Algorithmische Methoden zur Netzwerkanalyse Vorlesung für den Bereich Master Informatik
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- Inken Bruhn
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1 Algorithmische Methoden zur Netzwerkanalyse Vorlesung für den Bereich Master Informatik Dozent: Prof. Dr. Henning Meyerhenke PARALLELES RECHNEN INSTITUT FÜR THEORETISCHE INFORMATIK, FAKULTÄT FÜR INFORMATIK KIT Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
2 25. April 2017 VORLESUNG 1 Einführung 2
3 Begriffserklärungen Algorithmische Methoden Welche Methoden? zur Netzwerkanalyse Was ist das? Welche Netzwerke? 3
4 Netzwerkanalyse Empirische Untersuchung von Daten, die als Netzwerk (Graph) modelliert werden können Modelle Struktur Maßzahlen Algorithmen Anwendungsgebiete (Auswahl): [ eec89088ee408b b jpg] [ research_projects/images/fig11-3.gif] Technik: Internet und Telefon, Strom, Transport und Logistik,... Information: WWW, Zitierungen,... Biologie: Protein-Protein-Interaktionen,... Soziales: Soziale Online-Netzwerke, Politik,... 4
5 Motivation Ein stark wachsendes Feld in Industrie und Wissenschaft: Social Web Soziale Netzwerke Social Media Soziale Suche Big Data Beratung Promotion Verbindung von [ Es gibt nichts Praktischeres als eine gute Theorie. (Kurt Lewin) Theorie (Komplexität, Modelle, beweisbar gute Algorithmen) und Praxis (Anwendungsproblem, Heuristiken) In der Theorie gibt es keinen Unterschied zwischen Theorie und Praxis; in der Praxis hingegen gibt es einen großen Unterschied. (Al Roth) 5
6 Vorlesungsübersicht: Inhalt Eigenschaften von Netzwerken und deren Berechnung Gradverteilung, k-kerne, Clusterkoeffizienten ZHK, kürzeste Wege Zentralitätsmaße Eigenvektor, PageRank Betweenness, Closeness Netzwerkmodelle und Generatoren Erdös-Renyi-Zufallsgraphen NW mit hyperbolischer Geometrie Clusteranalyse Komplexität, effektive Heuristiken Motivsuche oder Epidemien auf Netzwerken Software NetworKit 6
7 Lernziele Algorithmische Probleme zur Netzwerkanalyse formal beschreiben können Berechnungskomplexität algorithmischer Probleme analysieren und einschätzen können Eigenschaften von Netzwerken kennen und Netzwerkmodelle bewerten können Algorithmen exemplarisch ausführen und ihre Eigenschaften erklären können Geeignete algorithmische Lösungstechniken erkennen, entwerfen und auf unbekannte Probleme anwenden können [ Algorithmen implementieren und hinsichtlich ihrer Qualität, Anwendbarkeit und Laufzeit bewerten können 7
8 Organisatorisches Vorlesung und Übung kombiniert Termine: Dienstags 14:00-15:30 Uhr im SR 301 Mittwochs 14:00-15:30 Uhr im SR 301 Übersicht auf Vorlesungswebseite SWS: 2+1 LVNr: [ Sprechstunde: Nach Vereinbarung ( ) Webseite zur Vorlesung (bzw. Link auf weitere Details): 16
9 Methodik des Übungsbetriebs Aufgaben sowohl theoretisch (z. B. vglw. einfache Beweise) als auch praktisch (z. B. Implementierung) Übungen: Teilnehmer präsentieren ihre Lösungen zu Übungsaufgaben [ Bonuspunkte für erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (genaues Bonussystem wird noch bekanntgegeben) Mündliche Prüfung voraussichtlich im August/September 2017 [ neuen%20ideen%20%28clipart%29/7598-gl%c3%bchbirne%20aha.jpg] 17
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