6, utilizando dados coletados do CD-ROM da revista Placar, construímos uma rede bastante peculiar -- a rede do futebol brasileiro. Primeiramente analisamos a rede bipartida formada por jogadores e clubes. Verificamos que a probabilidade de que um jogador tenha participado de M partidas decai exponencialmente com M, ao passo que a probabilidade de que um jogador tenha marcado G gols segue uma lei de potência. A partir da rede bipartida, construímos a rede unipartida de jogadores, que batizamos de rede de jogadores do futebol brasileiro. Nessa rede, determinamos várias grandezas: o comprimento médio do menor caminho e os coeficientes de agrupamento e de assortatividade. A rede de jogadores de futebol brasileiro nos permitiu analisar a evolução temporal dessas grandezas, uma oportunidade rara em se tratando de redes reais. / Models and scientific theories arise from the necessity of the human being to better understand how the world works. Driven by this purpose new models and techniques have been created. For instance, one of these theories recently developed is the Self-Organized Criticality, which is shortly introduced in the Chapter 2 of this thesis. In the framework of the Self-Organized Criticality theory, we investigate the standard Bak-Sneppen dynamics as well some variants of it and compare them with optimization algorithms (Chapter 3). We present a historical and conceptual review of complex networks in the Chapter 4. Some important models like: Erdös-Rényi, Watts-Strogatz, configuration model and Barabási-Albert are revised. In the Chapter 5, we analyze the nonlinear Barabási-Albert model. For this model, we got an analytical expression for the connectivity distribution P(k), which is valid for a wide range of the space parameters. We also proposed an exact analytical expression for the clustering coefficient which corroborates very well with our numerical simulations. The nonlinear Barabási-Albert network can be assortative or disassortative and only in the particular case of the linear Barabási-Albert model, the network is no assortative. In the Chapter 6, we used collected data from a CD-ROM released by the magazine Placar and constructed a very peculiar network -- the Brazilian soccer network. First, we analyzed the bipartite network formed by players and clubs. We find out that the probability of a footballer has played M matches decays exponentially with M, whereas the probability of a footballer to score G gols follows a power-law. From the bipartite network, we built the unipartite Brazilian soccer players network. For this network, we determined several important quantities: the average shortest path length, the clustering coefficient and the assortative coefficient. We were also able to analise the time evolution of these quantities -- which represents a very rare opportunity in the study of real networks.

Made available in DSpace on 2015-03-03T15:15:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GerdivaneFD_DISSERT.pdf: 2461999 bytes, checksum: afd653d46e87e83d8b0144e8086a3d19 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In this work a study of social networks based on analysis of family names is presented. A basic approach to the mathematical formalism of graphs is developed and then main theoretical models for complex networks are presented aiming to support the analysis of surnames networks models. These, in turn, are worked so as to be drawn leading quantities, such as aggregation coefficient, minimum average path length and connectivity distribution. Based on these quantities, it can be stated that surnames networks are an example of complex network, showing important features such as preferential attachment and small-world character / Neste trabalho ? apresentado um estudo das redes sociais baseado na an?lise dos nomes de fam?lias. Faz-se uma abordagem b?sica do formalismo matem?tico dos grafos e em seguida apresenta-se os principais modelos te?ricos para as Redes Complexas com o objetivo de fundamentar a an?lise das redes dos sobrenomes. Estas, por sua vez, s?o trabalhadas de modo a serem extra?das as principais grandezas, tais como coe ciente de agrega??o, menor caminho m?dio e distribui??o de conectividades. Com base nestas grandezas, pode-se a rmar que as redes de sobrenomes s?o um exemplo de rede complexa, exibindo caracter?sticas importantes como liga??o preferencial e o car?ter de mundo pequeno.

Modelos e teorias científicas surgem da necessidade do homem entender melhor o funcionamento do mundo em que vive. Constantemente, novos modelos e técnicas são criados com esse objetivo. Uma dessas teorias recentemente desenvolvida é a da Criticalidade Auto-Organizada. No Capítulo 2 desta tese, apresentamos uma breve introdução a Criticalidade Auto-Organizada. Tendo a criticalidade auto-organizada como pano de fundo, no Capítulo 3, estudamos a dinâmica Bak-Sneppen (e diversas variantes) e a comparamos com alguns algoritmos de otimização. Apresentamos no Capítulo 4, uma revisão histórica e conceitual das redes complexas. Revisamos alguns importantes modelos tais como: Erdös-Rényi, Watts-Strogatz, de configuração e Barabási-Albert. No Capítulo 5, estudamos o modelo Barabási-Albert não-linear. Para este modelo, obtivemos uma expressão analítica para a distribuição de conectividades P(k), válida para amplo espectro do espaço de parâmetros. Propusemos também uma forma analítica para o coeficiente de agrupamento, que foi corroborada por nossas simulações numéricas. Verificamos que a rede Barabási-Albert não-linear pode ser assortativa ou desassortativa e que, somente no caso da rede Barabási-Albert linear, ela é não assortativa. No Capítulo 6, utilizando dados coletados do CD-ROM da revista Placar, construímos uma rede bastante peculiar -- a rede do futebol brasileiro. Primeiramente analisamos a rede bipartida formada por jogadores e clubes. Verificamos que a probabilidade de que um jogador tenha participado de M partidas decai exponencialmente com M, ao passo que a probabilidade de que um jogador tenha marcado G gols segue uma lei de potência. A partir da rede bipartida, construímos a rede unipartida de jogadores, que batizamos de rede de jogadores do futebol brasileiro. Nessa rede, determinamos várias grandezas: o comprimento médio do menor caminho e os coeficientes de agrupamento e de assortatividade. A rede de jogadores de futebol brasileiro nos permitiu analisar a evolução temporal dessas grandezas, uma oportunidade rara em se tratando de redes reais. / Models and scientific theories arise from the necessity of the human being to better understand how the world works. Driven by this purpose new models and techniques have been created. For instance, one of these theories recently developed is the Self-Organized Criticality, which is shortly introduced in the Chapter 2 of this thesis. In the framework of the Self-Organized Criticality theory, we investigate the standard Bak-Sneppen dynamics as well some variants of it and compare them with optimization algorithms (Chapter 3). We present a historical and conceptual review of complex networks in the Chapter 4. Some important models like: Erdös-Rényi, Watts-Strogatz, configuration model and Barabási-Albert are revised. In the Chapter 5, we analyze the nonlinear Barabási-Albert model. For this model, we got an analytical expression for the connectivity distribution P(k), which is valid for a wide range of the space parameters. We also proposed an exact analytical expression for the clustering coefficient which corroborates very well with our numerical simulations. The nonlinear Barabási-Albert network can be assortative or disassortative and only in the particular case of the linear Barabási-Albert model, the network is no assortative. In the Chapter 6, we used collected data from a CD-ROM released by the magazine Placar and constructed a very peculiar network -- the Brazilian soccer network. First, we analyzed the bipartite network formed by players and clubs. We find out that the probability of a footballer has played M matches decays exponentially with M, whereas the probability of a footballer to score G gols follows a power-law. From the bipartite network, we built the unipartite Brazilian soccer players network. For this network, we determined several important quantities: the average shortest path length, the clustering coefficient and the assortative coefficient. We were also able to analise the time evolution of these quantities -- which represents a very rare opportunity in the study of real networks.