Modelagem de algoritmos de distribuição espacial de grafos: uma extensão da UML para aplicações de visualização de redes sociais e complexas

Abstract

A visualização de informações em redes sociais e complexas apoia os pesquisadores no processo de análise e identificação de informações que determinem o comportamento das redes, a este processo é dado o nome de inspeção visual. A área de pesquisa visualização da informação possui uma subárea, denominada Visualização de Redes, que se ocupa em definir premissas, técnicas e regras estéticas para a construção de leiautes de grafos de redes sociais e complexas desta forma, as informações contidas nas redes poderão ser observadas de forma mais rápida e clara. O objetivo deste trabalho foi a proposição de uma extensão para a linguagem unificada de modelagem (UML), denominada de NET-UML, que auxiliará a construção de ferramentas que tenham como uma de suas funcionalidades a visualização de redes sociais e complexas. Para a construção deste trabalho realizamos revisão sistemática onde verificamos, ao longo dos anos, crescimento no número de pesquisas que discutem algoritmos de distribuição espacial de redes e a inexistência de técnicas ou métodos específicos que apoiem a construção de ferramentas computacionais para o domínio das aplicações de visualização de redes sociais e complexas. Com esta lacuna, aspectos sintáticos e semânticos, inerentes ao domínio das redes sociais e complexas, deixarão de ser documentados ou serão pouco percebidos por estarem generalizados/misturados a outros conceitos. Para categorizar/documentar as propriedades e comportamentos de alguns algoritmos de distribuição espacial de grafos em duas dimensões, realizamos estudo sobre os algoritmos de distribuição espacial de grafos mais utilizados para a inspeção visual de redes sociais e complexas. Este estudo serviu de subsídio para a criação do modelo NET-UML, testado durante a construção da ferramenta Open Source SC NET DRAW. Foi realizado também, estudo e categorização de algoritmos de distribuição espacial de grafos, utilizados para inspeção visual de redes sociais e complexas para entendimento das propriedades e comportamentos específicos e comuns a categoria que os algoritmos pertencem. Os resultados obtidos foram satisfatórios, pois a NET-UML potencializa, através do uso de representação icônica, a abstração dos objetos e funcionalidades necessárias para aplicações computacionais de visualização de redes sociais e complexas.

ABSTRACT:

The visualization of information in social and complex networks supports researchers in the process of analyzing and identifying information that determines the behavior of networks, this process is called visual inspection. The information visualization research area has a subarea, called Network Visualization, which is concerned with defining assumptions, techniques and aesthetic rules for the construction of graph layouts of social and complex networks in this way, the information contained in the networks can be observed faster and more clearly. The objective of this work was to propose an extension to the unified modeling language (UML), called NET-UML, which will help the construction of tools that have as one of their functionalities the visualization of social and complex networks. For the construction of this work, we carried out a systematic review where we verified, over the years, a growth in the number of researches that discuss spatial distribution algorithms of networks and the inexistence of specific techniques or methods that support the construction of computational tools for the domain of applications of visualization of social and complex networks. With this gap, syntactic and semantic aspects, inherent to the domain of social and complex networks, will no longer be documented or will be little noticed because they are generalized/mixed with other concepts. To categorize/document the properties and behaviors of some algorithms for spatial distribution of graphs in two dimensions, we carried out a study on the algorithms of spatial distribution of graphs most used for visual inspection of social and complex networks. This study served as a subsidy for the creation of the NET-UML model, tested during the construction of the Open Source SC NET DRAW tool. A study and categorization of algorithms for spatial distribution of graphs were also carried out, used for visual inspection of social and complex networks to understand the specific and common properties and behaviors of the category to which the algorithms belong. The results obtained were satisfactory, as NET-UML enhances, through the use of iconic representation, the abstraction of objects and necessary functionalities for computational applications of visualization of social and complex networks.