复杂网络结构和行为的建模与优化

复杂网络是21世纪科学 研究的思想和理念，它启发 我们用什么观点理解这个世 界。复杂网络也是研究复杂 系统的一种技术和方法，是 理解复杂系统性质和功能的 基本方法。网络结构与网络 行为相互关系的探索是网络 研究的重要组成部分，特别 是其对网络演化和群体行为 的影响，是复杂网络研究需 要解决的重要问题。本书以 复杂网络结构特性为核心， 从实用性角度出发，以多年 研究成果为基础，对复杂网 络的基本模型及拓扑性质、 复杂网络上的模型与动力学 行为、社会网络基础理论和 级联行为、节点影响及影响 力问题建模和方法进行了系 统介绍。在此基础上，本书 从网络结构与行为互作用的 角度出发，重点介绍了多年 来在提升网络系统的可生存 性，网络资源优化部署模型 和方法，有影响力的节点度 量和社会网络信息传播模型 和引导控制等方面开展的研 究工作。 本书适合作为研究生和 高年级本科生的网络科学教 材，也可供自然科学、工程 技术科学和社会科学领域的 研究人员与学生参考。

第1章 引论 1.1 引言 1.1.1 研究背景及意义 1.1.2 主要研究内容 1.2 复杂网络结构 1.2.1 网络结构一般特性 1.2.2 小世界网络结构特性 1.2.3 无标度网络结构特性 1.2.4 社团结构特性 1.3 网络行为及其动力学 1.3.1 网络同步 1.3.2 网络级联 1.3.3 群体效应和结构效应 1.4 复杂网络建模与优化的应用研究 1.4.1 有影响力的节点评估和影响力分析 1.4.2 提升网络鲁棒性和可生存性 1.4.3 网络资源优化部署模型和方法 1.4.4 社会网络中信息传播的引导控制 参考文献 第2章 复杂网络的基本模型及拓扑性质 2.1 图论与网络基本拓扑性质 2.1.1 网络的图表示 2.1.2 路径与连通性 2.2 随机网络模型 2.2.1 ER随机图 2.2.2 拓扑性质分析 2.2.3 随机图的涌现及相变性质 2.3 小世界网络模型 2.3.1 WS小世界网络模型 2.3.2 NW小世界网络模型 2.3.3 拓扑性质分析 2.4 无标度网络模型 2.4.1 BA无标度网络模型 2.4.2 无标度网络的扩展模型 2.4.3 无标度网络的鲁棒性与脆弱性 参考文献 第3章 复杂网络上的传播模型与动力学行为 3.1 基本传染病模型 3.1.1 SI模型 3.1.2 SIR模型 3.1.3 SIS模型 3.2 复杂网络上的信息与行为传播模型 3.2.1 独立级联模型 3.2.2 线性阈值模型 3.2.3 复杂网络上的信息传播 3.2.4 复杂网络上的行为传播 3.3 复杂网络上的动力学行为 3.3.1 网络的同步化 3.3.2 网络上的疾病传播 3.3.3 网络同步能力与网络结构特性关系 3.3.4 网络上的级联失效 参考文献 第4章 社会网络基础理论和级联行为 4.1 社会网络的三元闭包 4.1.1 三元闭包原理 4.1.2 节点聚集系数 4.1.3 强三元闭包性质 4.2 社会网络中强弱关系 4.2.1 社会网络中桥和捷径 4.2.2 捷径和弱联系 4.2.3 结构洞理论 4.3 社会网络的同质性 4.3.1 同质性现象 4.3.2 同质性的量化 4.3.3 同质现象背后的机制 4.4 社会网络中级联行为 4.4.1 社会网络中的信息传播 4.4.2 级联行为传播模型 4.4.3 聚簇与级联 参考文献 第5章 网络中节点影响力及影响力最大化 5.1 节点影响力的定义 5.2 网络节点影响力度量 5.2.1 基于拓扑结构的节点影响力度量 5.2.2 基于用户行为的节点影响力度量 5.2.3 基于信息内容的节点影响力度量 5.3 面向社团的节点影响力度量 5.3.1 社团结构对节点影响力度量影响 5.3.2 基于Vc指标度量 5.3.3 基于类桥节点度量 5.4 影响力传播与影响力最大化 5.4.1 影响力传播模型 5.4.2 影响力最大化 5.4.3 社会网络中影响力最大化问题求解 参考文献 第6章 基于网络拓扑重构提升网络可生存性方法 6.1 网络可生存性问题建模 6.1.1 网络可生存性多目标优化问题 6.1.2 拓扑重构的优化问题建模 6.2 网络可生存性量化评估及性能分析 6.2.1 网络可生存性评估 6.2.2 网络可生存性多目标量化评估方法 6.2.3 可生存性评估性能分析 6.3 基于优先配置节点保护圈的网络拓扑重构方法 6.3.1 节点保护圈结构 6.3.2 优先配置节点保护圈PCNC方法 6.3.3 PCNC算法及性能分析 6.3.4 仿真结果与分析 参考文献 第7章 软件定义网络中鲁棒的控制器优化部署 7.1 提出问题 7.1.1 软件定义网络 7.1.2 鲁棒的控制器优化部署问题 7.1.3 问题的求解思路 7.1.4 评价指标 7.2 鲁棒控制器优化部署的启发式方法 7.2.1 控制器优化部署模型 7.2.2 鲁棒控制器优化部署启发式方法 7.2.3 仿真结果与分析 7.3 基于对偶模型的鲁棒控制器优化部署方法 7.3.1 鲁棒控制器优化部署模型 7.3.2 k-RCP算法 7.3.3 k-RCP算法分析 7.3.4 仿真结果与分析 7.4 结论及进一步工作 参考文献 第8章 社会网络中信息传播模型和引导控制方法 8.1 网络信息传播的引导控制方法 8.2 网络结构和群体行为互作用的信息传播机理 8.2.1 聚簇结构对信息传播的影响 8.2.2 行为级联对信息传播的影响 8.2.3 结构和行为互作用的信息传播模型 8.3 基于删边聚簇的不良信息传播阻挡方法 8.3.1 问题描述 8.3.2 信息级联的传播模型 8.3.3 删边聚簇CLR方法 8.3.4 仿真结果与分析 8.4 基于敏感节点保护的信息级联调控方法 8.4.1 问题描述 8.4.2 关键节点的优化选择 8.4.3 基于敏感节点保护的SNP方法 8.4.4 仿真结果及分析 8.5 结论及进一步工作 参考文献