网络科学:原理与应用 Network Science: Theory and Applications

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目录

内容简介

网络科学作为一门新兴的学科越来越引入瞩目。网络科学能帮助读者设计更快、更有弹性的通信网络;能用于调整电力网络、电信网络和飞行航线等基础设施系统;可以为市场动态建模;能帮助理解生物系统中的同步;能用于分析人们之间的社会互动……

这是第一本全面审视新出现的网络科学的论著。书中研究了各种网络——规则网络、随机网络、小世界网络、影响网络、无标度网络和社会网络等,并将网络过程和行为应用于涌现、传染病、同步和风险方面。本书的独特之处在于将跨计算机科学、生物学、物理学、社会网络分析、经济学和市场营销等多学科的专业概念整合了起来。

本书为网络科学领域提供了全新的理解和阐释,是研究人员、专业人员以及工程、计算、生物领域的技术人员不可缺少的参考资料,也可以作为相关领域研究的高年级和研究生教材。

基本信息

网络科学:原理与应用.jpg
  • 书名:《网络科学》
  • 副标题: 原理与应用
  • 原作名: Network Science:Theory and Applications
  • 作者: (美)特德 G. 刘易斯 Ted G.Lewis
  • 译者: 陈向阳 / 巨修练
  • 出版社: 机械工业出版社
  • 出版时间: 2011-10
  • 页数: 352
  • ISBN: 9787111359661
  • 所属领域:网络科学、计算机科学

作者介绍

Ted G. Lewis 博士是美国加州蒙特雷海军研究生院的计算机科学教授。他有丰富的工作阅历和广泛的学术研究,作为美国电气和电子工程师协会(IEEE)计算机协会的会员,他还担任《IEEE软件》和《计算机》杂志的总编,并已经编著出版了30余本著作。他曾任伊士曼柯达公司(Eastman Kodak Company)数字策略的副总裁。

内容目录

出版者的话

译者序

前言

第1章网络科学的起源

  • 1.1什么是网络科学
  • 1.2网络科学简史
  • 1.2.1网前阶段 (1736—1966)
  • 1.2.2中期网络阶段(1967—1998)
  • 1.2.3现代阶段(1998—)
  • 1.3总则

第2章图

  • 2.1图的集合论定义
  • 2.1.1节点、链路和映射函数
  • 2.1.2节点度和hub
  • 2.1.3路径和回路
  • 2.1.4连通性和组件
  • 2.1.5直径、半径和中心性
  • 2.1.6介数和紧度
  • 2.2图的矩阵代数定义
  • 2.2.1连接矩阵
  • 2.2.2邻接矩阵
  • 2.2.3拉普拉斯矩阵
  • 2.2.4路径矩阵
  • 2.3哥尼斯堡七桥图
  • 2.3.1欧拉路径和欧拉回路
  • 2.3.2哥尼斯堡七桥问题的正式定义
  • 2.3.3欧拉解
  • 2.4图的谱属性
  • 2.4.1谱半径
  • 2.4.2谱隙
  • 2.5图的类型
  • 2.5.1杠铃形、线形和环形图
  • 2.5.2结构化图与随机图
  • 2.5.3k-规则图
  • 2.5.4图密度
  • 2.6拓扑结构
  • 2.6.1度序列
  • 2.6.2图的熵
  • 2.6.3无标度拓扑
  • 2.6.4小世界拓扑
  • 2.7软件中的图实现
  • 2.7.1Java节点和链路
  • 2.7.2Java 网络
  • 练习

第3章规则网络

  • 3.1直径、中心性和平均路径长度
  • 3.2二叉树网络
  • 3.2.1二叉树网络的熵
  • 3.2.2二叉树网络的路径长度
  • 3.2.3二叉树网络的链路效率
  • 3.3超环形网络
  • 3.3.1超环形网络的平均路径长度
  • 3.3.2超环形网络的链路效率
  • 3.4超立方网络
  • 3.4.1超立方网络的平均路径长度
  • 3.4.2超立方网络的链路效率
  • 练习

第4章随机网络

  • 4.1随机网络的生成
  • 4.1.1Gilbert随机网络
  • 4.1.2ErdosRenyi随机网络
  • 4.1.3锚定随机网络
  • 4.2随机网络的度分布
  • 4.3随机网络的熵
  • 4.3.1随机网络熵的建模
  • 4.3.2随机网络的平均路径长度
  • 4.3.3随机网络的聚类系数
  • 4.3.4随机网络的链路效率
  • 4.4随机网络的属性
  • 4.4.1随机网络的直径
  • 4.4.2随机网络的半径
  • 4.4.3利用Java计算紧度
  • 4.4.4随机网络中的紧度
  • 4.5随机网络中的弱联系
  • 4.6规则网络的随机性
  • 4.7分析
  • 练习

第5章小世界网络

  • 5.1生成一个小世界网络
  • 5.1.1WattsStrogatz (WS)过程
  • 5.1.2一般的WS过程
  • 5.1.3小世界网络的度序列
  • 5.2小世界网络属性
  • 5.2.1熵与重联概率
  • 5.2.2熵与密度
  • 5.2.3小世界网络的路径长度
  • 5.2.4小世界网络的聚类系数
  • 5.2.5小世界中的紧度
  • 5.3相变
  • 5.3.1路径长度和相变
  • 5.3.2材料中的相变
  • 5.4小世界网络中的导航
  • 5.5小世界网络中的弱联系
  • 5.6分析
  • 练习

第6章无标度网络

  • 6.1生成一个无标度网络
  • 6.1.1BarabasiAlbert(BA)网络
  • 6.1.2生成BA网络
  • 6.1.3无标度网络幂律分布
  • 6.2无标度网络的属性
  • 6.2.1BA网络熵
  • 6.2.2hub度与密度对应关系
  • 6.2.3BA网络平均路径长度
  • 6.2.4BA网络紧度
  • 6.2.5无标度网络聚类系数
  • 6.3无标度网络中的导航
  • 6.3.1最大度导航与密度对应关系
  • 6.3.2最大度导航与hub度的对应关系
  • 6.3.3在无标度Pointville网络中的弱联系
  • 6.4分析
  • 6.4.1熵
  • 6.4.2路径长度和通信
  • 6.4.3聚类系数
  • 6.4.4hub度
  • 练习

第7章涌现

  • 7.1什么是网络涌现
  • 7.1.1开环涌现
  • 7.1.2反馈循环涌现
  • 7.2科学中的涌现
  • 7.2.1社会科学中的涌现
  • 7.2.2物理科学中的涌现
  • 7.2.3生物中的涌现
  • 7.3遗传进化
  • 7.3.1hub涌现
  • 7.3.2聚类涌现
  • 7.4设计者网络
  • 7.4.1度序列涌现
  • 7.4.2生成给定的度序列的网络
  • 7.5排列网络涌现
  • 7.5.1排列微规则
  • 7.5.2排列和聚类系数
  • 7.6涌现的一个应用
  • 7.6.1随机排列的链路优化
  • 7.6.2确定性排列的优化
  • 7.6.3最小长度涌现模型
  • 7.6.4二维布局
  • 练习

第8章传染病

  • 8.1传染病模型
  • 8.1.1KermackMcKendrick模型
  • 8.1.2传染病阈值
  • 8.1.3易感-感染-消亡(SIR)模型
  • 8.1.4结构化网络峰值感染密度
  • 8.1.5易感-感染-易感(SIS)传染病
  • 8.2网络中持续稳定的传染病
  • 8.2.1随机网络传染病阈值
  • 8.2.2一般网络中的传染病阈值
  • 8.2.3一般网络中的固定点感染密度
  • 8.3网络传染病仿真软件
  • 8.4对策
  • 8.4.1对策的算法
  • 8.4.2接种策略对策
  • 8.4.3Java抗原仿真
  • 练习

第9章同步

  • 9.1同步或不同步
  • 9.1.1混沌映射
  • 9.1.2网络稳定性
  • 9.2蟋蟀社会网络
  • 9.2.1蟋蟀社会网络的同步性质
  • 9.2.2更加通用的模型:Atay网络
  • 9.2.3Atay网络的稳定性
  • 9.3基尔霍夫网络
  • 9.3.1基尔霍夫网络模型
  • 9.3.2基尔霍夫网络的稳定性
  • 9.4Pointville电网
  • 练习

第10章影响网络

  • 10.1对buzz的剖析
  • 10.1.1buzz网络
  • 10.1.2buzz网络仿真器
  • 10.1.3buzz网络的稳定性
  • 10.2社会网络的有用性
  • 10.2.1两方谈判
  • 10.2.2I-nets状态方程
  • 10.2.3I-nets的稳定性
  • 10.2.4I-nets的共识
  • 10.2.5计算影响的Java方法
  • 10.3 I-nets中的冲突
  • 10.3.1冲突度
  • 10.3.2计算冲突度的Java方法
  • 10.4命令层次结构
  • 10.5I-nets中的有用性涌现
  • 10.5.1加权涌现
  • 10.5.2加权涌现的Java方法
  • 10.5.3加权涌现的稳定性
  • 10.5.4链路涌现
  • 练习

第11章脆弱性

  • 11.1网络风险
  • 11.1.1将节点作为目标
  • 11.1.2将链路作为目标
  • 11.2关键节点分析
  • 11.2.1杠铃模型
  • 11.2.2网络风险最小化
  • 11.2.3指数成本模型
  • 11.2.4攻击者-防御者模型
  • 11.2.5Java军备竞赛方法
  • 11.3博弈论的考虑
  • 11.4一般的攻击者-防御者网络风险问题
  • 11.5关键链路分析
  • 11.5.1链路弹性
  • 11.5.2链路弹性模型
  • 11.5.3流弹性
  • 11.5.4流启发式的Java方法
  • 11.5.5网络流资源分配
  • 11.5.6结构化网络中的最大流量
  • 11.6基尔霍夫网络的稳定性弹性
  • 练习

第12章NetGain网络

  • 12.1经典扩散方程
  • 12.1.1市场扩散方程
  • 12.1.2简单NetGain网络
  • 12.2多产品网络
  • 12.3NetGain网络涌现的Java方法
  • 12.4新兴市场网络
  • 12.4.1新生市场的涌现
  • 12.4.2新兴市场固定点
  • 12.5创造性破坏网络
  • 12.5.1创造性破坏的涌现
  • 12.5.2平方根律固定点
  • 12.6企业并购网络
  • 12.6.1合并节点的Java方法
  • 12.6.2合并加速创造性破坏
  • 练习

第13章生物学

  • 13.1静态模型
  • 13.1.1无标度属性
  • 13.1.2小世界效应
  • 13.2动态分析
  • 13.2.1线性连续网络
  • 13.2.2布尔网络
  • 13.3蛋白质表达网络
  • 13.4质量动力学建模
  • 13.4.1质量动力学状态方程
  • 13.4.2有界的质量动力学网络
  • 练习

参考文献

部分书评

摘自豆瓣网友:zhangjunhd

前几章主要介绍图的一些静态特征,以随机网络,小世界网络到无标度网络为研究对象,来看看这些特征的异同。后半部分的网络动力学,讲了几个领域内基于动态网络的建模过程 [1]

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参考文献

  1. https://book.douban.com/subject/6891952/

本词条内容翻译自 wikipedia.org,遵守 CC3.0协议。

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