复杂网络基础概念

一 基础概念


复杂网络的抗攻击性来源于网络的紧致性和平均度,“鲁棒且脆弱”只是特例下的表现。

还原论方法:把系统抽象成模型,探寻模型性质,收集实验数据,分析模型可靠性,利用模型做预测。

无标度属性、小世界效应

复杂网络特征:随机、小世界、无标度、超小世界、社区结构、分形结构等。(这些是特性,而不是分类)。

复杂网络:对复杂系统,采用还原论方法,把系统单元和单元间关系抽象成节点和边构成一个图,这个图就称为复杂网络。这是一种研究复杂系统的方法。

小世界网络:小世界网络是随机网络和规则网络的中间状态。把规则网络,以一定概率修改节点间的连接,形成新的网络状态,此时既不够规则也不够随机,这个状态的网络称为小世界网络。

无标度网络:具有幂律分布特征(有自相似性),即部分进行放大可以得到整体,无法用特征量定义事物的尺寸大小。BA模型认为无标度网络是有种子网络演化而来。种子网络不断加入新节点,新节点建立连接过程遵从偏好连接规则,经过不断生长演化形成无标度网络。

统计物理学家习惯把服从幂律分布的现象称为无标度现象,即系统中个体的尺度相差悬殊,缺乏一个优选的规模。

无标度网络特性:随机性攻击下鲁棒、选择性攻击下脆弱。

社区网络:具有聚类特性的网络,称为具有社区结构的网络,即社区网络。

分形结构:

泊松分布:钟形分布。正太分布。

幂律分布:分布函数是一个幂函数。幂函数具有自相似性。

1、优先连接,Barabási与Albert针对复杂网络中普遍存在的幂律分布现象,提出了网络动态演化的BA模型,成长性和优先连接性是无标度网络度分布呈现幂律的两个最根本的原因。所谓成长性是指网络节点数的增加,像Internet中自治系统或路由器的添加,以及WWW中网站或网页的增加等,优先连接性是指新加入的节点总是优先选择与度值较高的节点相连。

2、自组织临界论,自组织临界理论认为,由大量相互作用的成分组成的系统会自然地向自组织临界态发展;当系统达到这种状态时,即使是很小的干扰事件也可能引起系统发生一系列灾变。著名的“沙堆模型”形象地说明了自组织临界态的形成和特点。

3、HOT理论,另一种解释幂律分布形成原因的重要理论是HOT。该理论由加州大学圣巴巴拉分校的Jean Carlson以及加州理工学院的John Doyle提出。对于由许多子系统连结成的复杂系统,不管是自然演化还是人为设计的,当该系统可以有效地容忍某些不确定因素时(具强健性),将对其他未被考虑到的不确定因素变得更敏感。也就是说,强健性和敏感度具有相互递换的效果。这里的不确定因素包含系统内部的不确定因素以及外在环境的干扰。

马太效应:资源多的人容易获得更多资源,即富者更富。是幂律分布在社会领域的一种现象。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,294评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,493评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,790评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,595评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,718评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,906评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,053评论 3 410
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,797评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,250评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,570评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,711评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,388评论 4 332
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,018评论 3 316
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,796评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,023评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,461评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,595评论 2 350

推荐阅读更多精彩内容