无人尺度网络结构化成因研究

发布时间：2021-02-27 15:24

　　无尺度网络是一类结点度符合幂指数分布的复杂网络。分析无尺度网络的动态演化过程,合理解释其形成机制是当前复杂网络研究的热点问题。BA模型是分析和解释无尺度成因的主要工具,它将网络结构变化模拟为定向的选择过程。但事实上,网络结构的形成是多种因素综合作用的结果,形成过程并不具备明确的方向性。结合图论和博弈论的相关理论,本文尝试从新的角度剖析无尺度网络的动态演化过程,得出竞争和合作是导致复杂网络无尺度结构形成的内因。本文的主要工作和创新点列举如下:1)基于新的视角剖析无尺度网络的动态演化过程、设计算法并予以编程实现。借鉴图上博弈相关理论,本文首次把“亲缘选择”、“直接互惠”、“间接互惠”、“网络互惠”、“组间选择”等因素加以综合设计出基于进化规则的博弈算法,并将其用C++编码实现。2)设计多个实验模拟无尺度网络的结构化过程,首次确定无尺度网络成因是“竞争”和“合作”。本文从选取博弈策略、设置参数范围等方面设计多个实验来论证算法的合理性,并基于实验结果对博弈过程进行分析,最后得出本文的主要结论:“竞争”和“合作”是导致网络无尺度结构形成的内因。此外,我们用“外在适应值”表示个体获取成功的能力,“... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

互联网络结构

图 1.3 酵母体内蛋白质交互作用图注：图 1.3 引自参考文献[20]表 1.1 对上述网络类型进行了总结归纳。表 1.1 无尺度网络示例网络示例 结点构成 边构成万维网 网页 网页中的连接地址因特网 路由器 光纤及其他物理连接社会关系网络 人 人与人之间具有关系科学研究合作网络 科学家 合作撰写论文商业合作网络 商业公司 参与合作细胞分子代谢网络 对食物进行消化从而释放能量的分子参与相同的生化反应好莱坞演员网络 演员 出演同一部电影.2.4 无尺度网络结构化成因研究意义

图 1.4 BA 模型示例注：图 1.4 引自参考文献[21]在图 1.4 所示图例中，无尺度网络的结点从 2 个成长到 11 个。当新结点(绿色决定建立连结时，总是倾向于和已经拥有较多连结的结点(红色)相连结，成长性和优先连接这两种基本机制，最终会造成拥有大量连结的集散结点所控制的系统21]。从以上对无尺度网络的分析模型可以看出，单纯从统计力学的角度对网络的成因进行解释具有局限性：偏好连接是如何产生的？到目前为止，科学家还未找到一个通用的合理答案。这样的问题引发了国际上对网络结构化成因的研究热潮。在 2000 年初 Kumar 和 Kleinberg 等人就展开了对万维网幂指数特性的成因研究。他们认为关于一个主题的新网页会和该主题相关的旧网页存在链接关系，并由此提出了一种复制机制模型。在这个模型中，每个时间步新加入的结点会和网络中原有的一个结点进行连接，这个随机选出的被连接结点称为“原型”结点（“prototype”node）。新结点的出边根据以下方法进行分布：以概率 p 随意连接任意一个结点，以概率 1-p 选择原型结点的第 i 条边[2]。Vazquez 在 2000 年受

【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂网络研究及其意义[J]. 吴彤.  哲学研究. 2004(08)
[2]略论复杂性问题和非线性复杂网络系统的研究[J]. 方锦清,汪小帆,刘曾荣.  科技导报. 2004(02)
[3]从统计物理学看复杂网络研究[J]. 吴金闪,狄增如.  物理学进展. 2004(01)



本文编号：3054427