復雜網絡基礎理論

內容概要

郭世澤和陸哲明編著的《復雜網絡基礎理論》是復雜網絡基礎理淪的入門教材。本書取材廣泛，內容全面、新穎，反映了十多年來復雜網絡理論的最新研究動態(tài)和作者的部分研究成果。全書共分八章。第一章主要介紹與復雜網絡有關的基本知識。第二章詳細介紹了網絡的拓撲結構和靜態(tài)特征。第三章從機制模型的不同類型入手分別介紹了規(guī)則網絡、隨機網絡、小世界網絡、無標度網絡、層次網絡、確定性網絡和自相似網絡。第四章介紹復雜網絡L的流行病傳播、輿論傳播和知識傳播以及數(shù)據包傳遞和擁塞控制機理。第五章介紹復雜網絡的混沌同步。第六章介紹復雜網絡中的搜索算法與策略、社會網絡的分散式搜索以及P2P網絡和WWW網絡中的搜索。第七章介紹復雜網絡中的重要節(jié)點挖掘和社團挖掘原理和算法。第八章介紹復雜網絡中的演化博弈、抗毀性分析以及抗毀性優(yōu)化和修復策略等。為便于消化和理解書中內容，每章末附有習題，書末給出大量參考文獻。
《復雜網絡基礎理論》可作為高等院校計算機科學與技術、通信工程，應用數(shù)學、生物科學、應用物理學、社會學等專業(yè)本科生和研究生的教材，也町供從事復雜性科學和網絡科學等領域工作的教學、科研人員參考。

書籍目錄

第一章  緒論
  1.1  引言
  1.2  網絡科學理論發(fā)展的三個時期
  1.3  復雜網絡的概念和特性
  1.4  數(shù)理統(tǒng)計基礎
  1.5  圖論的基本概念
  1.6  復雜網絡的研究內容和意義
  1.7  本書內容安排
  習題
第二章  網絡拓撲結構與靜態(tài)特征
  2.1  引言
  2.2  網絡的基本靜態(tài)幾何特征
  2.3  無向網絡的靜態(tài)特征
  2.4  有向網絡的靜態(tài)特征
  2.5  加權網絡的靜態(tài)特征
  2.6  網絡的其他靜態(tài)特征
  2.7  復雜網絡分析軟件
  習題
第三章  網絡機制模型
  3.1  引言
  3.2  規(guī)則網絡
  3.3  隨機網絡
  3.4  小世界網絡
  3.5  無標度網絡
  3.6  層次網絡
  3.7  確定性網絡
  3.8  自相似網絡
  習題
第四章  復雜網絡上的傳播動力學
  4.1  引言
  4.2  復雜網絡上的流行病傳播
  4.3  復雜網絡上的免疫策略
  4.4  復雜網絡上的輿論傳播和知識傳播
  4.5  復雜網絡上的數(shù)據包傳遞和擁塞控制
  習題
第五章  復雜網絡的混沌同步
  5.1  引言
  5.2  混沌理論
  5.3  混沌同步理論
  5.4  復雜網絡的完全同步判據
  5.5  復雜網絡的混沌同步
  習題
第六章  復雜網絡中的搜索
  6.1  引言
  6.2  廣度優(yōu)先搜索
  6.3  隨機行走搜索
  6.4  最大度搜索
  6.5  社會網絡的分散式搜索
  6.6  Internet中的搜索
  習題
第七章  復雜網絡中的挖掘
  7.1  引言
  7.2  重要節(jié)點挖掘研究現(xiàn)狀及評價指標
  7.3  常見重要節(jié)點挖掘方法
  7.4  社團結構挖掘研究現(xiàn)狀及評價指標
  7.5  常見社團挖掘方法
  習題
第八章  復雜網絡中的博弈
  8.1  引言
  8.2  博弈論概述
  8.3  復雜網絡中的演化博弈
  8.4  復雜網絡的抗毀性分析
  8.5  復雜網絡的抗毀性優(yōu)化和修復策略
  習題
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   前面第三章引言中已經提到，復雜網絡的研究大致可以描述為三個密切相關但又依次深入的方面，包括實證研究、機制模型研究和復雜網絡上的動力學行為研究。從本章開始著重討論復雜網絡上的動力學行為。復雜網絡上的動力學行為主要包括傳播動力學、同步、演化博弈、搜索、魯棒性等。本章著重考慮傳播動力學，第五章將考慮同步問題，第六章則考慮搜索問題，而第八章將考慮博弈問題（包括魯棒性和演化博弈等）。 復雜網絡上的傳播動力學問題是復雜網絡研究的一個重要方向。它主要研究社會和自然界中各種復雜網絡的傳播機理與動力學行為以及對這些行為高效可行的控制方法（38）。近年來，隨著復雜網絡結構研究的迅猛發(fā)展，人們逐漸認識了不同事物在真實系統(tǒng)中的傳播現(xiàn)象，例如，通知在有效人群中的轉達，學科新思想在科學家間的散播與改進，社會輿論對于某種思想的宣傳，病毒在計算機網絡上的蔓延，傳染病在人群中的流行，謠言在社會中的擴散甚至城市務工人員的流動等，都可以看作是復雜網絡上服從某種規(guī)律的傳播行為。如何去描述這些事物的傳播過程，揭示它們的傳播特性，進而尋找出對這些行為進行有效控制的方法，一直是物理學家、數(shù)學家和社會學家共同關注的焦點，也是網絡結構研究的最終目標之一。網絡傳播動力學作為一個傳統(tǒng)的統(tǒng)計科學課題由來已久。而今，復雜網絡為這一傳統(tǒng)課題提供了全新的結構基礎，由于結構的多樣性和動力學的復雜性，基于復雜科學的基本思想所構建的一些簡化模型揭示出很多新穎的特征，這使得人們能在一個更接近真實復雜系統(tǒng)的新層次上對傳染病的傳播特性有更好了解及掌握，無疑對諸如有效控制策略的設計等一些實際應用提供很有價值的參考。 目前，由于網絡結構的復雜性和傳播機理的復雜性，對復雜網絡的傳播動力學與控制策略的研究仍處于探索階段，至今沒有形成一套完備的理論體系（38）。我們知道各種事物在真實系統(tǒng)中的傳播是一種非常復雜的過程，它受到許多自然因素和社會因素的制約和影響。這些影響和制約不僅與傳播事物的傳播屬性有關，而且也與網絡的結構特征有關。譬如病毒在計算機網絡中的傳播行為與計算機在線時間的長短、病毒的傳播方式、不同的計算機對病毒抵抗能力的差異等有著緊密的聯(lián)系；又如病毒在社會網絡中的傳播行為與被感染個體的多少、易感染個體的數(shù)目、傳染概率的大小、病毒的潛伏期長短以及人口的遷入和遷出等因素有密切聯(lián)系。

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