Rete gerarchica

rete gerarchica

Metodo per individuare e definire la struttura di una rete attraverso il raggruppamento gerarchico dei suoi nodi, utile per identificare alcune proprietà comuni delle diverse reti complesse. Questa tecnica di raggruppamento organizza i nodi in gruppi, o moduli accomunati da una specifica funzione che presentano una distribuzione gerarchica di importanza. In un simile modello, i nodi sono organizzati secondo strutture ad albero (rappresentate graficamente da un dendrogramma) che si suppone riflettano la gerarchia esistente tra i nodi e gli hub del network. Ogni albero è formato da un unico nodo-radice (detto anche nodo-padre) e da un insieme di uno o più sotto-alberi dipendenti da esso, costruiti in modo simile. Ciascun sotto-albero è costituito da un insieme organizzato di segmenti o rami, strutturati in forma gerarchica nel network. Al livello più alto, cioè alla radice della struttura ad albero, può esistere solo una tipologia di nodo ovvero il nodo-padre; mentre per tutti gli altri nodi appartenenti alla rete si parla sia di nodi-padre (quelli dei sotto-alberi), sia di nodi-figli. Ne consegue che per ogni albero può esistere un solo padre e un numero variabile di figli: ogni padre può avere molti figli, ma ogni figlio potrà avere un solo padre. In questo caso si parla di relazioni 1:n, chiamate anche relazioni uno-a-molti. Dalle sopra esposte osservazioni ne deriva che: (a) una rete basata sulla topologia gerarchica deve avere almeno tre livelli di gerarchia nell’albero per essere definita tale, poiché una rete con un nodo radice e un solo altro livello al di sotto di esso presenterebbe la topologia fisica di una stella; (b) un network gerarchico con un fattore di diramazione dell’albero f (cioè il numero fisso di legami di un nodo che lo collegano ai nodi del livello inferiore) pari a 1, verrebbe classificato come una rete a topologia lineare; (c) il fattore di diramazione f è indipendente dal numero totale di nodi in una rete, e quindi il numero di connessioni per ogni singolo nodo può essere mantenuto basso, anche se il numero totale dei nodi della rete risulta molto elevato; (d) il numero totale di legami tra nodi (point-to-point) in una rete gerarchica sarà uguale al numero totale dei nodi della rete meno 1; (e) se ai nodi di una rete gerarchica viene richiesto una qualunque elaborazione di dati (per es., la regolazione dell’espressione genica in un sistema biologico), i nodi che si trovano topologicamente ai livelli più elevati svolgeranno la parte più rilevante del lavoro.

→ Biologia dei sistemi