Iniciação A Redes: Conceitos Essenciais e Principais Ideias

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"Network Literacy: Essential Concepts and Core Ideias". Tradução realizada pelo Instituto Brasileiro de Pesquisa e Análise de Dados.

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Iniciação A Redes: Conceitos Essenciais e Principais Ideias

  1. 1. Iniciação a Redes Conceitos Essenciais e Principais Ideias Tradução realizada pelo Instituto Brasileiro de Pesquisa e Análise de Dados. Vrs. 12Nov2015
  2. 2. Network Literacy: Essential Concepts and Core Ideias (Documento desenvolvido pelo NetSciEd. Tradução português: IBPAD) Na medida em que nosso mundo se torna mais conectado através do uso de redes que permitem comunicação instantânea e disseminação de informação, o grau de entendimento destas redes possui um papel principal em determinar o quanto a sociedade vai se beneficiar dessa conectividade aprimorada. Em resumo, uma sociedade em rede requer iniciação a rede: conhecimento básico sobre com as redes podem ser usadas como ferramenta para descoberta e tomada de decisão e sobre seus potenciais benefícios e problemas, tornado acessível a todas pessoas vivendo em um mundo conectado. Além disto, uma vez que qualquer criança interage com redes o dia todo, todos os dias, é importante que a iniciação a redes comece na juventude. E como as redes estão presentes em todos aspectos da vida contemporânea, o pensamento sobre redes deve ser refletido na prática de ensino de um modo interdisciplinar. Ainda assim, apesar da importância e ubiquidade das redes, o estudo das redes está ausente dos atuais sistemas educacionais. Este documento fornece um passo inicial para facilitar o desenvolvimento de iniciação a redes. Apresenta ideias básicas para o estudo das redes em linguagem simples, oferecendo sete conceitos essenciais e mais ideias centrais descritas de uma maneira concisa. Pode ser utilizado por qualquer pessoa para ensino e aprendizado. Este trabalho foi desenvolvido iterativamente e colaborativamente por uma comunidade de cientistas e praticantes que desenvolvem ciência de ponta sobre redes. Para mais informação e recursos adicionais sobre o projeto de iniciação a redes, visite o website do projeto: http://sites.google.com/a/binghamton.edu/netscied
  3. 3. 1. AS REDES ESTÃO EM TODOS OS LUGARES  O conceito de redes é amplo, geral e descreve como as coisas estão conectadas umas às outras. Redes estão presentes em todos os aspectos da vida.  Há redes que formam a infraestrutura técnica de nossa sociedade – por exemplo, redes de sistemas de comunicação, sistemas semânticos, a Internet, malhas elétricas, abastecimento de água etc.  Existem redes de pessoas – por exemplo, famílias e amigos, trocas de email e mensagens de texto, Facebook/Twitter/Instagram, grupos profissionais etc.  Há redes culturais – por exemplo, linguagem/literatura/arte conectada por suas similaridades, eventos históricos ligados por cadeias causais, religiões conectadas por suas raízes compartilhadas, pessoas conectadas a eventos etc.  Redes podem existir em várias escalas espaciais ou temporais.
  4. 4. 2. REDES DESCREVEM COMO AS COISAS CONECTAM E INTERAGEM  Existe um sub-campo da matemática aplicado às redes. É chamado de teoria dos grafos. Muitas redes podem ser representadas matematicamente como grafos.  Conexões são chamadas de ligações, arestas ou laços. As entidades conectadas umas às outras são chamadas de nós, vértices ou atores.  Conexões podem ser não-direcionadas (simétricas) ou direcionadas (assimétricas). Elas podem também indicar laços de diferentes intensidades e podem indicar relações positivas ou negativas.  O número de conexões de um nó é chamado de grau daquele nó.  Muitas redes possuem mais que um tipo de conexão – por exemplo, amizades off-line e conexões de Facebook, diferentes modos de transporte etc.  Uma sequência de arestas que leva um nó, através de outros nós, a outro nó é chamada de caminho.  Um grupo de nós nos quais existe um caminho de uma entidade a qualquer outra entidade é chamado de componente conectado. Algumas redes possuem múltiplos componentes conectados que estão isolados uns dos outros.  Algumas redes são estudadas utilizando estruturas matemáticas que são mais complexas do que grafos.
  5. 5. 3. REDES PODEM REVELAR PADRÕES  Você pode representar algo como uma rede ao descrever suas partes e como estão conectadas entre si. Uma representação de redes é um jeito poderoso de estudar as propriedades de um sistema.  As propriedades que você pode estudar em uma rede incluem: o como os graus se distribuem entre os nós o quais partes ou conexões são mais importantes o forças e/ou fraquezas da rede o se existe uma sub-estrutura ou hierarquia o quantos passos, em média, são necessários para se mover de um nó a outro na rede  Em algumas redes, você pode encontrar um pequeno número de nós que possuem graus muito maiores que os outros. São geralmente chamados de hubs.  Em algumas redes, você pode encontrar um grupo de nós que são mais conectados entre si do que a probabilidade poderia indicar. São chamados às vezes de clusters ou comunidades. Alguns podem ocupar um parte central, ou núcleo, da rede,  Com estas descobertas, você pode inferir às vezes como uma rede foi formada e/ou fazer predições sobre processos dinâmicos da rede ou sua futura estrutura.
  6. 6. 4. VISUALIZAÇÕES PODEM AJUDAR NO ENTENDIMENTO DAS REDES  Redes podem ser visualizadas de muitos jeitos diferentes.  Você pode desenhar um diagrama de rede ao conectar nós uns aos outros com arestas.  Existe uma variedade de ferramentas disponíveis para visualização de redes.  A visualização de rede geralmente ajuda a entende-la e comunicar ideias sobre conectividade de uma maneira intuitiva, não-técnica.  Design criativo da informação exerce um papel importante ao se fazer uma visualização efetiva.  É importante ser cuidadoso ao interpretar e avaliar visualizações, pois elas podem não contar tudo que pode ser conhecido sobre uma rede.
  7. 7. 5. A ATUAL TECNOLOGIA COMPUTACIONAL PERMITE QUE VOCÊ ESTUDE REDES DO MUNDO REAL  Tecnologia computacional aumentou dramaticamente a capacidade de estudar redes, sendo especialmente importante para o estudo de grandes redes com estrutura complexa.  Existem inúmeras ferramentas gratuitas para visualização e análise de redes.  Utilizando computadores pessoais, qualquer pessoal (e não só cientistas) podem construir, visualizar e analisar redes.  Através da Internet, qualquer pessoa pode ter acesso a muitos conjuntos interessantes de dados de redes.  Computadores permitem simular redes hipotéticas ou virtuais, assim como simular processos dinâmicos em redes reais e hipotéticas.  Aprender habilidades computacionais abre portas para uma miríade de possibilidades de carreira profissional. Estas incluem profissões como cientista, analista de dados, engenheiro de software, educador, desenvolvedor web, criador de mídia e muitas outras.
  8. 8. 6. REDES PERMITEM A COMPARAÇÃO DE DIFERENTES TIPOS DE SISTEMAS  Vários tipos de sistemas, uma vez representados como redes, podem ser comparados para examinar semelhanças e diferenças.  Algumas propriedades de redes aparecem em sistemas aparentemente não relacionados. Isto significa que existem alguns princípios gerais sobre conectividade que se aplicam a múltiplos domínios.  Outras propriedades de redes são diferentes em sistemas diferentes. Estas propriedades podem ajudar a classificar redes em famílias diferentes e a ganhar insight sobre o motivo de serem diferentes.  Ciência é tipicamente conduzida em áreas diferentes chamadas de disciplinas. Redes podem ajudar a superar fronteiras disciplinares para alcançar uma compreensão mais completa e holística do mundo.  Redes podem ajudar na transferência de conhecimento entre diferentes áreas de estudo.
  9. 9. 7. A ESTRUTURA DE UMA REDE PODE INFLUENCIAR SEU ESTADO E VICE- VERSA  A estrutura de rede indica como partes estão conectadas.  O estado de uma rede indica as propriedades de seus nós e arestas.  Estrutura e estado da rede podem mudar ao longo do tempo.  A escala de tempo no qual a estrutura e estado de uma rede co-evolvem podem ser similar ou diferente.  A estrutura de uma rede podem influenciar mudanças de seu estado. Exemplos incluem a disseminação de doenças, comportamentos ou memes em uma rede social, ou padrões de tráfego na malha viária de uma cidade.  O estado de rede pode influenciar mudanças na estrutura de rede. Exemplos incluem a criação de novas arestas “following” nas mídias sociais ou a construção de novas ruas para dar conta de engarrafamentos.
  10. 10. AGRADECIMENTOS A iniciativa Network Literacy (Iniciação a Redes, trad. Port. Tarcizio Silva, Instituto Brasileiro de Pesquisa e Análise de Dados - IBPAD) não seria possível sem a participação e apoio das seguintes pessoas e instituições: o Army Research Office, USA o Albert-László Barabási, Northeastern University, Boston, USA o Raissa D'Souza, University of California Davis, USA o National Science Foundation, USA o Sarah Schroedinger, NOAA, USA o H. Eugene Stanley, Boston University, USA o Craig Strang, Lawrence Hall of Science, USA o The Network Science Society o NetSci High students and teachers o University of California Berkeley, USA Todos os membros da comunidade de Network Science que contribuíram para este projeto. PARTICIPANTES o Catherine Cramer, New York Hall of Science, USA o Mason A. Porter, Istituto di Matematica, Università di Oxford, GB o Hiroki Sayama, Binghamton University, State University di New York, USA o Lori Sheetz, The Science Center Network, US Military Academy di West Point, USA o Stephen Uzzo, New York Hall of Science, USA o Alvar Agusti Chris Arney Robert F. Chen o Arthur Hjorth Khaldoun Khashanah Yasamin Khorramzadeh o Erik Laby Toshi Tanizawa Paolo Tieri o Brooke Foucault Welles Robin Wilkins Os pontos de vista, opiniões e descobertas contidos neste documento são dos autores e não representam uma posição oficial, política ou decisão do Department of the Army. Para mais informações, entrar em contato com Catherine Cramer en ccramer@nysci.org https://sites.google.com/a/binghamton.edu/netscied https://www.facebook.com/netscied
  11. 11. CRÉDITOS O presente guia, assim como sua tradução, estão disponíveis pela licença Creative Commons Share Alike (CC BY-SA 4.0) (http://creativecommons.org/licenses/by- sa/4.0/) Imagens A leaf, backlit by the sun, with veins visible by Curran Kelleher [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) via Wikimedia Commons Feedback Loops in a System Dynamics Model by National Cancer Institute [Public domain], via Wikimedia Commons The Matrix - Screenshot of the famous GLMatrix screensaver by Jamie Zawinski [Attribution], via Wikimedia Commons その他の画像は Python + NetworkX あるいは Wolfram Research Mathematica にて計算的に生成したものです。

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