大規模ネットワーク解析・可視化プログラム

1. 大規模ネットワーク解析・可視化プログラム Pajek 　北陸先端科学技術大学院大学 　　　知識科学研究科林研究室 　　　　　　　　佐藤　恵介 S0650028＠Jaist.ac.jp

2. Pajekの概要の説明 Pajekとは、どのようなプログラムであるかの概要を 説明する。 Pajek利用の手順の説明 Pajekを利用するに当たっての手順を、それを追って 説明する。 説明の手順

3. Pajek • 主に、Windows用のフリーソフトウエア • http://vlado.fmf.unilj.si/pub/networks/pajek/ 　でダウンロードし使用することが出来る。

4. Pajek対象のネットワーク • 普通ネットワーク（有向、無向、有向無向混合） • マルチリレーションネットワーク • 2部グラフネットワーク • 動的ネットワーク

5. 2部グラフ • 2部グラフのことを、Pajekでは「2-mode」と呼ぶ。

6. *.tim ネットワークA ネットワークB ネットワークC 動的ネットワーク • 動的ネットワークとは、時間によるトポロジーの変化を表したものである。 • *.timファイルによって表現される。

7. *.timのコマンド

8. *.timのコマンド(1)

9. *.timのコマンド(２)

10. Step1 *.Netのデータをそろえる Step2 *.Net形式にする Step3 Pajekに*.Netを読み込む Step4 Pajekに処理をさせる Step5 Userの目的に一致するまで、処理をさせ、目的達成で完了 Pajek使用の手順

11. Step1 *.Netのデータをそろえる 本日は一連の流れを追う Step2 *.Net形式にする Step3 Pajekに*.Netを読み込む 処理についての詳細はマニュアル参照のこと Step4 Pajekに処理をさせる Step5 Userの目的に一致するまで、処理をさせ、目的達成で完了 本日の手順説明の対象

12. Step1 *.Netのデータをそろえる Step2 *.Net形式にする Step3 Pajekに*.Netを読み込む Step4 Pajekに処理をさせる Step5 Userの目的に一致するまで、処理をさせ、目的達成で完了 Step1

13. 計算モデル （アルゴリズム） 数理モデル （数式） 仮想ネットワークデータ 実測調査 *.netファイル Pajek 各種処理 各種ファイル 統計処理 (R・SPSS) ネットワーク可視化 *.Netファイル

14. *.Netファイルのデータ • *.Netファイルのデータは、ネットワークトポロジー（グラフ）を表す基本的なデータのみでよい。 　　（eg．頂点、出と入のリンクなど） 　つまり、*.netファイルを作成することを意識しなくてもよく、基本的なデータの*.netに従った並べ替えで*.netは作成できる。 注：UCINETを介せば、隣接行列をインポートできる。

15. Step1 *.Netのデータをそろえる Step2 *.Net形式にする Step3 Pajekに*.Netを読み込む Step4 Pajekに処理をさせる Step5 Userの目的に一致するまで、処理をさせ、目的達成で完了 Step2

16. *Verteces 頂点数 頂点の宣言部分 ラインの宣言部分 *Arcs 　　　有向線の宣言部分 *Edges 　　　無向線の宣言部分 *.netファイルの構成（１）

17. EdgesとArcs • ラインには、Edges（無向線）とArcs（有向線）の2種類が存在する。

18. *.netファイルの構成（2）頂点宣言部分の構成 • はじめに、『*Vertices　頂点数』で、頂点の宣言をする。 　注：宣言文は必ず空白で、TABではだめ。 • 基本的に『頂点番号 “ラベル” 3次元座標』の5列N行（Nは頂点数）の行列である。 　　（3次元でなく、2次元座標でもよい） • 基本情報の他に、頂点に形・色などの頂点の詳細情報を付与することも出来る。

19. *.netファイルの構成（3）頂点の宣言部分

20. 頂点の詳細設定

21. *.netファイルの構成（4）ラインの宣言部分 • 基本的に 『出頂点番号 入頂点番号　ラインの値（重み）』の3列行列である。 • Arcs（有向線）とEdges（無向線）をそれぞれ別の宣言の箇所で行う。 　　宣言方法：*Arcsまたは*Edges • ラインの形・色などの詳細な設定を、ライン毎に付けることが出来る。

22. *.netファイルの構成（5） ラインの宣言部分

23. ラインの詳細設定のコマンド

24. ネットワークの 基本的データ *.net形式にデータを並び替え *.net *.netファイルの作成 • ネットワークの基本的データを、*.netファイルの形式に従い並び替えればよい。

25. Step1 *.Netのデータをそろえる Step2 *.Net形式にする Step3 Pajekに*.Netを読み込む Step4 Pajekに処理をさせる Step5 Userの目的に一致するまで、処理をさせ、目的達成で完了 Step3

26. Pajekの4つのWindow（１） • Pajekには、主に4つのWindowによって成り立っている。 1、メインスクリーン：ファイルの読み書き・ 　　　　　　　　　　　　　　　コマンド入力 　　２、可視化：ネットワークを可視化する 　　３、Report：処理情報を表示 　　４、Edit：ファイル情報を表示

27. Pajekの4つのWindow（2）

28. Pajekのメインスクリーン メインスクリーン・Networksボックスから*.netを読み込む。

29. Step1 *.Netのデータをそろえる Step2 *.Net形式にする Step3 Pajekに*.Netを読み込む Step4 Pajekに処理をさせる Step5 Userの目的に一致するまで、処理をさせ、目的達成で完了 Step4

30. Step4-1 メインスクリーンと各種ファイル Step4-2 各種ファイルの意味 Step4を細分化して説明する。 Step4-3 Pajekの処理の種類 Step4-4 Pajekの処理の例 Step4の細分化

31. Step4-1 メインスクリーンと各種ファイル Step4-2 各種ファイルの意味 Step4を細分化して説明する。 Step4-3 Pajekの処理の種類 Step4-4 Pajekの処理の例 Step4-1

32. メインスクリーンの構造 • メインスクリーンには、6つのボックスが存在する。 Networks、Partitions、Vectors、Permutations、Clsters、Hierarchy 　それぞれに、対応するファイルが読み書きされる。 • メインスクリーン上に、Pajekの処理を行うためのメニューが存在する。

33. メニュー 6つの ボックス ボックスとメニュー

34. *.net *.clu *.vec *.per *.cls *.hie 各ボックスと読み込まれるファイル

35. Step4-1 メインスクリーンと各種ファイル Step4-2 各種ファイルの意味 Step4を細分化して説明する。 Step4-3 Pajekの処理の種類 Step4-4 Pajekの処理の例 Step4-2

36. *.net ネットワークデータのファイル 可視化 ネットワークが可視化される。 *.netの意味

37. *.clu *.net *.netの各頂点にクラス番号を与える。 可視化 クラス番号毎に色分けして可視化される。 *.cluの意味

38. *.cluと可視化

39. *.cluの可視化

40. *Vertices 327 1 3 3 1 3 1 1 2 3 3 1 3 1 1 2 3 3 上から頂点番号1のクラス番号1、頂点番号2のクラス番号3・・・という構成である。頂点番号はデータから省略されている。 図：clsファイルの構成 *.cluファイルの構造

41. *.vec *.net *.netの各頂点にVectorの量を与える。 可視化 頂点がVectorの量に従い拡大される *.vec

42. 頂点 Vector量大 Vector量と頂点の大きさ

43. *Vertices 327 0.00000000000000000 0.02436998584237848 0.03633789523360075 0.00000000000000000 0.01225106182161397 0.00000000000000000 0.00000000000000000 0.04215195847097688 0.06586125530910807 0.07703633789523361 0.00000000000000000 0.01225106182161397 0.00000000000000000 0.00000000000000000 上から頂点1のVector量、頂点2のVector量・・・という構成になっている。頂点番号はデータから省略されている。 図：*.vecファイルの構成 *.vecファイルの構造

44. *.vecの可視化

45. *.per *.netの各頂点の並び替えを行う。 *.net 図：*.perファイルの役割 *.perの意味

46. “Tanaka” 3 4 “kikuchi” 4 6 再配置 1→2 2→3 3→1 “yamada” 4 5 １ “Tanaka” 3 4 2 3 “kikuchi” 4 6 １ “yamada” 4 5 2 3 座標を反映すると ラインはまったくいじらないが、頂点のすべての情報を入れ替える（座標情報も） “kikuchi” 4 6 “Tanaka” 3 4 2 １ つまり、処理としては頂点の再配置であるが、やっていることはラインの張替えである(Rewire) “yamada” 4 5 3 Permutation

47. *Vertices 327 102 35 308 285 225 15 12 59 188 306 66 85 240 327 上から頂点番号1の再配置頂点、頂点2の再配置頂点である。つまり、1→102、2→35・・・となる。張替え元の頂点番号はデータから省略されている。 図：*.perのファイル構造 *.perのファイル構造

48. *.cls *.net *.netの各頂点の部分集合 図：*.clsの役割 *.clsの意味

49. ネットワーク 抽出 ネットワークの部分集合 *.cls *.clsの生成

50. *Vertices 327 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 このファイルの場合、頂点数（327）は、1~10までの頂点がクラスターを形成しているといえる。もちろん、連続の頂点番号でなくても、クラスターを形成することが出来る。 図：*clsのファイル構造 *.clsファイルの構造