آموزش گراف کاوی و تحلیل شبکه ها در پایتون با NetworkX

NetworkX چیست؟ NetworkX یک کتابخانه متن‌باز در زبان برنامه‌نویسی پایتون است که برای تحلیل و مدل‌سازی گراف‌ها (شبکه‌ها) به کار می‌رود. این کتابخانه ابزارهای قدرتمندی برای ساخت و تجزیه‌و‌تحلیل گراف‌ها و شبکه‌ها فراهم می‌کند و از آن برای انجام تحلیل شبکه‌های اجتماعی، شبکه‌های حمل‌و‌نقل، شبکه‌های مخابراتی و سایر حوزه‌ها استفاده می‌شود. اهمیت یادگیری گراف کاوی و تحلیل شبکه‌ها در پایتون با NetworkX چیست؟ به کمک پکیج NetworkX می‌‍توان شبکه‌ها را ایجاد و دست‌کاری کرد. گره‌های یک گراف در این پکیج می‌توانند متن، تصاویر و یا موارد دیگر باشند. همچنین یال‌ها می‌توانند وزن یا سری زمانی را نگه‌داری کنند. در این پکیج، بسیاری از الگوریتم‌های مربوط به گراف موجود است. به کمک این پکیج می‌توان کارهای مختلفی از جمله تعیین کوتاه‌ترین مسیر بین دو گره یا محاسبه فاصله یک گره از سایر گره‌های دیگر را انجام داد. به کمک معیارهای مرکزیت (Centrality Measures)، مانند رتبه و بینابینی، می‌توان تاثیرگذارترین گره‌های موجود در شبکه را پیدا کرد. پایه معیار مرکزیت رتبه این است که گره‌های مهم‌تر، اتصالاتی دارند. معیار مرکزیت بینابینی، تعداد دفعاتی را که یک گره خاص به کوتاه‌ترین مسیر انتخابی بین دو گره دیگر می‌رسد، تعیین می‌کند. گره‌هایی با مرکزیت بینابینی، نقش مهمی در چرخه ارتباطی یا اطلاعاتی درون یک شبکه دارند. لذا، از این تکنولوژی می‌توان در زمینه‌های مختلفی مانند تحلیل شبکه‌های اجتماعی، حمل‌ونقل، بهینه‌سازی شبکه‌های ارتباطی، علوم زیستی و پزشکی و امنیت استفاده کرد. در این فرادرس چه چیزی یاد می‌گیریم؟ هدف از این آموزش، آنالیز سریع شبکه‌ها است. ابتدا مفاهیمی مانند ایجاد و نمایش گراف، محاسبه تعداد نودها و یال‌ها، بررسی وجود نود در گراف و محاسبه درجه گره‌ها آشنا می‌شویم. سپس به مباحث پیشرفته می‌پردازیم که شامل توابع و الگوریتم‌های متنوع بر روی گراف می‌شوند. ایجاد گراف‌های خاص نظیر Path ،Star ،Cycle و تکمیل (Complete) را یاد می‌گیریم در نهایت، موضوعاتی مانند گراف‌های خاص، الگوریتم‌های کاربردی بر روی گراف و خواندن داده‌ها از فایل CSV را بررسی خواهیم کرد.

فرادرس

فرشید شیرافکن