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巴拉巴西网络科学Network Science

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本书作者:[美]艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西

巴拉巴西网络科学(10大模块讲透网络科学,使你拥有当今互联世界不可或缺的思维能力,助你轻松应对复杂世界。)

非常好的网络科学综述,以历史全景的视角梳理了网络课学各个分支的发展,很多案例非常有启发性。只不过感觉网络科学仍然在比较宏观的角度提供认识工具,以至于在具体微观层面还缺乏一些可操作的判定工具。

这本是巴拉巴西用来给高年级本科生和研究生上课的教材,难度比较适中(非数学背景可以略过每章后面的扩展阅读),对于网络科学的各方面知识及前沿都有涉猎。

以上是读后感,我的学习笔记如下

因为这一得天独厚的便利,童年时代的巴拉巴西得以自由徜徉在博物馆的图书室和各类收藏品中,甚至能够查阅只有极少数历史学家才能够查阅的文件。 P5

由于在这一领域做出了卓越的贡献,巴拉巴西更成为诺贝尔奖获奖呼声最高的候选者之一。 P6

他的实验结果令人非常惊讶:基本上,互联网是由少数链接数多的页面串连起来的,80%以上页面的链接数不到4个。 P7

作为一名警惕的提问者,他接着把好奇心投入到关于“成功”的问题之上——那些挂在现代艺术博物馆里、看起来脏兮兮不起眼的照片,为什么会被认为是杰作?为什么音乐剧《天上人间》而非《猫》,会成为历史上最杰出的音乐剧?去那些学费昂贵的学校就读到底值不值得?为什么每个领域都只有一小撮人能够成为超级巨星?这些问题成了一切的源起。 P9

另外,网络科学从工程学中借鉴了包括控制论和信息论在内的概念,用于理解网络的控制原理;还从统计学那里借鉴了从不完整和有噪声的数据集中抽取信息的方法。 P47

巴拉巴西网络科学Network Science 计算机与互联网电子书 第1张

然而,要想完全理解细胞的运转方式和疾病的起源,列出人类所有的基因还不够:我们还需要一幅描绘基因、蛋白质、代谢体及其他细胞组成部分之间相互作用的地图。 P48

如今,这个例子被军事学院的教官和学生学习,用于阐述网络模型在决策和业务协调中的重要作用。 P51

基于网络的框架带来了根本性的改变,将传染病的可预测性提升到一个新高度。 P52

为了提高公司内部的信息流动,公司管理部门求助于使用网络科学进行组织管理的Maven 7公司。 P55

虽然该方法很简洁,但对于大的网络,更高效的方法是边栏1.5描述的广度优先搜索算法。 P93

在随后的迭代中,逐渐增加标记数,直到所有节点都被标记完为止。 P94

计算复杂度和N、L是线性关系,因为每个节点需要进入和离开队列各一次,而每个链接需要被检测一次。 P95

巴拉巴西网络科学Network Science 计算机与互联网电子书 第2张修正项增加了网络直径,解释了这样一个事实:在d接近网络直径dmax时,节点数目的增加要比/d慢。 P161

这幅图展示的是在迈阿密艺术博物馆展出的一件作品,是这位艺术家在展现复杂网络方面的一个例子。 P165

万维网是目前为止人类建造出的最大网络,其所包含的网页数目估计超过了1万亿(N≈1012),比人脑中的神经元数目(N≈1011)还要多。 P168

这位作曲家是这样解释音乐和网络之间的关系的:“6个不同长度和音程的枢纽节点分布在第二乐章和第三乐章。 P234

枢纽节点的存在以及与之紧密相关的无标度拓扑,向我们提出了两个基本问题:(1)万维网和细胞之间差异如此之大,为什么却具有相似的无标度网络结构呢?(2)为什么埃尔德什-雷尼的随机网络模型不能产生真实网络中出现的枢纽节点和幂律分布呢?第一个问题特别令人费解,这些性质、起源和范畴完全不同的系统都具有无标度特性:(1)细胞网络中的节点是蛋白质或代谢物,而万维网中的节点是储存信息的文档。 P237

具体而言,模型A从m0个节点开始,按照如下步骤演化:1.生长在每个时间步,我们添加一个拥有m条链接的新节点,使之与网络中已经存在的m个节点相连。 P253

在玻色气体中,这对应着增加了一个新的能级ε6(虚线所示)和一个处于能级ε1的粒子——ε1为灰色节点1所在的能级。 P307

虽然最大适应性的节点不可避免地将成为最大度的枢纽节点,但在这一形态中的任何时候,度分布都服从幂律,表明所生成的网络具有无标度的拓扑。 P309

在巴拉巴西-阿尔伯特模型中,假如我们在每次新增一个节点后随机挑选n个节点对用于增加内部链接,则最终得到的网络的度指数为[22]: 因此,对任意n和m的组合,我们有γ≥3。 P316

演化网络的度相关性为了理解生长网络上度相关性的出现或消失,我们从初始吸引模型开始分析(5.5节)。 P363

总而言之,公式6.17~6.20表明初始吸引模型生成了比较复杂的度相关性,从异配性到弱同配性都有可能。 P364

然而,很多自然和社会系统有一种出色的能力:即使它们的一些组成部分失效了,它们仍然能够维持基本功能。 P393

事实上,细胞的鲁棒性内嵌在一个复杂的、包含了调节机制、信息传导和新陈代谢的网络里;社会体系的自我复原力也和它背后错综复杂的,包含了社交关系、职业关系和通信关系的网络密不可分;如果不对那维系着每一个物种的食物链进行仔细分析,我们也无法理解生态系统作为一个整体的生命力。 P394

拥堵机场构成的簇表明,航班延误并非彼此独立,而是呈现出航空网络上的级联现象。 P423

寻找映射方程的最小值以找到最优编码: 简而言之,公式8.45的第一项给出了描述社区间移动所需的平均比特数,其中q是随机游走者在某一步切换社区的概率。 P537

基于网络科学的流行病实时预测的首个成功案例,并且得益于全球疾病传播和移动(Global Epidemic and Mobility,简称GLEAM)计算模型[80](图9-26,在线资源9.5),这一随机框架将全世界范围的高精度人口数据和移动数据作为输入,采用了基于网络的计算模型:/ 图9-26 建模2009年H1N1甲型流感传播(a)H1N1甲型流感病毒在2009年暴发期早期的传播。 P595