網(wǎng)絡(luò)科學(xué)導(dǎo)論

內(nèi)容概要

　　對(duì)各種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的定量與定性特征的科學(xué)理解已成為網(wǎng)絡(luò)時(shí)代科學(xué)研究中一個(gè)極其重要的挑戰(zhàn)性課題，網(wǎng)絡(luò)科學(xué)就是一門(mén)正在興起的面對(duì)這一挑戰(zhàn)的交叉性學(xué)科?！毒W(wǎng)絡(luò)科學(xué)與工程叢書(shū)：網(wǎng)絡(luò)科學(xué)導(dǎo)論》致力于系統(tǒng)地介紹網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的基本概念、思想和方法，使得具有高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的讀者都能夠看懂，并具備把網(wǎng)絡(luò)科學(xué)方法用于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)分析的能力。為此，本書(shū)沒(méi)有過(guò)多地陷入數(shù)學(xué)和物理推導(dǎo)，而是更為關(guān)注網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的思維習(xí)慣和研究方式。本書(shū)第1章概要介紹了網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的背景和研究意義，第2章至第11章分為4個(gè)部分詳細(xì)介紹了網(wǎng)絡(luò)基本概念、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫再|(zhì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ图熬W(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)。
　　本書(shū)適合作為研究生和高年級(jí)本科生的網(wǎng)絡(luò)科學(xué)教材，也可供自然科學(xué)、工程技術(shù)科學(xué)和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的研究人員與學(xué)生參考。

作者簡(jiǎn)介

　　汪小帆，1996年獲東南大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位。現(xiàn)為上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院教授、致遠(yuǎn)學(xué)院常務(wù)副院長(zhǎng)。2008年受聘為教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授。近年一直從事復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分析與控制研究。獲2002年國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、2005年IEEE電路與系統(tǒng)匯刊最佳論文獎(jiǎng)、2008年上海市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)和2010年上海市自然科學(xué)牡丹獎(jiǎng)。
　　李翔，2002年獲南開(kāi)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)為復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授、電子工程系主任。近年一直從事復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制的理論與應(yīng)用研究。獲2005年IEEE電路與系統(tǒng)匯刊最佳論文獎(jiǎng)、2008年上海市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、2010年上海市青年科技英才獎(jiǎng)和2011年霍英東教育基金會(huì)高等院校青年教師獎(jiǎng)，2009年入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計(jì)劃。
　　陳關(guān)榮，1981年獲中山大學(xué)計(jì)算數(shù)學(xué)碩士學(xué)位，1987年獲美國(guó)德克薩斯A&M大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)博士學(xué)位。于休斯頓大學(xué)任教至2000年，現(xiàn)任香港城市大學(xué)電子工程系講座教授。1996年當(dāng)選為IEEE
Fellow。獲2008年國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、2010年何梁何利獎(jiǎng)、2011年俄羅斯歐拉獎(jiǎng)并獲俄羅斯圣彼得堡國(guó)立大學(xué)榮譽(yù)博士學(xué)位，獲4項(xiàng)IEEE等最佳學(xué)術(shù)雜志論文獎(jiǎng)，是國(guó)內(nèi)外30多所大學(xué)的榮譽(yù)或客座教授?，F(xiàn)任International
Journal of Bifurcation and
Chaos主編，SCI他引一萬(wàn)六千多次，h指數(shù)62，被ISI評(píng)定為工程學(xué)高引用率研究人員。

書(shū)籍目錄

第1章 引論
　1.1 引言
　1.2 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)研究
　　1.2.1 Internet
　　1.2.2 WWW
　　1.2.3 電力與交通網(wǎng)絡(luò)
　　1.2.4 生物網(wǎng)絡(luò)
　　1.2.5 經(jīng)濟(jì)與金融網(wǎng)絡(luò)
　　1.2.6 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)
　　1.2.7 科研和教育的網(wǎng)絡(luò)化
　1.3 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)科學(xué)
　　1.3.1 為什么需要網(wǎng)絡(luò)科學(xué)
　　1.3.2 網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的研究?jī)?nèi)容
　1.4 本書(shū)內(nèi)容簡(jiǎn)介
　參考文獻(xiàn)
第2章 網(wǎng)絡(luò)與圖
　2.1 引言
　2.2 網(wǎng)絡(luò)的圖表示
　　2.2.1 圖的定義
　　2.2.2 圖的類型
　　2.2.3 簡(jiǎn)單圖
　2.3 圖的計(jì)算機(jī)表示
　　2.3.1 鄰接矩陣
　　2.3.2 鄰接表與三元組
　2.4 共引與文獻(xiàn)耦合
　　2.4.1 共引網(wǎng)絡(luò)
　　2.4.2 文獻(xiàn)耦合網(wǎng)絡(luò)
　2.5 路徑與連通性
　　2.5.1 路徑
　　2.5.2 連通性
　　2.5.3 路徑與連通性的鄰接矩陣表示
　　2.5.4 割集與Menger定理
　　2.5.5 有向圖的連通性
　2.6 生成樹(shù)與最小生成樹(shù)
　　2.6.1 樹(shù)
　　2.6.2 廣度優(yōu)先搜索算法
　　2.6.3 最小生成樹(shù)
　2.7 二分圖與匹配問(wèn)題
　　2.7.1 二分圖的定義
　　2.7.2 二分圖的實(shí)際例子
　　2.7.3 二分圖到單分圖的投影
　　2.7.4 二分圖的匹配
　2.8 穩(wěn)定匹配
　　2.8.1 穩(wěn)定匹配的定義
　　2.8.2 穩(wěn)定匹配的求解
　　2.8.3 穩(wěn)定匹配的公平性
　　2.8.4 完全匹配存在的條件
　習(xí)題
　參考文獻(xiàn)
第3章 網(wǎng)絡(luò)基本拓?fù)湫再|(zhì)
　3.1 引言
　3.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的連通性
　　3.2.1 無(wú)向網(wǎng)絡(luò)中的巨片
　　3.2.2 有向網(wǎng)絡(luò)中的蝴蝶結(jié)結(jié)構(gòu)
　3.3 節(jié)點(diǎn)的度與網(wǎng)絡(luò)稀疏性
　……
第4章 度相關(guān)性與社團(tuán)結(jié)構(gòu)
第5章 節(jié)點(diǎn)重要性與相似性
第6章 隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型
第7章 小世界網(wǎng)絡(luò)模型
第8章 無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)模型
第9章 網(wǎng)絡(luò)傳播
第10章 網(wǎng)絡(luò)博弈
第11章 網(wǎng)絡(luò)同步與控制
索引

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   1.2網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)研究 過(guò)去幾十年間，以Internet為代表的信息技術(shù)的迅猛發(fā)展使人類社會(huì)大步邁入了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。今天，人們已經(jīng)生活在一個(gè)充滿著各種各樣的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的世界中。人類社會(huì)的網(wǎng)絡(luò)化是一把雙刃劍：它既給人類社會(huì)的生產(chǎn)與生活帶來(lái)了極大的便利，提高了生產(chǎn)效率和生活水準(zhǔn)，但也帶來(lái)了一定的負(fù)面沖擊，如局部動(dòng)蕩或傳染病等更容易向全球擴(kuò)散。因此，人類社會(huì)的日益網(wǎng)絡(luò)化需要我們對(duì)各種人工和自然的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的行為有更好的認(rèn)識(shí)。下面我們就介紹一些有代表性的網(wǎng)絡(luò)及其科學(xué)理解所面臨的挑戰(zhàn)。 1.2.1 Internet 實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特征是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是隨時(shí)間演化的，許多網(wǎng)絡(luò)在總體上呈現(xiàn)出規(guī)模不斷增大的趨勢(shì)，Internet就是一個(gè)典型例子。Internet的前身ARPANET在1969年誕生時(shí)只有4個(gè)節(jié)點(diǎn)，它是由美國(guó)國(guó)防部的高級(jí)研究計(jì)劃局（ARPA）為了在遭受攻擊時(shí)仍然能夠維持基本的通信而建立的。起初網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增長(zhǎng)緩慢，兩年之后節(jié)點(diǎn)數(shù)才增加到18個(gè)。1986年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金（NSF）建立了連接美國(guó)5大超級(jí)計(jì)算中心的NSFNET，并于1990年正式取代ARPANET。盡管在隨后的幾年里NSFNET的帶寬不斷增加，但是隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的急劇增長(zhǎng)，NSFNET也難以為繼，并于1995年把主干網(wǎng)轉(zhuǎn)交給運(yùn)營(yíng)商管理，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模呈現(xiàn)出了爆炸式增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。隨著人類社會(huì)進(jìn)入21世紀(jì)，Internet已經(jīng)成為全球性的社會(huì)-技術(shù)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，并將繼續(xù)產(chǎn)生更多、更新甚至是難以預(yù)見(jiàn)的技術(shù)、應(yīng)用和服務(wù)，包括近年在Internet基礎(chǔ)上興起的物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）等。

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