Este trabalho de pesquisa propõe um método temporal para a predição de links em redes sociais, que explora as informações os aspectos temporais da rede, visando melhorar a precisão em se prever links futuros, melhorar a eficiência de análises e diminuir as incertezas no processo de tomadas de decisão. O método proposto encontra-se estruturado em cinco passos: Seleção de Características, Computação das Características, Redução de Dimensionalidade, Treinamento do Preditor e Predição dos links. Este método proposto foi aplicado em um estudo de caso com dezoito experimentos, envolvendo uma rede social real de dados de mensagens de e-mails, a fim de validar e avaliar o seu desempenho. O método representa, também, a principal contribuição desta pesquisa, juntamente com o modelo de predição gerado e o seu desempenho alcançado na predição de links.

O estudo de redes complexas vem se expandindo e se difundindo cada vez mais em áreas multidisciplinares, com contribuições em Biologia, Sociologia, Física e Computação, entre inúmeras outras. Nesta modelagem de redes que utiliza grafos, ligações executam o importante papel de representar as interações entre os elementos da rede. Particularmente, ligações fracas se destacam por realizar a conexão entre diferentes grupos da rede. Entretanto, nem sempre é desejável ou ao menos possível manter um grande número de ligações em redes complexas, devido ao custo de manutenção de ligações em redes tecnológicas reais, por exemplo. Embora não-intuitiva, a remoção de ligações pode gerar melhorias em algumas propriedades. Neste trabalho, propomos uma otimização de propriedades small-world em redes geométricas, isto é, a obtenção de um alto coeficiente de agrupamento e a manutenção de um baixo caminho mínimo médio. Tal otimização pode ocorrer a partir da remoção de ligações selecionadas e da emergência de ligações fracas nas redes. Para isso, utilizamos o método Reckful Roaming de controle local de topologias, que foca na criação de regiões altamente clusterizadas, através da remoção de ligações que não contribuam para o aumento do agrupamento local. Desenvolvemos um novo método de controle local de topologias, cuja probabilidade de remoção de ligação é baseada nas similaridades máxima e média entre cada ligação analisada. Algumas variantes híbridas, utilizando heurísticas Reckful Roaming e do método baseado em similaridades, também são desenvolvidas, a fim de obtermos uma combinação de propriedades e vantagens de ambos os métodos. Por fim, propomos a aplicação de um método para detecção de ligações fracas baseado no modelo de comunidades de ligações. O algoritmo de clusterização de comunidades de ligações realizou com sucesso a detecção de ligações fracas nas amostras testadas. As redes otimizadas através do método Reckful Roaming apresentaram diminuição do percentual de ligações fracas. Contudo, a aplicação dos métodos baseados em similaridades entre ligações resultou em redes com até 1/3 de ligações fracas, após a remoção de metade das ligações da rede. Os métodos propostos e estudados aqui podem ser aplicados a redes complexas de grande escala e testados em redes reais, para extensão dos resultados.

As redes sociais conseguem modelar diversos sistemas complexos existentes no mundo real. Conseguir prever o crescimento destas redes é um desafio de pesquisa atual, especialmente ao se tratar das redes sociais tecnológicas usadas na atualidade. Estas redes possuem grandes quantidades de textos que certamente refletem as características inerentes à própria rede. Esta tese procura desvendar a relação existente entre as palavras presentes nos textos das redes sociais e a sua estrutura. Nesta tese, é apresentada a entropia condicional das palavras existentes nas redes sociais em relação aos seus nós como um critério estável para a redução da dimensionalidade encontrada na análise dos textos. É proposta também uma medida de similaridade entre os nós da rede, baseada na probabilidade do uso de palavras pelos nós e, por fim, é proposto um processo de predição de ligações baseado na medida de similaridade proposta, juntamente com aspectos topológicos das redes sociais. Testes com uma rede social real foram realizados para avaliar o desempenho das técnicas propostas.