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103
README.md
103
README.md
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@ -58,17 +58,17 @@ Alcuni esempi di casi in cui il dato di importanza delle crate potrebbe essere u
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- determinare le crate più a rischio di supply chain attack
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- prioritizzare determinate crate da testare in caso di modifiche al compilatore
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Lo scopo di questa ricerca è quello di determinare, attraverso indagini sulla rete di dipendenze, un valore di importanza per ciascuna crate, e una classifica delle 10 crate più importanti dell'indice.
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L'obiettivo di questa ricerca è di determinare quali sono le crates più importanti dell'ecosistema Rust, utilizzando metodi diversi da quello attualmente in uso, ovvero il numero di download negli ultimi 90 giorni, e di valutare l'efficacia dei metodi utilizzati.
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### 2️⃣ Quali potrebbero essere altre *category* utilizzabili per classificare crate?
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Affinchè le crate pubblicate possano essere utilizzate, non è sufficiente che esse vengano indicizzate: è necessario anche che gli sviluppatori che potrebbero farne uso vengano al corrente della loro esistenza.
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Affinchè le crate pubblicate possano essere utilizzate, non è sufficiente che esse vengano indicizzate: è necessario anche che gli sviluppatori che ne hanno bisogno riescano a scoprirle.
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Nasce così il problema della *discoverability*, ovvero di rendere più facile possibile per gli sviluppatori le migliori crate con le funzionalità a loro necessarie.
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Si ha quindi un problema di *discoverability*, in cui si vuole rendere più facile possibile per gli sviluppatori trovare le migliori crate con le funzionalità a loro necessarie.
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A tale fine, [Crates.io] permette agli autori di ciascuna crate di specificare fino a 5 *keyword* (brevi stringhe arbitrarie alfanumeriche, come `logging` o `serialization`) per essa, attraverso le quali è possibile trovare la crate tramite funzionalità di ricerca del sito, e fino a 5 *category* (chiavi predefinite in un apposito [thesaurus], come `Aerospace :: Unmanned aerial vehicles`), che inseriscono la crate in raccolte tematiche sfogliabili.
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A tale fine, [Crates.io] permette agli autori di ciascuna crate di specificare fino a 5 *keyword* (brevi stringhe arbitrarie alfanumeriche, come `logging` o `serialization`) per essa, attraverso le quali è possibile trovare la crate tramite funzionalità di ricerca del sito, e fino a 5 *category* (chiavi di un [thesaurus ufficiale], come `Aerospace :: Unmanned aerial vehicles`), che inseriscono la crate in raccolte tematiche sfogliabili.
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Lo scopo di questa ricerca è quello di determinare, attraverso indagini sulle *keyword*, nuove possibili *category* da eventualmente introdurre nell'indice, ed eventualmente sperimentare un metodo innovativo per effettuare classificazione automatica delle crate.
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Lo scopo di questa ricerca è quello di identificare cluster tematici di crate attraverso indagini sulle *keyword*, scoprendo potenzialmente nuove *category* per il thesaurus.
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## Struttura del progetto
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@ -93,7 +93,7 @@ Per installare la [Graph Data Science Library], si è cliccato sul nome del data
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### Graph Catalog
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La [Graph Data Science Library] non è in grado di operare direttamente sul grafo, ma opera su delle proiezioni di parti di esso immagazzinate effimeramente all'interno di uno storage denominato [Graph Catalog], al fine di permettere agli algoritmi di operare con maggiore efficienza su un sottoinsieme mirato di elementi del grafo.
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La [Graph Data Science Library] non è in grado di operare direttamente sul grafo, ma opera su delle proiezioni effimere di parti di esso immagazzinate all'interno di uno storage denominato [Graph Catalog], al fine di permettere agli algoritmi di operare con maggiore efficienza su un sottoinsieme mirato di elementi del grafo.
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Esistono vari modi per creare nuove proiezioni, ma all'interno di questa relazione ci si concentra su due di essi, ovvero le funzioni Cypher:
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- [`gds.graph.project.cypher`] (anche detta Cypher projection), che crea una proiezione a partire da due query Cypher, suggerita per il solo utilizzo in fase di sviluppo in quanto relativamente lenta
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@ -179,7 +179,9 @@ CALL gds.graph.project.cypher(
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### 1️⃣ Degree Centrality
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Per ottenere una misura di importanza relativamente basilare, si decide di analizzare la *Degree Centrality* di ciascun nodo, ovvero il numero di archi entranti che esso possiede, utilizzando la funzione [`gds.degree`] in modalità *Write*, in modo da riuscire a recuperare successivamente i risultati.
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Come prima possibile misura di importanza, si sceglie di usare la *Degree Centrality* di ciascuna crate, ovvero il numero di crate dipendenti che essa possiede.
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Si realizza ciò utilizzando la funzione [`gds.degree`], in modalità *Write*, in modo da riuscire a recuperare successivamente i risultati.
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Prima di eseguire l'algoritmo, [si stimano] le risorse computazionali richieste:
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@ -227,7 +229,7 @@ CALL gds.degree.write(
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|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------|---------------|----------------------|-------------|-----------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
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| {p99: 41.00023651123047, min: 0.0, max: 24612.124992370605, mean: 5.101820968701407, p90: 3.0000076293945312, p50: 0.0, p999: 609.0038986206055, p95: 6.000022888183594, p75: 1.0} | 2 | 194 | 341 | 3038 | 105287 | {jobId: "ed7a37d0-296d-4ee3-9914-6a461ea819c5", orientation: "REVERSE", writeConcurrency: 4, writeProperty: "degreeCentrality", logProgress: true, nodeLabels: \["\*"\], sudo: false, relationshipTypes: \["\*"\], concurrency: 4} |
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Dal valore `centralityDistribution` restituito è già possibile osservare alcune statistiche sull'elaborazione effettuata:
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Dal valore `centralityDistribution` restituito è possibile osservare alcune statistiche sull'elaborazione effettuata:
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- il minimo (`min`) di dipendenti per crate è di `0`
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- la media (`mean`) di dipendenti per crate è di `5`
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- la mediana (cinquantesima percentile, `p50`) di dipendenti per crate è `0`
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@ -275,7 +277,7 @@ LIMIT 25
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| [criterion](https://crates.io/crates/criterion) | "Statistics-driven micro-benchmarking library" | 3303.0 |
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| [structopt](https://crates.io/crates/structopt) | "Parse command line argument by defining a struct." | 3045.0 |
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Per preparare il database ad effettuare un confronto tra i vari metodi di ordinamento, si imposta su ogni nodo `:Crate` la proprietà `degreeCentralityPosition`, contenente la posizione nella "classifica" di crate ordinate per *Degree Centrality*:
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||||
Per preparare il grafo ad un confronto tra i metodi di ordinamento che sarà effettuato nelle conclusioni, si imposta su ogni nodo `:Crate` la proprietà `degreeCentralityPosition`, contenente la posizione nella "classifica" di crate ordinate per *Degree Centrality*:
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```cypher
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MATCH (c:Crate)
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@ -289,7 +291,6 @@ UNWIND range(0, size(crates) - 1) AS position
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SET (crates[position]).degreeCentralityPosition = position
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```
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### 1️⃣ PageRank
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Per ottenere una misura di importanza più elaborata, si è scelto di utilizzare *PageRank*, algoritmo iterativo che dà maggiore rilevanza alle crate con pochi dipendenze e molti dipendenti, utilizzando la funzione [`gds.pageRank`].
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@ -355,33 +356,33 @@ LIMIT 25
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```
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| c.name | c.description | c.pageRank |
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|----------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
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| [serde_derive](https://crates.io/crates/serde_derive) | | "Macros 1.1 implementation of #[derive(Serialize, Deserialize)]" | 2633.874125046061 |
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||||
| [serde](https://crates.io/crates/serde) | | "A generic serialization/deserialization framework" | 2600.440123009117 |
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||||
| [quote](https://crates.io/crates/quote) | | "Quasi-quoting macro quote!(...)" | 1753.3856963760738 |
|
||||
| [proc-macro2](https://crates.io/crates/proc-macro2) | | "A substitute implementation of the compiler's `proc_macro` API to decouple token-based libraries from the procedural macro use case." | 1547.7022936971498 |
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||||
| [trybuild](https://crates.io/crates/trybuild) | | "Test harness for ui tests of compiler diagnostics" | 1452.1162055975724 |
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||||
| [rand](https://crates.io/crates/rand) | | "Random number generators and other randomness functionality." | 1108.4777776060996 |
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||||
| [syn](https://crates.io/crates/syn) | | "Parser for Rust source code" | 1047.3719317086059 |
|
||||
| [rustc-std-workspace-core](https://crates.io/crates/rustc-std-workspace-core) | | "Explicitly empty crate for rust-lang/rust integration" | 997.5769831539204 |
|
||||
| [serde_json](https://crates.io/crates/serde_json) | | "A JSON serialization file format" | 885.3755595284099 |
|
||||
| [criterion](https://crates.io/crates/criterion) | | "Statistics-driven micro-benchmarking library" | 845.3984645777579 |
|
||||
| [libc](https://crates.io/crates/libc) | | "Raw FFI bindings to platform libraries like libc." | 808.9144700265439 |
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||||
| [rustversion](https://crates.io/crates/rustversion) | | "Conditional compilation according to rustc compiler version" | 785.8724508729044 |
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||||
| [lazy_static](https://crates.io/crates/lazy_static) | | "A macro for declaring lazily evaluated statics in Rust." | 708.9297457284239 |
|
||||
| [unicode-xid](https://crates.io/crates/unicode-xid) | | "Determine whether characters have the XID_Startor XID_Continue properties according toUnicode Standard Annex #31." | 674.7055991635623 |
|
||||
| [log](https://crates.io/crates/log) | | "A lightweight logging facade for Rust" | 606.2087374708564 |
|
||||
| [doc-comment](https://crates.io/crates/doc-comment) | | "Macro to generate doc comments" | 584.0581095948327 |
|
||||
| [winapi](https://crates.io/crates/winapi) | | "Raw FFI bindings for all of Windows API." | 583.2378424756424 |
|
||||
| [regex](https://crates.io/crates/regex) | | "An implementation of regular expressions for Rust. This implementation usesfinite automata and guarantees linear time matching on all inputs." | 371.30425142334036 |
|
||||
| [quickcheck](https://crates.io/crates/quickcheck) | | "Automatic property based testing with shrinking." | 363.2685687604089 |
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||||
| [termcolor](https://crates.io/crates/termcolor) | | "A simple cross platform library for writing colored text to a terminal." | 325.9086283505512 |
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||||
| [spin](https://crates.io/crates/spin) | | "Spin-based synchronization primitives" | 318.4314085948815 |
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||||
| [cfg-if](https://crates.io/crates/cfg-if) | | "A macro to ergonomically define an item depending on a large number of #[cfg]parameters. Structured like an if-else chain, the first matching branch is theitem that gets emitted." | 316.12379240263994 |
|
||||
| [winapi-util](https://crates.io/crates/winapi-util) | | "A dumping ground for high level safe wrappers over winapi." | 315.8947682994466 |
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||||
| [clap](https://crates.io/crates/clap) | | "A simple to use, efficient, and full-featured Command Line Argument Parser" | 288.0085754382288 |
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||||
| [tokio](https://crates.io/crates/tokio) | | "An event-driven, non-blocking I/O platform for writing asynchronous I/Obacked applications." | 282.1129077269715 |
|
||||
| [serde_derive](https://crates.io/crates/serde_derive) | "Macros 1.1 implementation of #[derive(Serialize, Deserialize)]" | 2633.874125046061 |
|
||||
| [serde](https://crates.io/crates/serde) | "A generic serialization/deserialization framework" | 2600.440123009117 |
|
||||
| [quote](https://crates.io/crates/quote) | "Quasi-quoting macro quote!(...)" | 1753.3856963760738 |
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||||
| [proc-macro2](https://crates.io/crates/proc-macro2) | "A substitute implementation of the compiler's `proc_macro` API to decouple token-based libraries from the procedural macro use case." | 1547.7022936971498 |
|
||||
| [trybuild](https://crates.io/crates/trybuild) | "Test harness for ui tests of compiler diagnostics" | 1452.1162055975724 |
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||||
| [rand](https://crates.io/crates/rand) | "Random number generators and other randomness functionality." | 1108.4777776060996 |
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||||
| [syn](https://crates.io/crates/syn) | "Parser for Rust source code" | 1047.3719317086059 |
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||||
| [rustc-std-workspace-core](https://crates.io/crates/rustc-std-workspace-core) | "Explicitly empty crate for rust-lang/rust integration" | 997.5769831539204 |
|
||||
| [serde_json](https://crates.io/crates/serde_json) | "A JSON serialization file format" | 885.3755595284099 |
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||||
| [criterion](https://crates.io/crates/criterion) | "Statistics-driven micro-benchmarking library" | 845.3984645777579 |
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||||
| [libc](https://crates.io/crates/libc) | "Raw FFI bindings to platform libraries like libc." | 808.9144700265439 |
|
||||
| [rustversion](https://crates.io/crates/rustversion) | "Conditional compilation according to rustc compiler version" | 785.8724508729044 |
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||||
| [lazy_static](https://crates.io/crates/lazy_static) | "A macro for declaring lazily evaluated statics in Rust." | 708.9297457284239 |
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||||
| [unicode-xid](https://crates.io/crates/unicode-xid) | "Determine whether characters have the XID_Startor XID_Continue properties according toUnicode Standard Annex #31." | 674.7055991635623 |
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||||
| [log](https://crates.io/crates/log) | "A lightweight logging facade for Rust" | 606.2087374708564 |
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||||
| [doc-comment](https://crates.io/crates/doc-comment) | "Macro to generate doc comments" | 584.0581095948327 |
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| [winapi](https://crates.io/crates/winapi) | "Raw FFI bindings for all of Windows API." | 583.2378424756424 |
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| [regex](https://crates.io/crates/regex) | "An implementation of regular expressions for Rust. This implementation usesfinite automata and guarantees linear time matching on all inputs." | 371.30425142334036 |
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||||
| [quickcheck](https://crates.io/crates/quickcheck) | "Automatic property based testing with shrinking." | 363.2685687604089 |
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| [termcolor](https://crates.io/crates/termcolor) | "A simple cross platform library for writing colored text to a terminal." | 325.9086283505512 |
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||||
| [spin](https://crates.io/crates/spin) | "Spin-based synchronization primitives" | 318.4314085948815 |
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||||
| [cfg-if](https://crates.io/crates/cfg-if) | "A macro to ergonomically define an item depending on a large number of #[cfg]parameters. Structured like an if-else chain, the first matching branch is theitem that gets emitted." | 316.12379240263994 |
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| [winapi-util](https://crates.io/crates/winapi-util) | "A dumping ground for high level safe wrappers over winapi." | 315.8947682994466 |
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| [clap](https://crates.io/crates/clap) | "A simple to use, efficient, and full-featured Command Line Argument Parser" | 288.0085754382288 |
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| [tokio](https://crates.io/crates/tokio) | "An event-driven, non-blocking I/O platform for writing asynchronous I/Obacked applications." | 282.1129077269715 |
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Sempre per preparare il database a un confronto (effettuato nelle conclusioni), si imposta su ogni nodo `:Crate` la proprietà `pageRankPosition`:
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Come effettuato in precedenza per la *Degree Centrality*, si imposta su ogni nodo `:Crate` la proprietà `pageRankPosition`:
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```cypher
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MATCH (c:Crate)
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@ -737,11 +738,13 @@ Non si notano variazioni qualitative nel rumore presente all'interno della categ
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### 1️⃣ Quali sono le crate più importanti dell'ecosistema Rust?
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Sia la *Degree Centrality* sia *PageRank* sembrano essere misure efficaci nella determinazione dell'importanza delle crate.
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Si sono presentate nella fase precedente le crate che ciascuna metrica determina come più importanti.
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In questa conclusione, si intende mettere a confronto le metriche realizzate.
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#### Numero di downloads
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Attualmente, la misura di popolarità più comunemente usata è [il numero di download negli ultimi 90 giorni]; per effettuare confronti con essa, si aggiunge ai nodi `:Crate` la proprietà `downloadsPosition`:
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Si aggiunge ai nodi `:Crate` la proprietà `downloadsPosition`, rappresentante la posizione data ordinandole per [il numero di download negli ultimi 90 giorni]:
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```cypher
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MATCH (c:Crate)
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@ -754,7 +757,7 @@ SET (crates[position]).downloadsPosition = position
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#### Top 10
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Si mettono a confronto le prime dieci crate nella "classifica" di ciascuna misura con le loro posizioni nelle classifiche delle altre due:
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Si mettono a confronto le prime dieci crate nella classifica generata da ciascuna metrica con le loro posizioni nelle classifiche delle altre due:
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```cypher
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MATCH (c:Crate)
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@ -816,9 +819,11 @@ LIMIT 10
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| "serde_json" | 18 | 1 | 8 |
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| "criterion" | 353 | 23 | 9 |
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Empiricamente, si direbbe che sia la *Degree Centrality*, sia *PageRank* hanno portato a buoni risultati, in quanto buona parte delle posizioni restituite sono vicine alle posizioni dell'ordinamento per numero di downloads.
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#### Coefficiente di correlazione per ranghi di Spearman
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Si calcola il coefficiente di correlazione per ranghi di Spearman tra le misure proposte e quella "ufficiale":
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Si intende approfondire l'analisi calcolando il coefficiente di correlazione per ranghi di Spearman tra le metriche sperimentate e quella "ufficiale":
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```cypher
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MATCH (a:Crate)
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@ -844,25 +849,15 @@ RETURN s*6 / (c*((c*c) - 1))
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0.5354846552781645
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```
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```cypher
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MATCH (a:Crate)
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WITH a, (a.pageRankPosition - a.degreeCentralityPosition) as df
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WITH sum(df * df) as s, count(a) as c
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||||
WITH toFloat(s) as s, toFloat(c) as c
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||||
RETURN s*6 / (c*((c*c) - 1))
|
||||
```
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||||
```
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||||
0.30165397372361336
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```
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Si nota che entrambe le misure forniscono un coefficiente di correlazione che indica correlazione moderatamente positiva con la posizione nella classifica per downloads.
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### 2️⃣ Quali potrebbero essere altre *category* utilizzabili per classificare crate?
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Gli algoritmi di *Label Propagation*, *Louvain* e *Leiden* sembrano essere ottime misure per raccogliere le crate in cluster analizzabili manualmente per determinare possibili *category* di crate.
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Gli algoritmi di *Label Propagation*, *Louvain* e *Leiden* sembrano essere ottimi metodi per raccogliere le crate in cluster analizzabili manualmente per determinare possibili *category* di crate.
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#### Confronto con il thesaurus ufficiale
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Molte delle *category* individuate esistono già nel [thesaurus ufficiale] in forme simili:
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Molte delle *category* individuate esistono già nel [thesaurus ufficiale] in forme uguali o simili:
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- la community "Internet" individuata è simile ai termini del thesaurus "API bindings" e "Web programming"
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- la community "Electronics and embedded programming" trova corrispondenza nella category già esistente "Embedded development"
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@ -872,7 +867,7 @@ Molte delle *category* individuate esistono già nel [thesaurus ufficiale] in fo
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- la community "Testing" corrisponde a "Development tools :: Testing"
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- infine, la community "Foreign function interface :: Operating system calls" corrisponde alle già esistenti "Development tools :: FFI" e "External FFI bindings"
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Campionando più community di quelle dimostrate in questa relazione, si riuscirebbero probabilmente a individuare category nuove non ancora presenti.
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Campionando più community di quelle dimostrate in questa relazione, si potrebbero riuscire a individuare *category* nuove non ancora esistenti.
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#### Louvain o Leiden?
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