Les estructures de connexió en xarxa estan omnipresents en el món que ens envolta: les xarxes de comunicació, xarxes de transport, xarxes socials d'amics i coneguts, i les xarxes biològiques, per anomenar només alguns exemples. En aquest curs, els estudiants aprendran les similituds i les abstraccions matemàtiques que jeuen sota aquests exemples. Altres exemples s'extrauran de la biologia molecular (regulació genètica i xarxes d'interacció de proteïnes), economia (xarxes de comerç, les relacions entre les empreses, i les interaccions en les xarxes estratègiques), les xarxes informàtiques (Internet, world wide web), i l'ecologia (les xarxes d'alimentació). En l'última dècada hi ha hagut una explosió de treball en la teoria i aplicacions de xarxes per a una enorme gamma de problemes. Els estudiants que completin aquest curs obtindran una àmplia introducció als treballs recents en aquest àmbit; comprendran les fortaleses i debilitats de modelatge de la xarxa, i podran aplicar les xarxes i la seva anàlisi en una varietat de configuracions.
A la primera part del curs ens centrarem en la descripció empírica de l'estructura de la xarxa. A continuació, dirigirem la nostra atenció a la dinàmica de les xarxes: com les xarxes es formen i creixen, i com aquestes regles de creixement es relacionen amb l'estructura global. Finalment, tindrem en compte algorismes i la dinàmica en les xarxes. També es presentaran els problemes relacionats amb la propagació de malalties i virus informàtics en les xarxes, la forma de detectar l'estructura comunitats en les xarxes, i per exemple com funciona l'algorisme PageRank de Google.
Professorat
Responsable
Sergio Gómez Jiménez (
)
Hores setmanals
Teoria
2
Problemes
0
Laboratori
0.5
Aprenentatge dirigit
0.5
Aprenentatge autònom
5.33
Competències
Competències Tècniques Generals
Genèriques
CG3 - Capacitat per a la modelització, càlcul, simulació, desenvolupament i implantació en centres tecnològics i d'enginyeria d'empresa, particularment en tasques de recerca, desenvolupament i innovació en tots els àmbits relacionats amb la Intel·ligència Artificial.
Competències Tècniques de cada especialitat
Acadèmiques
CEA11 - Capacitat de comprendre les tècniques avançades d'Intel·ligència Computacional, i saber dissenyar, implementar i aplicar aquestes tècniques en el desenvolupament d'aplicacions, serveis o sistemes intel·ligents.
Professionals
CEP2 - Capacitat de resoldre els problemes de presa de decisions de les diferents organitzacions, integrant eines intel·ligents.
Competències Transversals
ús solvent dels recursos d'informació
CT4 - Gestionar l'adquisició, l'estructuració, l'anàlisi i la visualització de dades i informació de l'àmbit d'especialitat, i valorar de forma crítica els resultats d'aquesta gestió.
Raonament
CT6 - Capacitat d'avaluar i analitzar de manera raonada i crítica sobre situacions, projectes, propostes, informes i estudis de caracter cientific-tecnic. Capacitat d'argumentar les raons que expliquen o justifiquen aquestes situacions, propostes, etc.
Analisis i sintesis
CT7 - Capacitat d'anàlisi i resolució de problemes tècnics complexos.
Bàsiques
CB6 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits y la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contexts més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
Objectius
Detectar sistemes susceptibles de ser representats mitjançant xarxes complexes
Competències relacionades:
CG3,
CEP2,
CB6,
Saber com estudiar i caracteritzar l'estructura de xarxes complexes
Competències relacionades:
CEA11,
CT4,
CT7,
Conèixer i saber implementar models de xarxes complexes
Competències relacionades:
CT7,
CB6,
Conèixer les principals dinàmiques sobre xarxes complexes
Competències relacionades:
CT4,
CT7,
Saber com implementar i validar simulacions Montecarlo
Competències relacionades:
CT7,
Saber aplicar els coneixements assolits per l'extracció d'informació de sistemes que es poden descriure mitjantçant xarxes complexes
Competències relacionades:
CEA11,
CEP2,
CT4,
CT6,
Continguts
Introducció
Exemples de xarxes complexes en molts àmbits de coneixement. Tipus de xarxes complexes.
Estructura de xarxes complexes
Principals característiques topològiques i estructurals de les xarxes complexes: distribució de grau, small-world, transitivitat, assortativity, estructura de comunitats, centralitat. Algorismes de detecció de comunitats.
Models de xarxes complexes
Xarxes aleatòries Erdös-Rényi, model de Barab-asi-Albert, model de Watts-Strogatz, model de configuració.
Dinàmiques en xarxes complexes
Dinàmiques més importants en xarxes complexes: propagació d'epidèmies, sincronització, difusió, jocs evolutius, percolació. Simulacions Montecarlo. Transicions de fase.