A teoria de rede é uma modelagem para a solução de problemas complexos e está no núcleo da computação e inteligência artificial, com uso de grafos e algoritmos que exploram esses grafos.
Uma rede pode ser explicada pelos seguintes componentes:
- Proposta de valor … foco e significância em um conjunto limitado de valores, como gestão, economia, serviços, escalabilidade, desempenho e segurança.
- Objetivo … qualificação da proposta de valor
- Metas … quantificação de objetivos.
- Modelagem … escolha da topologia física e lógica.
- Simulação … tamanho da rede, relação de adjacência entre nós, grau de concentração, quantidade de caminhos mínimos e máximos, inserção ou deleção de nós ou relações, propagação de
- Análise de Dados
- Gestão
Check List.
Componentes da Teoria de Rede.
Proposta de Valor da Rede
O primeiro passo fundamental para a concepção de uma rede de qualquer tipo é a sua proposta de valor. objetivos e metas, quais dimensões serão focadas e diferenciadas.
- Gestão … facilitar gestão sistemática e proativa PDCA – planejamento, desempenho, controle e ajustes.
- Economia .. aumentar o valor econômico pelo controle e ponderação de recursos, melhoria de benefícios e redução de custos e riscos.
- Escalabilidade … prover flexibilidade elástica, usabilidade, capacidade e modularidade.
- Desempenho … aumentar a eficácia, eficiência, produtividade e competitividade.
- Serviços – prover comunicação, atendimento, aplicações, filtros, acessórios.
- Segurança … (confiabilidade, integridade, disponibilidade, autenticidade, legalidade).
A proposta de valor orienta tudo … foco da estratégia, diferenciação, modelagem, simulação e operação, análise de dados, topologias, tipologias e gestão.
Modelagem de Rede
A teoria de rede é uma modelagem de rede computacional que visa representar a essência, dinâmica, funcionamento de uma rede, via a teoria de grafos.
- Uma característica fundamental da modelagem de rede é que ela pode ser adaptada … tem caráter dinâmico.
- A aprendizagem do modelo, por conseguinte, é também dinâmica, em função das mudanças dos parâmetros da rede.
- A abordagem cognitiva da teoria de rede, de fora para dentro ou de cima para baixo, conhecida como top-down, que é contraposta a abordagem sequencial (botton up), tem o potencial de mudar fundamentalmente a maneira como tomamos decisões.
- Dessa forma, a modelagem de rede é uma forma descentralizada e integrada de formular, coletar informações e resolver problemas.
- Abrange definir um sistema fechado e flexível, formado por conjunto limitado de procedimentos, técnicas e métodos para coletar e analisar os dados, metadados e fluxos de dados da rede.
- Modelos de rede usam a teoria de grafo, matematicamente definida como um conjunto de vértices (nós) e arestas (conexões).
- A modelagem de rede usa níveis de abstração, nominados como físico, lógico, funcional, conceitual.
- Define o design de rede, controle (centralizado ou descentralizado), segurança, escalabilidade e outras dimensões essenciais como topologias, arquitetura (conjunto de protoclos).
- A modelagem gera modelos, define como comportamentos serão medidos, interpretados e previstos.
- Por ser de caráter dinâmica, a modelagem de rede
- Ensinar / aprender, via aproximações sucessivas de repetições e de comportamento.
- A modelagem e modelos gerados definem as estratégias de ação e reação frente a realidade, utilizando recursos disponíveis (nós e conexões) para atingir metas.
- Inserir a matemática com maior significado para resolução de problemas e produzir produtos e serviços, em larga escala.
- Desenvolver softwares, e comunicação entre pessoas e máquinas inteligentes, envolvendo empresas e clientes, dentre outras.
A modelagem de rede cria uma representação de um sistema de rede para simular seu comportamento, desempenho e interações sob diferentes condições e cenários.
As ferramentas de softwares para simulação e design de rede normalmente fornece os seguintes recursos:
- Modelagem de redes de vários tamanhos e geografias desde redes pessoais até globais.
- Simulação de falhas de qualquer dispositivo de rede e visualização de simulações animadas de como roteadores e switches podem redirecionar o tráfego
- Simulações de rede podem ajudar a identificar possíveis pontos problemáticos de projeto, como loops ou cascatas muito longos.
Simulação e Operações …
Redes podem simular ou imitar a realidade através de modelagem e simulação.
- Representar a operação de um processo real, insumos, procedimento e saídas.
- Representar problemas e soluções, tomadas de decisões, causas e efeitos ao longo do tempo.
- Servir de ferramenta para observar, analisar, aprender e avaliar.
- Fazer ajustes ou otimizações de recursos e desempenhos.
- Aplicar mecanismos de segurança.
- Fazer testes, exames ou procedimentos para verificar, medir ou determinar algo.
- Treinar, executar regularmente uma atividade ou tarefa.
Topologias de Rede …
O estudo e definição das topologias de uma rede é o segundo passo mais importante de projeto ou solução de problemas … após definido propósito, objetivos e metas da rede.
São duas categorias de topologia: 1) topologia física e 2) topologia lógica.
A topologia física considera e estuda os vários aspéctos da infraestrutura física da rede, tais como, componentes reais, padrões de hardware, dispositivos, interfaces, sinalizações, meios, métodos de acesso aos meios e energia.
A topologia lógica diz respeito ao software, inteligência, arquitetura e protocolos da rede, defiinir o modelo de comunicação cliente – servidor, controlar qualidade de seviços, endereço lógico dos recursos, canais virtuais de relacoionamento entre eles, controle para a comunicação e interação, garantia de qualidade de serviços e resultados fim a fim, no nível de aplicação, para todos dos fluxos de dados entre aplicações e usuários.
Análise de Dados …
Através da modelagem e simulação via teoria de rede, é possível construir e entender sistemas complexos como um conjunto de partes interconectadas.
Transformar números e informações em compreensões para a tomada de decisão.
Desenvolver um conjunto de ações para coletar, explorar e interpretar dados na rede de computadores.
Fornecerr informaçõe sobre a matriz de distribuição de caminhos, tipos e volume de tráfego de informações na rede.
Priorizar novos recursos para o desenvolvimento de produtos.
Identificar oportunidades de negócios, como novos mercados, produtos ou parcerias.
Gestão …
A teoria de rede provê um conjunto de conceitos e ferramentas para a gestão de recursos distribuídos e conectados em topologias físicas e lógicas, de forma dinâmica, flexível, resiliente economica
Permite definir e monitorar objetivos, sistuações, metas, estratégias, operações, controles e ajustes na rede
… atendimento com vários serviços de administração de recursos em rede … garantia de padrões e níveis de desemepnho serviço e segurança de recursos … informações e serviços, desempenho controlado e segurança de recursos e ativos.
Mapear o status da rede de recursos (nós) e seus relacionamentos (arestas, conexões), via matrizes ou listas de adjacências.
Monitorar tipologia de informação na rede (padrões, controles, informação).
Monitorar o fluxo de inormações, volume, distribuição de informações, demandas e ofertas de recursos na rede.
Calcular caminhos mínimos e máximos entre nós (recursos, problemas, soluções, etc).
Listar alternativas de counicação e acesso a recursos, lista de esperas e tempos de atendimento.
Identificar conjunto de soluções alternativas para sair de uma siuação presente para uma futura planejada.
Tipologias de Rede …
de várias tecnologias e evoluções ao longo do tempo, tais como redes fixase e móveis, redes sociais, Internet, WEB, redes pessoaia, rede locais, redes metropolitana, rede de longa distância, rede neural, rede de recursos específica e assim por diante.
Redes e Grafos.
Uma rede pode ser representada por um grafo – um “conjunto de vértices ligados por arestas”.
O grafo é uma estrutura de dados que permite representar relações entre quaisquer conjuntos de coisas físicas ou abstratas.
Existem muitos estudos e propriedades dos vários tipos de redes e grafos e como são constituídos.
O estudo de redes e grafos é de grande interesse para empresas, biologia, neurociência, linguística, psicologia cognitiva, redes sociais, redes de comunicação, coputadores e quaisquer recursos.
A razão é que tudo, pensamentos e ações, pode ser repreentado por uma rede, tendo no seu núcleo um grafo, e à partir daí, todo o ferramental matemático, da teoria de rede e de grafos.
Matematicamente falando, o estudo de rede e grafos, é um ramo da geometria topológica e teoria de conjuntos que permite analisar: 1) topologias de problemas” , 2) caminhos ou rotas, 3) conexão de sujeitos e objetos, 4) formação e mudança de contextos e escopos, 5) caminhos mínimos e máximos, 6) equação da dinâmica do perfil da rede, nós e conexões.
O grafo é a estrutura de dados, na ciência da computação e inteligência artificial, ideal para armazenar meta informações ou seja, informações do contexto do nó e do seu entorno.
Nada numa rede é analisado individualmente, pelo contrário, o escôpo, ou contexto domina a ação individual ou local.
Essa é uma característuca importante … o caminho da solução ou tomada de decisão é ditada de fora para dentro, de acordo com o contexto da rede (caminhos disponíveis e custos).
O foco primeiro está na “forma ou topologia” do problema e em segundo o “conteúdo do problema”.
O essencial na solução em rede é o posicionamento de uma coisa em relação a outras coisas … “posicionamento relativo”, entre pergunta e resposta ou problema e solução.
Essa é a mentalidade do pensamento em rede ou da empresa que trabalha na filosofia de rede.
Significa que a “resolução de problema”, pode sempre ser analisada como uma rede de nós, conexões, interações, multiplicidade de escolhas de caminhos mínimos e máximos, que conectam pessoas, recursos, custos, riscos e outros atributos situacionais importantes, que afetam a tomada de decisão.
A rede possibilita gerenciar e resolver problemas locais baseado nas informações globais da rede, registrar e propagar na rede essas decisões.
É assim, simplificadamente falando, que funciona arquiteturas e protocolos em sistemas computacionais, telecomunicações e inteligência artificial.
E … neurocientificamente falando, de forma simplificada, na mente humana.
Os problemas e soluções modelados em rede são mais facilmente “sentidos e percebidos em rede” e reproduzidos e computadorizados.
Numa “rede bem modelada”, tal como nos principais tipos que conhecemos, mudanças em qualquer nó ou conexão são” sentidos, percebidos e transmitidos para todos os nós da rede, isso permite reconfigurar rotas, caminhos, identificar problemas e soluções.
Nós individualmente, no processo de tomada de decisão e resolução de problemas, podemos usar modelos e técnicas cognitivas baseados nos princípios da teoria de rede, descrito aqui, transformando qualquer problema numa rede de nós de coisas e relações.
Esta forma de resolver problemas de forma posicional e formal, está na essencia do modelo das redes sociais, telecomunicações, logística e inteligência artificial, aprendizagem de máquina, aprendizagem humana.
Possibilita aplicar e compartilhar ferramentas para resolver problemas do dia a dia gerencial e operacional.
Conclusão.
A teoria de rede é uma ferramenta que permite analisar sistemas complexos e suas interações entre agentes – pessoas, empresas, meio ambiente, interações qiue podem se tangíveis (bens, materiais) ou intangíveis (ideias e valores).
A teoria dos grafos é um campo da matemática que estuda as relações entre os objetos de um conjunto por meio de estruturas chamadas grafos, oferece ferramentas e técnicas para analisar e compreender as propriedades dos grafos, bem como suas aplicações em várias áreas, como ciência da computação, engenharia, logística, redes sociais, biologia e muitas outras.
Fornece soluções para muitos problemas … , estudo de algoritmos de roteamento em redes até a análise de interações sociais e modelos complexos.
Permite representar e visualizar visualmente as relações entre objetos e explorar suas propriedades matemáticas.
Teoria de rede e de grafos está na base da inteligência artificial, resolução de problemas e tomada de decisão.
E de grande efetividade (eficácia e eficiência) para modelar e prover serviços de informação e conhecimento.
Grafo uma linguagem com estrutura simples, matemática, pictórica, não linear, admensional e pode ser lida, analisada processada por homens e máquinas …. um ensinar o outro.
Facilita a abstração, conceituação, análise e “visão posicional espacial”.
Saiba mais.
Teoria das redes complexas (wiki).
