Наука о сетях: вводный курс
Год издания: 2021
Автор: Менцер Ф., Фортунато С., Дэвис К. А.
Переводчик: Логунов А. В.
Издательство: ДМК Пресс
ISBN: 978-5-97060-984-2
Язык: Русский
Формат: PDF
Качество: Издательский макет или текст (eBook)
Интерактивное оглавление: Да
Количество страниц: 338
Описание: В этой книге представлены общие принципы построения и функционирования
сетей, связанных с разными областями человеческой деятельности. Рассматриваются
концепция малых миров и принцип кластеризации применительно к социальным
сетям. Обсуждаются роль хабов, тема устойчивости сетей, направленные и взвешенные
сети. Всемирная паутина, «Википедия», цитирование, трафик и Twitter используются для
иллюстрации роли направления и веса. В заключение исследуются модели возникновения
сетей, методы обнаружения сообществ и динамические сетевые процессы.
Каждая глава включает в себя практические занятия по программированию
и упражнения, позволяющие читателям проверить свои знания в области построения
и анализа сетей. Учебный материал основан на реальных примерах.
Издание рассчитано на широкий круг читателей, знакомых с основами программирования
и желающих изучить основы и приложения науки о сетях.
Репозитории книги на
GitHub
Оглавление
Предисловие..................................................................................................................... 10
Признательности.............................................................................................................. 16
Введение............................................................................................................................ 17
0.1 Социальные сети............................................................................................... 18
0.2 Коммуникационные сети................................................................................ 21
0.3 Всемирная паутина и «Википедия».............................................................. 24
0.4 Интернет.............................................................................................................. 26
0.5 Транспортные сети............................................................................................ 27
0.6 Биологические сети........................................................................................... 29
0.7 Резюме.................................................................................................................. 30
0.8 Дальнейшее чтение........................................................................................... 31
Упражнения................................................................................................................. 32
1 Сетевые элементы..................................................................................................... 34
1.1 Базовые определения....................................................................................... 34
1.2 Манипулирование сетями в исходном коде............................................... 36
1.3 Плотность и разреженность............................................................................ 39
1.4 Подсети................................................................................................................ 42
1.5 Степень................................................................................................................. 43
1.6 Направленные сети........................................................................................... 44
1.7 Взвешенные сети............................................................................................... 45
1.8 Многослойные и темпоральные сети........................................................... 46
1.9 Представления сетей........................................................................................ 49
1.10 Рисование сетей................................................................................................. 51
1.11 Резюме.................................................................................................................. 52
1.12 Дальнейшее чтение........................................................................................... 53
Упражнения................................................................................................................. 53
2 Малые миры................................................................................................................ 58
2.1 Рыбак рыбака видит издалека........................................................................ 58
2.2 Пути и расстояния............................................................................................. 62
2.3 Соединенность и компоненты....................................................................... 67
2.4 Деревья................................................................................................................. 69
2.5 Отыскание кратчайших путей....................................................................... 71
2.6 Социальное расстояние................................................................................... 75
2.7 Шесть степеней сепарации.............................................................................. 78
2.8 Друг моего друга................................................................................................ 81
2.9 Резюме.................................................................................................................. 84
2.10 Дальнейшее чтение........................................................................................... 85
Упражнения................................................................................................................. 86
3 Хабы............................................................................................................................... 94
3.1 Меры центральности........................................................................................ 95
3.1.1 Степень..................................................................................................... 95
3.1.2 Близость.................................................................................................... 95
3.1.3 Промежуточность................................................................................... 96
3.2 Распределения значений центральности.................................................... 99
3.3 Парадокс дружбы..............................................................................................104
3.4 Ультрамалые миры...........................................................................................107
3.5 Устойчивость.....................................................................................................108
3.6 Разложение ядра...............................................................................................110
3.7 Резюме.................................................................................................................112
3.8 Дальнейшее чтение..........................................................................................113
Упражнения................................................................................................................113
4 Направления и веса..................................................................................................119
4.1 Направленные сети..........................................................................................119
4.2 Всемирная паутина..........................................................................................120
4.2.1 Краткая история Всемирной паутины.............................................121
4.2.2 Как работает Всемирная паутина......................................................122
4.2.3 Обходчики Всемирной паутины........................................................124
4.2.4 Структура Всемирной паутины.........................................................127
4.2.5 Тематическая локальность..................................................................129
4.3 Метрика PageRank............................................................................................132
4.4 Взвешенные сети..............................................................................................137
4.5 Информация и дезинформация....................................................................138
4.6 Сети совместной встречаемости...................................................................143
4.7 Весовая гетерогенность..................................................................................147
4.7.1 Трафик Всемирной паутины..............................................................147
4.7.2 Фильтрация связей...............................................................................149
4.8 Резюме.................................................................................................................151
4.9 Дальнейшее чтение..........................................................................................153
Упражнения................................................................................................................155
5 Сетевые модели.........................................................................................................162
5.1 Случайные сети.................................................................................................162
5.1.1 Плотность................................................................................................165
5.1.2 Степенное распределение...................................................................166
5.1.3 Короткие пути........................................................................................168
5.1.4 Коэффициент кластеризации.............................................................169
5.2 Малые миры.......................................................................................................170
5.3 Конфигурационная модель............................................................................174
5.4 Преференциальное прикрепление..............................................................177
5.5 Другие преференциальные модели.............................................................182
5.5.1 Модель на основе привлекательности.............................................184
5.5.2 Модель на основе приспособленности............................................185
5.5.3 Модель на основе случайного блуждания.......................................187
5.5.4 Модель на основе копирования.........................................................190
5.5.5 Модель на основе ранга.......................................................................191
5.6 Резюме.................................................................................................................193
5.7 Дальнейшее чтение..........................................................................................194
Упражнения................................................................................................................194
6 Сообщества.................................................................................................................200
6.1 Базовые определения......................................................................................203
6.1.1 Переменные сообщества.....................................................................203
6.1.2 Определения cообщества....................................................................205
6.1.3 Разделы....................................................................................................207
6.2 Смежные проблемы.........................................................................................209
6.2.1 Деление сети на разделы.....................................................................209
6.2.2 Кластеризация данных........................................................................212
6.3 Обнаружение сообществ.................................................................................215
6.3.1 Устранение мостов................................................................................216
6.3.2 Оптимизация модулярности..............................................................218
6.3.3 Распространение меток.......................................................................225
6.3.4 Стохастическое блочное моделирование........................................227
6.4 Оценивание методов.......................................................................................230
6.4.1 Искусственные эталоны......................................................................230
6.4.2 Реально существующие эталоны.......................................................233
6.4.3 Сходство между разделами.................................................................234
6.5 Резюме.................................................................................................................236
6.6 Дальнейшее чтение..........................................................................................237
Упражнения................................................................................................................238
7 Динамика.....................................................................................................................244
7.1 Идеи, информация, влияние.........................................................................246
7.1.1 Пороговые модели................................................................................247
7.1.2 Независимо-каскадные модели........................................................250
7.2 Распространение эпидемий..........................................................................252
7.2.1 Модели SIS и SIR....................................................................................254
7.2.2 Распространение слухов......................................................................259
7.3 Динамика мнений............................................................................................261
7.3.1 Дискретные мнения.............................................................................262
7.3.2 Непрерывные мнения..........................................................................265
7.3.3 Коэволюция сетей и динамика..........................................................267
7.4 Поиск...................................................................................................................270
7.4.1 Локальный поиск..................................................................................270
7.4.2 Доступность поиска..............................................................................273
7.5 Резюме.................................................................................................................278
7.6 Дальнейшее чтение..........................................................................................280
Упражнения................................................................................................................281
Приложение А. Руководство по языку Python.............................................................288
A.1 Блокнот Jupyter..................................................................................................288
A.2 Условный блок...................................................................................................289
A.3 Списки.................................................................................................................290
A.4 Циклы..................................................................................................................292
A.5 Кортежи...............................................................................................................295
A.6 Словари...............................................................................................................297
A.7 Комбинирование типов данных...................................................................300
A.7.1 Список кортежей...................................................................................300
A.7.2 Список словарей....................................................................................301
A.7.3 Словарь словарей..................................................................................302
A.7.4 Словарь с кортежными ключами.......................................................302
A.7.5 Еще один словарь словарей................................................................303
Приложение В. Модели NetLogo.................................................................................305
B.1 Модель PageRank...............................................................................................306
B.2 Гигантская компонента..................................................................................307
B.3 Малые миры.......................................................................................................308
B.4 Преференциальное прикрепление..............................................................309
B.5 Вирус в сети........................................................................................................310
B.6 Изменение языка..............................................................................................312
Справочные материалы................................................................................................314
Предметный указатель..................................................................................................331
