Tiểu luận môn cơ sở dữ liệu nâng cao Nhận dạng tập Key Players trong Mạng xã hội

Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh Trường Đại học Công nghệ thông tin Khoa Mạng máy tính và truyền thông o0o Bài báo cáo môn: CƠ SỞ DỮ LIỆU NÂNG CAO Đề tài: Nhận dạng tập Key Players trong Mạng xã hội GVHD : PGS.TS. Đỗ Phúc Học viên : Bùi Anh Kiệt MSHV : CH1101018 Tp. Hồ Chí Minh – Ngày 11 tháng 08 năm 2012 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội Lời mở đầu Ngày nay, cùng với sự phát triển bùng nổ của công nghệ thông tin trong hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống, các ứng dụng ngày càng có một lượng dữ liệu khổng lồ, từ đó dẫn đến việc lưu trữ và xử lý dữ liệu ngày càng khó khăn. Hơn nữa hệ thống cở sở dữ luôn được cập nhật và thay đổi. Đôi khi việc cập nhật và thay đổi hệ thông cơ sở dữ liệu sẽ làm thay đổi cả cấu trúc của hệ thống hiện thời. Do đó hệ thống cơ sở dữ liệu ngày nay cần đòi hỏi tính mềm dẻo và quá trình thao tác vào hệ thống phải linh động và không làm gián đoạn ứng dụng. Với những yêu cầu trên, dữ liệu đồ thị đã ra đời. Dữ liệu đồ thị là cách thức lưu trữ thông tin ở dạng đồ thị những nút và cạnh. Với cách thức lưu trữ này, việc quản lý dữ liệu trở nên mềm dẽo và dễ dàng hơn ngay cả trong việc ứng dụng tri thức vào khối dữ liệu lưu trữ. Tuy nhiên khi lượng dữ liệu này lớn, việc quản lý và truy xuất trở nên khó khăn và phức tạp hơn nhiều. Với dạng mô hình đồ thì với những nút và cạnh, ý tưởng quản lý dựa trên trên đồ thị được hình thành. Một trong số này đó là việc quản lý dữ liệu đồ thị dựa trên các Key Players. Tài liệu này được viết với mục đích trình bày cách nhận dạng các Key Players trong Mạng xã hộ, trên cơ sở xác định Key Players trên đồ thịi. Đây là một bài toán cần thiết cho những Mạng xã hội hiện nay vốn có lượng dữ liệu vô cùng lớn và phức tạp hiện nay. Và để hoàn thành tài liệu này, ngoài nổ lực bản thân còn có sự giúp đỡ rất lớn từ PGS.TS Đỗ Phúc, người đã truyền đạt ý tưởng và những vấn đề quan trọng trong bài toán xác định Key Players của Mạng xã hội Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 2 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội Mục lục Lời mở đầu 2 Mục lục 3 1 Mạng xã hội 4 1.1 Khái niệm 4 1.2 Đặc điểm chính 5 1.3 Phân tích mạng xã hội 6 2 Key Players và Đồ thị mạng xã hội 7 2.1 Khái niệm 7 2.2 Đặc điểm 8 2.3 Vai trò 9 3 Xác định Key Players trong mạng xã hội 10 3.1 Một số định nghĩa 10 3.2 Liên hệ trên Mạng xã hội 13 3.3 Cách xác định Key Players 13 4 Kết luận 16 Tài liệu tham khảo 17 Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 3 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội 1 Mạng xã hội 1.1 Khái niệm Có rất nhiều khái niệm Mạng xã hội tồn tại hiện nay có thể kể ra như: (1) Mạng xã hội hay còn gọi là Mạng xã hội ảo là dịch vụ nối kết các thành viên cùng sở thích trên Internet lại với nhau với nhiều mục đích khác nhau không phân biệt không gian và thời gian. Mạng xã hội có những tính năng như chat, e-mail, phim ảnh, voice chat, chia sẻ tập tin, blog và xã hội. Như vậy Mạng xã hội có thể ngầm hiểu là một thế giới ảo (xã hội ảo) với các thành viên là các cư dân mạng. Cách để các cư dân mạng liên kết với nhau có thể dựa trên các nhóm, dựa trên các thông tin cá nhân, dựa trên sở thích cá nhân hoặc lĩnh vực quan tâm. (Theo Wikimedia). (2) Mạng xã hội là một tập hợp người hoặc các tổ chức hoặc các thực thể xã hội khác được kết nối với nhau thông qua mạng máy tính. (Theo nhà xã hội học Laura Garton – Trường ĐH Toronto) (3) Mạng xã hội như một đồ thị trong đó các nút có thể là một cá thể, tổ chức, còn các liên kết là mô phỏng các quan hệ trong xã hội thực. (Theo ông Vũ Kiêm Văn, giám đốc công ty truyền thông VSMC - công ty sáng lập Mạng xã hội thehetre.vn) Từ những khái niệm trên có thể hình dung Mạng xã hội là một tập hợp các cá thể (con người) thông qua mạng máy tính và các cá thể này có cùng sở thích, không phân biệt không gian và thời gian. Mỗi cá thể được xem như một nút trong một Đồ thị mạng xã hội và mối quan hệ giữa các cá thể đó chính là cạnh của đồ thị. Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 4 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội Hình 1-1 Ví dụ về mạng xã hội 1.2 Đặc điểm chính o Điểm nổi bật của Mạng xã hội mà ai cũng nhận thấy đó là tính kết nối và chia sẻ rất mạnh mẽ. Nó phá vỡ những ngăn cách về địa lý, ngôn ngữ, giới tính lẫn quốc gia. Những gì bạn làm, bạn nghĩ, cả thế giới có thể chia sẻ với bạn bè chỉ trong tích tắc. o Mạng xã hội được tạo ra để tự thân nó lan rộng trong cộng đồng thông qua các tương tác của các thành viên trong chính cộng đồng đó. Mọi thành viên trong Mạng xã hội cùng kết nối và mỗi người là một mắt xích để tạo nên một mạng lưới rộng lớn truyền tải thông tin trong đó. o Về cơ bản, Mạng xã hội giống như một trang web mở với nhiều ứng dụng khác nhau. Mạng xã hội khác với trang web thông thường ở cách truyền tải thông tin và tích hợp ứng dụng. Trang web thông thường cũng giống như truyền hình, cung cấp càng nhiều thông tin, thông tin càng hấp dẫn càng tốt còn Mạng xã hội tạo ra các ứng dụng mở, các công cụ tương tác để mọi người tự tương tác và tạo ra dòng tin rồi cùng lan truyền dòng tin đó. Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 5 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội 1.3 Phân tích mạng xã hội Phân tích Mạng xã hội là một khoa học xã hội, với mục đích tìm hiểu về những mối quan hệ tồn tại và các hành vi ứng xử trong xã hội. Bên cạnh đó việc phân tích Mạng xã hội còn hổ trợ cho việc giải quyết các vấn đề khác trong xã hội như việc hình thành cơ cấu xã hội. Việc phân tích Mạng xã hội có ý nghĩa quang trọng trong việc quản lý xã hội. Có rất nhiều phương pháp phân tích Mạng xã hội, tuy nhiên phương pháp phân tích dựa trên Đồ thị mạng xã hội là phương pháp được lựa chọn nhiều nhất. Với những khái niệm đã có có trong Lý thuyết đồ thị, việc nghiên cứu dựa trên Đồ thị mạng xã hội trở nên đơn giản hơn. Trong Đồ thị mạng xã hội mỗi cá thể đước xem là một nút, và mối quan hệ giữa các cá thể được xem như các cạnh nối các nút đó. Một trong những vấn đề quan trọng trong quá trình nghiên cứu Mạng xã hội đó là việc xác định các nhân tố đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định cấu trúc hay là cơ sở để thực hiện việc tìm kiếm các nhân tố khác trong Mạng xã hội nhanh chóng và hiệu quả. Các nhân tố này được gọi là Key Player. Cách thức để xác định tập Key Players trong một Mạng xã hội sẽ được trình bày trong phần Xác định Key Players trong Mạng xã hội được trình bày bên dưới. Việc xác định Key Player trong Mạng xã hội giống như việc xác định các nút chốt trong đồ thị. Và trong bài viết này, Key Players được xác định dựa trên dữ liệu Đồ thị mạng xã hội. Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 6 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội 2 Key Players và Đồ thị mạng xã hội 2.1 Khái niệm 2.1.1 Đồ thị mạng xã hội Đồ thị mạng xã hội là một khái niệm dung để mô tả mạng xã hội dưới dạng đồ thị. Trong Đồ thị mạng xã hội các cá thể được biểu hiện như một nút và mối quan hệ của các cá thể trong Mạng xã hội chính là các cạnh nối các nút lại với nhau. Hình 2-2 Ví dụ về Đồ thị mạng xã hội 2.1.2 Key Players: Key Players trong Đồ thị mạng xã hội là những nốt trong đồ thị có vai trò quyết định đến đồ thị. Các Key Players này chính thường là các nốt có bậc cao trong đồ thị hoặc là những nốt không có số bậc cao nhưng có tính quyết định đến cấu trúc của đồ thị. Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 7 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội Hình 2-3 Ví dụ về các Key Players trong mạng xã hội Trong ví dụ trên, ta thấy các đỉnh (3) có số bậc là 3, (6) có số bậc là 4, (9) có số bậc là 4 có thể xem là các đỉnh cơ bản của đồ thị vì từ các đỉnh này ta có thể tìm được hầu hết các đỉnh còn lại. Tuy nhiên có một đỉnh cần chú ý là (7). Đỉnh này tuy có số bậc chỉ là 2 nhưng có vai trò quan trọng trong đồ thị. Đỉnh này có ý nghĩa quyết định đến cấu trúc của đồ thị. Nếu thiếu đỉnh này, đồ thị sẽ bị chia thành 2 phần độc lập. Do đó, đỉnh (7) đáng được xem là Key Players hơn những đỉnh khác. Vậy nên việc xác định Key Players trong Đồ thị mạng xã hội nên nghĩ đến việc xác định một tập các đỉnh hơn là một đỉnh. 2.2 Đặc điểm Key Players là những thành phần quan trọng của một đồ thị và chúng có một số đặt trưng như sau: o Nhân tố quyết định cho cấu trúc của đồ thị. Từ các phần tử Key Players này ta có thể xác định được tất cả các các đỉnh còn lại của đồ thị. Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 8 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội o Thông thường thì các Key Players có số bậc lớn trong đồ thị. Tuy nhiên trong một số trường hợp đặc biệt thì các Key Players có số bậc không lớn nhưng lại là thành phần không thể thiếu. o Tập Key Players trong Đồ thị mạng xã hội tốt là một tập hợp mà trong đó không có những phần tử thừa. Với một tập Key Players tối giản sẽ hổ trợ rất nhiều cho các thao tác trên cơ sở dữ liệu 2.3 Vai trò Các Key Players là thành phần không thể thiếu của một đồ thị. Đặt biệt với những Đồ thị mạng xã hội có cơ sở dữ liệu lớn, Key Players càng thể hiện vai trò một cách rỏ nét hơn. Việc xác định Key Players trong hệ thống Đồ thị mạng xã hội sẽ giúp cho việc quản lý hệ thống Đồ thị mạng xã hội trở nên dễ dàng và thuận tiện hơn đặt biệt là trong quá trình tìm kiếm và cập nhật cơ sở dữ liệu. Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 9 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội 3 Xác định Key Players trong mạng xã hội 3.1 Một số định nghĩa 3.1.1 Bậc Trong Mạng xã hội, khái niệm bậc là khái niệm dùng để chỉ số lượng mối quan hệ mà một người nào đó có được, là số lượng những người khác mà người đó có khả năng tìm trực tiếp đến. 3.1.2 Nút trung tâm Những nút ở trung tâm đồ thị, có được nhiều liên kết đến các nút khác (có số bậc cao), thì nút đó được gọi là nút trung tâm của đồ thị. 3.1.3 Đường đi ngắn nhất Đường đi ngắn nhất giữa hai nút là đường đi tốn ít chi phí nhất (Qua ít nút trung gian nhất). 3.1.4 Độ giữa Độ giữa của một nút là tầng số xuất hiện của nút đó với tư cách là đỉnh trung gian trong danh sách đường đi ngắn nhất của đồ thị. Độ giữa của một nút được tính bằng tỉ lệ giữa số đường đi ngắn nhất có trung gian là nút đó và tổng độ dài của các cạnh trong đồ thị. Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 10 [...]... 15 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội 4 Kết luận Việc xác định Key Players trong một đồ thị là rất cần thiết, vì với các Key Players ta có thể định hình được cấu trúc của đồ thị, có thể tìm kiếm các thành phần của đồ thị một cách nhanh và hiệu quả nhất Ứng dụng Key Players trong Mạng xã hội sẽ giúp cho việc quản lý mạng đạt được hiệu quả hơn Với hệ thống cơ sở dữ liệu. .. nhân trong mạng là cạnh của đồ thị Vì vậy việc xác định Key Players cho một Mạng xã hội sẽ được minh hoạ thông qua việc xác định Key Players của một đồ thị 3.3.1 Điều kiện của một Key Player Key Players của một đồ thị là những nút thoả mãn các điều kiện sau: (1) Có số bậc cao trong đồ thị (2) Có độ giữa cao Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 13 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng. .. các Mạng xã hội việc xác định các Key Players là hoàn toàn không dễ thực hiện, nhất là khi cấu trúc của mạng trở nên dày đặc và số lượng mối quan hệ giữa các thành phần trong mạng tăng lên Nhất là khi cập nhật cơ sở dữ liệu cho mạng mà làm thay đổi cấu trúc của mạng, lúc đó việc tìm Key Players phải được thực hiện lại từ đầu Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 16 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key. .. CH1101018 12 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội • Tương tự cho các nút còn lại 3.1.6 Vector riêng Là tỉ lệ của tổng các nút trung tâm và tổng số các nút kết nối trực tiếp đến nút đang xét 3.2 Liên hệ trên Mạng xã hội o Bậc: Bậc của một cá thể là số cá thể khác trên Mạng xã hội mà cá thể đó kết nối trực tiếp đến o Độ giữa: Độ giữa của một cá thể trên Mạng xã hội là số mối... đến các cá thể khác trên Mạng xã hội o Vector riêng: Là khả năng kết nối trực tiếp của một cá thể đến các cá thể trung tâm khác Hay có thể hiểu là khả năng tìm đến những cá thể “nổi bật” khác trong mạng 3.3 Cách xác định Key Players Việc xác định Key Players trong Mạng xã hội được tiến hành tương tự như việc xác định Key Players trên một đồ thị Vì thực chất, Mạng xã hội là một dạng đồ thị với mỗi các... gian trong danh sách các cạnh ngắn nhất, nên độ giữa của nút 1 là 0  Xét nút 2: Nút 2 xuất hiện một lần vậy độ giữa của nút 2: B 2 = 3/16 = 0.19  Tương tự cho các nút còn lại Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 11 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội 3.1.5 Độ kề Độ kề trong Đồ thị mạng xã hội có thể được hiểu là độ nhanh mà người đó có thể tìm đến tất cả những người khác trong. .. 0 0 0 1 - 0 7 0 0 0 0 1 0 - Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 14 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội (2) Tính số bậc của mỗi nút trên đồ thị Dựa vào ma trận kề, ta có thể xác định được các thông số như bậc, độ kề, độ giữa hay vector riêng như bảng bên dưới: Bảng 3-2 Bảng kết quả các thông số xác định Key Players Đỉnh 1 2 3 4 5 6 7 Bậc 2 3 4 1 4 1 1 Độ giữa 0 0.19 0.5 0.. .Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội Hình 3-4 Ví dụ về cách xác định độ giữa Xét ví dụ trên (Hình 3-1):  Danh sách đường đi ngắn nhất có thể có tồn tại đỉnh trung gian: (1, 3, 4), (1, 2, 5), (1, 3, 5) ,... Anh Kiệt – CH1101018 13 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội (3) Có độ kề thấp (4) Có trị số vector đặc trưng cao 3.3.2 Các bước xác định Key Players Các bước xác định Key Players của đồ thị được trình bày như sau: (1) Biểu diễn đồ thị dưới dạng ma trận kề Hình 3-6 Mô hình Đồ thị mạng xã hội Từ đồ thị ở ví dụ trên (Hình 3-3), ta có được ma trận kề như sau: Bảng 3-1 Ma trận... đường đi ngắn nhất có thể có trong đồ thị: (1-2-5), (1-2-5-6), (1-2-5-7), (1-3-4), (1-3-5), (1-3-5-6), (1-3-5-7) (2-3-4), (2-5-6), (2-5-7) (3-5-6), (3-5-7) (4-3-5), (4-3-5-6), (4-3-5-7) (6-5-7) Từ kết quả phân tích ở trên (Bảng 3-2) ta dựa vào các tiêu chí để xác định Key Players là: bậc cao, độ giữa cao, trị vector riêng cao và độ kề thấp ta chọn được các Key Players của mạng gồm có: Nút 2, 3, 5 Học . định dựa trên dữ liệu Đồ thị mạng xã hội. Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 6 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội 2 Key Players và Đồ thị mạng xã hội 2.1 Khái niệm 2.1.1. nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội 1 Mạng xã hội 1.1 Khái niệm Có rất nhiều khái niệm Mạng xã hội tồn tại hiện nay có thể kể ra như: (1) Mạng xã hội hay còn gọi là Mạng xã hội. những vấn đề quan trọng trong bài toán xác định Key Players của Mạng xã hội Học viên: Bùi Anh Kiệt – CH1101018 2 Cơ sở dữ liệu nâng cao Xác định tập Key Players trong mạng xã hội Mục lục Lời mở