Um estudo computacional do Problema do Gnosticismo Perfeito

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pereira, Felipe de Carvalho, 1997-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641217
Resumo: Orientadores: Pedro Jussieu de Rezende, Cid Carvalho de Souza
id UNICAMP-30_5b4d9637a5f76393d0d17735459971b9
oai_identifier_str oai::1164221
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Um estudo computacional do Problema do Gnosticismo PerfeitoA computational study of the Perfect Awareness ProblemDisseminação de informaçãoRedes sociaisOtimização combinatóriaGRASP (Meta-heurística)Programação linear inteiraInformation disseminationSocial networksCombinatorial optimizationGRASP (Metaheuristic)Integer linear programmingOrientadores: Pedro Jussieu de Rezende, Cid Carvalho de SouzaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de ComputaçãoResumo: O Problema do Gnosticismo Perfeito (PAP do inglês "Perfect Awareness Problem") é um problema de otimização combinatória inserido no tópico de "marketing" viral que envolve a propagação de informações em redes sociais. O problema pode ser descrito da seguinte forma. A entrada consiste em um par (G,t), onde G = (V,E) é um grafo não direcionado e t : V -> N* é uma "função limiar". O conjunto de vértices V corresponde à coleção de indivíduos de uma rede social e o conjunto de arestas E representa as comunicações possíveis entre tais indivíduos. Supõe-se que, inicialmente, todos os indivíduos da rede "são ignorantes" de uma determinada informação, exceto por um conjunto inicial de "disseminadores", denominado "conjunto semente". Se um vértice ignorante v é informado por um vizinho disseminador, então v se torna "conhecedor". Além disso, assim que v é informado por uma quantidade de vizinhos disseminadores igual ou maior que t(v), v passa a ser também um disseminador. O objetivo do problema é determinar um conjunto semente de tamanho mínimo, a partir do qual uma propagação da informação faz com que todos os membros da rede sejam conhecedores dela. O PAP é um problema NP-difícil e até agora somente um método heurístico foi relatado na literatura para lidar com ele. Neste trabalho, apresentamos quatro novas heurísticas para o PAP baseadas na meta-heurística GRASP. Além desses algoritmos, desenvolvemos as duas primeiras formulações de Programação Linear Inteira para o problema, com o objetivo de obtermos soluções ótimas para instâncias do PAP e podermos comparar com elas as soluções produzidas por nossas heurísticas. As contribuições da pesquisa também incluem três abordagens de pré-processamento de instâncias para redução do tamanho das entradas e um novo benchmark de 840 instâncias do PAP que simulam redes sociais. Foi realizado ainda um conjunto extenso de experimentos comparativos, seguidos de análises estatísticas, mostrando a eficácia e eficiência das heurísticas propostas. Além disso, aplicamos a melhor de nossas heurísticas a 17 instâncias da literatura que representam redes sociais reais e verificamos que nosso algoritmo supera a única heurística previamente existente para o PAPAbstract: The Perfect Awareness Problem (PAP) is a combinatorial optimization problem within the area of viral marketing and related to the spread of information in social networks. The problem can be described as follows. The input consists of a pair (G,t) where G = (V,E) is an undirected graph and t : V -> N* is a "threshold function". The set of vertices V corresponds to the collection of individuals in a social network and the edges in E indicate pairs of individuals between whom communication is possible. It is assumed that, initially, all individuals in the network are ignorant of a certain information, except for an initial set of "spreaders", called "seed set". If an ignorant vertex v is informed by a neighboring spreader, then v becomes "aware". Moreover, as soon as v is informed by a number of neighboring spreaders greater than or equal to t(v), v also becomes a spreader. The objective of the problem is to find a seed set of minimum size, from which the propagation of the information makes all members of the network aware. The PAP is NP-hard and, so far, only one heuristic has been reported in the literature for this problem. In this work, we present four novel heuristics for the PAP, based on the metaheuristic GRASP. In addition to these algorithms, we developed the first two Integer Programming formulations for the problem, in order to obtain optimal solutions for PAP instances, so as to compare them with the solutions produced by our heuristics. The contributions of this research also include three preprocessing approaches for reducing the size of input instances and a new benchmark of 840 instances of the PAP that simulate social networks. An extensive set of comparative experiments was conducted, followed by statistical analyses, showing the effectiveness and efficiency of the proposed heuristics. Furthermore, we applied the best one of our heuristics to 17 instances from the literature that represent real social networks and found that our algorithm surpasses the only previously reported heuristic for the PAPMestradoCiência da ComputaçãoMestre em Ciência da ComputaçãoCNPQ130838/2019-5FAPESP2019/22297-1[s.n.]Rezende, Pedro Jussieu de, 1955-Souza, Cid Carvalho de, 1963-Meneses, Claudio Nogueira deUsberti, Fábio LuizUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Ciência da ComputaçãoUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASPereira, Felipe de Carvalho, 1997-20212021-03-22T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (94 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641217PEREIRA, Felipe de Carvalho. Um estudo computacional do Problema do Gnosticismo Perfeito. 2021. 1 recurso online (94 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641217. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1164221Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-05-03T19:11:51Zoai::1164221Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-05-03T19:11:51Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Um estudo computacional do Problema do Gnosticismo Perfeito
A computational study of the Perfect Awareness Problem
title Um estudo computacional do Problema do Gnosticismo Perfeito
spellingShingle Um estudo computacional do Problema do Gnosticismo Perfeito
Pereira, Felipe de Carvalho, 1997-
Disseminação de informação
Redes sociais
Otimização combinatória
GRASP (Meta-heurística)
Programação linear inteira
Information dissemination
Social networks
Combinatorial optimization
GRASP (Metaheuristic)
Integer linear programming
title_short Um estudo computacional do Problema do Gnosticismo Perfeito
title_full Um estudo computacional do Problema do Gnosticismo Perfeito
title_fullStr Um estudo computacional do Problema do Gnosticismo Perfeito
title_full_unstemmed Um estudo computacional do Problema do Gnosticismo Perfeito
title_sort Um estudo computacional do Problema do Gnosticismo Perfeito
author Pereira, Felipe de Carvalho, 1997-
author_facet Pereira, Felipe de Carvalho, 1997-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Rezende, Pedro Jussieu de, 1955-
Souza, Cid Carvalho de, 1963-
Meneses, Claudio Nogueira de
Usberti, Fábio Luiz
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Computação
Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Pereira, Felipe de Carvalho, 1997-
dc.subject.por.fl_str_mv Disseminação de informação
Redes sociais
Otimização combinatória
GRASP (Meta-heurística)
Programação linear inteira
Information dissemination
Social networks
Combinatorial optimization
GRASP (Metaheuristic)
Integer linear programming
topic Disseminação de informação
Redes sociais
Otimização combinatória
GRASP (Meta-heurística)
Programação linear inteira
Information dissemination
Social networks
Combinatorial optimization
GRASP (Metaheuristic)
Integer linear programming
description Orientadores: Pedro Jussieu de Rezende, Cid Carvalho de Souza
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021
2021-03-22T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641217
PEREIRA, Felipe de Carvalho. Um estudo computacional do Problema do Gnosticismo Perfeito. 2021. 1 recurso online (94 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641217. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641217
identifier_str_mv PEREIRA, Felipe de Carvalho. Um estudo computacional do Problema do Gnosticismo Perfeito. 2021. 1 recurso online (94 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641217. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1164221
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (94 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189172438630400

Registros relacionados