目錄
序
前言
第一篇 概論
第1章 概述 3
1.1 復雜系統(tǒng)與復雜網絡 3
1.2 復雜網絡的特征和類型 4
1.2.1 隨機網絡 4
1.2.2 小世界網絡 4
1.2.3 無標度網絡 6
1.2.4 超小世界網絡 8
1.2.5 網絡的社區(qū)結構 8
1.2.6 網絡的分形結構 9
1.3 本書研究內容 9
1.3.1 網絡化數據挖掘 10
1.3.2 無標度網絡演化機制 12
1.3.3 網絡抗攻擊性 15
1.3.4 復雜網絡的統(tǒng)一優(yōu)化建模 16
1.4 討論 17
1.4.1 復雜網絡研究哲學 17
1.4.2 復雜網絡研究的弱點 17
第二篇 復雜網絡的數據挖掘
第2章 復雜網絡的節(jié)點重要性 21
2.1 相關工作 23
2.1.1 定義節(jié)點的重要性 23
2.1.2 沖突消解 24
2.1.3 度量節(jié)點重要性排序算法的效能 25
2.2 重要性的基于直覺的規(guī)則 25
2.2.1 規(guī)則和選擇規(guī)則 25
2.2.2 形式化5條規(guī)則 26
2.3 用偏序對節(jié)點排序 27
2.3.1 基本概念 28
2.3.2 等價類算法 29
2.4 實驗結果I 30
2.4.1 用于測試的網絡實例 30
2.4.2 實驗網絡的等價類 31
2.5 度量排序算法的性能 33
2.5.1 覆蓋率 34
2.5.2 覆蓋率的算法 35
2.6 實驗結果II 36
2.7 拓撲勢對節(jié)點按重要性排序 38
2.7.1 拓撲勢方法介紹 38
2.7.2 拓撲勢方法的實驗結果 39
2.8 本章小結 41
第3章 復雜網絡的骨干 44
3.1 相關研究 44
3.2 骨干網絡的度量 45
3.3 基于等價類算法的骨干網絡提取算法 47
3.3.1 全骨干網絡提取算法 48
3.3.2 全骨干網絡提取算法實驗結果 49
3.3.3 層次骨干網絡提取算法 51
3.3.4 層次骨干網絡提取算法實驗結果 51
3.4 關于網絡分裂的假說 53
3.5 Web服務網絡的骨干網絡 55
3.6 Internet的結構 60
3.7 基于拓撲勢方法的骨干網絡提取算法 61
3.8 基于拓撲勢方法的骨干網絡提取算法實驗結果 61
3.9 本章小結 63
第三篇 復雜網絡的層次與演化
第4章 復雜網絡的層次演化模型 67
4.1 無標度網絡與偏好 67
4.2 對Web鏈接的冪律分布的一個解釋 68
4.2.1 Web鏈接的隱樹模型介紹 69
4.2.2 實驗結果 71
4.2.3 Web鏈接的冪律分布的討論 74
4.3 隱樹結構重疊帶來的效應 75
4.4 隱樹模型理論分析 75
4.5 本章小結 77
第5章 財富分布建模 79
5.1 馬太效應的由來 79
5.2 目前的馬太效應的解釋 79
5.3 馬太效應的新機制和建模 80
5.4 財富分布的實驗結果和分析 82
5.5 財富分布的隱樹結構模型的討論 84
5.6 本章小結 85
第四篇 復雜網絡的抗攻擊性
第6章 復雜網絡的抗攻擊理論 89
6.1 傳統(tǒng)理論及分析 89
6.2 代價攻擊理論 90
6.3 相關定義 91
6.3.1 攻擊的定義 91
6.3.2 攻擊代價的定義 92
6.3.3 攻擊策略的定義 93
6.3.4 攻擊效果的定義 94
6.4 代價條件下無標度網絡的抗攻擊性分析 95
6.4.1 緊致性網絡的定義 95
6.4.2 理論性討論 96
6.5 仿真實驗 97
6.5.1 CSF網絡 97
6.5.2 Polbook網絡 98
6.5.3 CSF網絡 99
6.5.4 Protein網絡 99
6.5.5 Netscience網絡 100
6.5.6 實驗網絡相關數據表 101
6.6 實驗分析 101
6.6.1 緊致程度對抗攻擊性的影響 101
6.6.2 平均度對抗攻擊性的影響 104
6.7 理論證明 106
6.8 本章小節(jié) 107
第7章 復雜網絡的抗攻擊理論與邊攻擊 109
7.1 潛在佯謬 109
7.1.1 第一表述 110
7.1.2 第二表述 111
7.1.3 第三表述 112
7.2 定量化方法 114
7.2.1 正則化網絡性能 114
7.2.2 基準線的定義 115
7.2.3 抗攻擊性指標 116
7.3 定量化指標下小世界網絡的抗攻擊性分析 117
7.3.1 邊攻擊定量仿真實驗 118
7.3.2 節(jié)點攻擊定量仿真實驗 120
7.4 定量化指標下無標度網絡抗攻擊性分析 122
7.4.1 實驗網絡說明 123
7.4.2 魯棒性指標 123
7.4.3 邊攻擊策略 124
7.4.4 實驗結果與分析 124
7.5 本章小節(jié) 127
第五篇 復雜網絡的優(yōu)化與演化
第8章 復雜網絡的優(yōu)化模型 131
8.1 復雜網絡的典型類型及傳統(tǒng)的演化機制解釋 131
8.1.1 無標度網絡及演化機制簡介 132
8.1.2 小世界網絡及演化機制 134
8.1.3 社區(qū)結構網絡及演化機制 135
8.1.4 分形網絡及演化機制 135
8.2 最優(yōu)化理論與復雜網絡演化機制 135
8.3 雙優(yōu)模型 136
8.3.1 方法 137
8.3.2 模型介紹 137
8.4 理論分析結果 139
8.4.1 網絡的類型 140
8.4.2 實驗仿真 144
8.4.3 網絡類型之間的關系 160
8.4.4 改進的快速算法 161
8.5 本章小結 172
第9章 復雜網絡多目標優(yōu)化模型的深入研究 173
9.1 社區(qū)結構網絡的優(yōu)化建模 173
9.1.1 相關工作 175
9.1.2 基于優(yōu)化理論建模社區(qū)無標度網絡的必要性 176
9.1.3 社區(qū)無標度網絡優(yōu)化模型 177
9.1.4 仿真實驗 179
9.2 分形網絡的演化機制研究 187
9.2.1 復雜網絡中的分形維度定義及其算法 189
9.2.2 有關分形網絡的幾個重要觀點 192
9.2.3 復雜網絡分形的應用研究 195
9.2.4 具有Hub吸引行為的分形和無標度的復雜網絡模型 195
9.2.5 優(yōu)化模型所得到網絡的性質分析 201
9.2.6 網絡的同配性分析 202
9.3 本章小結 204
第六篇 總結與展望
第10章 總結與展望 209
10.1 總結 209
10.2 對復雜網絡的新理解 212
10.3 展望 215
參考文獻 217