网络科学是一门跨学科的研究领域,它致力于理解和解释各种类型的网络结构和网络行为。网络科学的研究对象可以是社交网络、信息网络、生物网络、技术网络等各种形式的网络。通过分析和建模网络中的节点、连接和信息传播,网络科学提供了一种全新的视角和方法,以揭示网络系统的特性和动态。网络科学探索的核心问题包括网络拓扑结构的分析、网络中信息传播和交流的模式、网络中节点的演化和行为、以及网络对整体系统的影响等。它不仅可以帮助我们理解网络的基本属性,如节点的度分布、聚集系数等,还可以揭示网络中的模块化结构、关键节点和网络的鲁棒性。
《网络动力学导论》致力于系统地介绍网络动力学的基本概念、思想和方法,使得具有高等数学基础的读者都能够看懂,并具备把网络动力学方法用于实际网络分析的能力。为此,本书更为关注网络动力学的思维习惯和研究方式。本书第1章概要介绍了网络模型的基础,第2章介绍动力学的基础,第3章至第6章分为4个部分详细介绍了网络集群动力学、网络传播动力学、网络弹性及网络控制。
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江苏省应用数学中心副主任,煤炭大数据研究院副院长。现任江苏省工业与应用数学学会副理事长,江苏省数学学会理事。主持江苏省研究生教改项目1项、江苏省研究生示范课程1门、中国矿业大学研究生及本科生教改重点、全英文项目多项。
3.2.3 爆炸同步 74
3.2.4 簇同步 75
3.3 Vicsek模型 75
3.3.1 描述Vicsek模型的常用物理量 77
3.3.2 Vicsek 模型常用的更新规则 79
3.3.3 相变与相 80
3.4 Cucker-Smale模型 83
3.5 多层网络的集群动力学 92
3.5.1 复杂多层动态网络集群同步 92
3.5.2 多层Kuramoto振子网络集群 97
3.6 高阶网络的集群动力学 109
第四章 网络上的传播 115
4.1 引 言 115
4.2 传染病的介绍和基本模型 115
4.3 网络上传染病及演化博弈 118
4.4 观点动力学的传播 135
4.4.1 社会观点动力学 135
4.4.2 观点动力学的符号表示 137
4.4.3 基本模型 137
4.4.4 前沿方向 140
第五章 网络弹性 145
5.1引言 145
5.2 单层网络的弹性 148
5.3 多层网络的弹性 159
5.3.1双层共生网络模型和耦合类型 161
5.3.2结果 165
5.4 网络弹性的应用 173
第六章 网络控制 179
6.1 引言 179
6.2 网络的结构可控性 180
6.2.1 系统描述 180
6.2.2 结构可控性 181
6.2.3 最小输入定理 187
6.2.4 度分布影响输入数量 189
6.3 网络控制的时间和能量成本 191
6.3.1 系统描述 191
6.3.2 时间成本的估计 193
6.3.3 能量成本的估计 196
6.3.4 控制真实网络 199
6.4 时序网络的可控性 203
6.4.1 时序网络和信息可达性 203
6.4.2 时序网络的优先最大匹配方法 204
6.4.3 时序网络的节点控制中心性 209