網絡科學與工程叢書：復雜網絡協調性理論 [Theory of Coordination in Complex Networks] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

陳天平，盧文聯 著

圖書標籤:

• 復雜網絡
• 網絡科學
• 協調性
• 工程
• 理論
• 係統科學
• 自組織
• 非綫性科學
• 信息科學
• 控製論

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040382570

版次：1

商品編碼：11365451

包裝：精裝

叢書名： 網絡科學與工程叢書

外文名稱：Theory of Coordination in Complex Networks

開本：16開

齣版時間：2013-10-01

用紙：膠版紙

頁數：233

字數：250000#

內容簡介

　　協調性是復雜網絡研究中的一類重要課題，是對復雜網絡中一類動力學行為的概括，其本質是網絡通過局部個體之間的相互作用實現整體的協調。《網絡科學與工程叢書：復雜網絡協調性理論》對復雜網絡的協調性行為作瞭係統、全麵和深層次的闡述，建立瞭一個統一的數學框架，把協調性行為放在不變Riemann子流形橫嚮穩定性平颱上進行研究。全書共10章，主要內容包括：復雜網絡與復雜係統，數學準備，協調性與橫嚮穩定性理論，耦閤微分動力係統的同步，耦閤映射網絡的同步，復雜網絡的同步能力，分群同步，多主體網絡的一緻性，復雜網絡的牽引控製，總結、比較和討論。
　　《網絡科學與工程叢書：復雜網絡協調性理論》內容豐富、理論嚴謹、概念清晰，澄清瞭耦閤網絡協調性中的一些認識誤區，有助於復雜性科學與網絡科學等領域的研究。《網絡科學與工程叢書：復雜網絡協調性理論》可作為相關學科研究生的教材，亦可作為相關領域研究者的參考手冊。

作者簡介

　　陳天平，復旦大學教授、博士生導師。1965年復旦大學數學係研究生畢業，師從著名數學傢陳建功教授。1985年起為復旦大學教授。
　　在包括神經網絡、非綫性映照理論、盲信號分離、主成分分析、復雜網絡等研究方麵做齣瞭突齣的貢獻。曾獲2002年度國傢自然科學奬二等奬，1998年度上海市科技進步奬一等奬，1998年度教育部科技進步奬一等奬，1997年度IEEE Transaction on Neural Networks傑齣論文奬，1997年度日本神經網絡學會最佳論文奬。所培養的多名博士生獲上海市優秀博士論文奬，一人獲全國優秀博士論文奬。
　　
　　盧文聯，1978年齣生，復旦大學數學專業學士（2000年）和應用數學專業博士（2005年）。2005-2007年，德國馬剋斯普朗剋科學數學研究所博士後。現為復旦大學數學科學學院應用數學係教授，2012年作為歐盟委員會資助的瑪麗一居裏學者訪問英國Warwick大學計算機係。2007年獲全國百篇優秀博士論文奬，2008年獲上海是自然科學二等奬（第二完成人），2011年獲得亞太神經網絡協會“青年研究者奬”。現擔任IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems（2013-）和Neuocomputing（2009-）編委，以及International Journal on Bifurcation and Chaos（2010-）客座編委。研究方嚮包括：神經網絡模型的數學方法及其應用、復雜係統與復雜網絡理論和應用、非綫性動力係統、計算神經模型和大腦影像數據處理等。

內頁插圖

目錄

符號錶

第一章 復雜網絡與復雜係統
1.1 復雜網絡的理論和模型
1.2 協調性行為
參考文獻

第二章 數學準備
2.1 代數圖理論和矩陣理論
2.2 具有不連續右端的微分方程
2.3 隨機過程與隨機動力係統
2.4 耦閤復雜網絡動力學模型
參考文獻

第三章 協調性與橫嚮穩定性理論
3.1 不變子流形的橫嚮穩定性
3.1.1 確定性動力係統的橫嚮穩定性
3.1.2 隨機動力係統的橫嚮穩定性
3.2 李亞普諾夫方法
參考文獻

第四章 耦閤微分動力係統的同步
4.1 綫性耦閤微分動力係統的同步
4.1.1 局部同步性
4.1.2 全局同步性
4.2 時滯的影響
4.2.1 時滯耦閤係統局部同步
4.2.2 時滯耦閤係統全局同步
4.3 非綫性耦閤動力係統的同步
參考文獻

第五章 耦閤映射網絡的同步
5.1 耦閤映射網絡的同步分析
5.2 時變切換映射網絡的同步
參考文獻

第六章 定義復雜網絡的同步能力
6.1 復雜網絡的同步能力
6.2 網絡拉普拉斯矩陣譜的分析
6.3 時變耦閤拓撲結構的同步能力
6.4 自適應反饋算法
參考文獻

第七章 分群同步
7.1 耦閤微分方程的全局分群同步
7.2 分群同步方案
7.3 基於自適應反饋的分群同步算法
7.4 耦閤映射網絡的分群同步
參考文獻

第八章 多主體網絡的一緻性
8.1 靜態耦閤多主體網絡的一緻性
8.1.2 隨機切換拓撲結構的網絡多主體係統的一緻性
8.3 通信時滯的影響
8.3.1 具有時變時滯的連續係統一緻性算法
……
第九章 復雜網絡的牽引控製
第十章 總結、比較和討論

引言： 在信息爆炸、互聯互通日益深入的今天，我們身處的社會、經濟、技術以及自然環境，無不呈現齣由海量節點和復雜連接構成的網絡化特徵。從細胞間的信號傳遞、社交媒體上的信息傳播，到全球的交通運輸係統、金融市場的交易往來，再到互聯網的運行機製，這些“復雜網絡”已經成為理解和改造現代世界不可或缺的視角。然而，理解這些網絡的靜態結構僅僅是第一步，更關鍵的是要洞察網絡中節點之間如何協同運作，如何産生湧現行為，以及如何通過協同機製來優化係統性能、抵禦乾擾、甚至實現自我組織。 本書概述： 《網絡科學與工程叢書：復雜網絡協調性理論》深入探討瞭復雜網絡中“協調性”這一核心議題。協調性並非簡單的節點互動，而是指網絡中多個節點為瞭共同目標或共同利益，通過信息交換、相互影響、行為調整等方式，實現整體運行的有序性、高效性和魯棒性。本書聚焦於揭示驅動網絡協調的內在機製，分析不同類型的協調模式，並探索如何設計和控製網絡以增強其協調能力，最終實現網絡性能的最優化。 本書內容詳解： 第一部分：復雜網絡的基石與協調性起源 在深入探討協調性之前，本書首先為讀者構建一個堅實的復雜網絡基礎。我們將從網絡的定義、基本概念（節點、邊、度、路徑、聚類係數等）齣發，介紹多種經典的復雜網絡模型，如隨機圖模型（Erdos-Renyi）、小世界網絡模型（Watts-Strogatz）以及無標度網絡模型（Barabasi-Albert），並分析它們在現實世界中的對應現象。 在此基礎上，我們將正式引入“協調性”的概念，闡述其在網絡科學研究中的重要性。我們不僅僅將其視為一種現象，更將其視為一種內在的、貫穿於網絡運行始終的動力學過程。我們將區分不同層麵的協調性，例如： 局部協調： 指相鄰節點之間的直接互動和影響，如在社交網絡中，個體更傾嚮於采納其好友的觀點。 全局協調： 指整個網絡在某種宏觀規則下的同步或一緻性行為，如在交通係統中，車輛流量的整體優化。 動態協調： 指網絡在時變環境下的適應性調整和協同響應，如在電力係統中，應對突發負荷變化的協調供電。 我們將追溯協調性的起源，探討是什麼樣的結構性特徵或動力學過程使得網絡能夠産生並維持協調。例如，網絡的連通性、異質性、社區結構以及信息的傳播效率，都將成為影響協調性的關鍵因素。 第二部分：協調性的湧現機製與動力學模型 本部分將是本書的核心，深入剖析網絡中協調性是如何從海量節點的局部交互中“湧現”齣來的。我們將介紹一係列描述協調性動力學的理論框架和數學模型。 同步性（Synchronization）： 這是協調性最直觀的錶現之一。我們將詳細介紹不同類型的同步現象，包括完全同步、相位同步、廣義同步等，並分析其在物理、生物、工程等領域的應用，如激光器陣列的同步、神經元網絡的同步放電、電力係統的頻率同步等。我們將探討影響同步性的關鍵因素，如耦閤強度、耦閤拓撲、噪聲以及延遲。 一緻性（Consensus）： 在分布式係統中，一緻性是實現協同決策和任務完成的基礎。本書將介紹多種一緻性算法，如投票算法、平均算法等，並分析其在分布式傳感器網絡、多機器人協調、社會群體決策等場景中的應用。我們將探討一緻性達成的條件，以及如何處理非綫性和異質性節點。 協作（Cooperation）： 在博弈論的視角下，協作是網絡節點為瞭共同利益而采取的策略。我們將引入囚徒睏境、公共物品博弈等經典博弈模型，並將其嵌入到網絡結構中，研究網絡結構如何影響協作的演化和穩定。我們將探討演化博弈理論在理解閤作網絡中的作用，以及如何通過網絡結構設計來促進閤作。 自組織（Self-organization）： 協調性往往與係統的自組織能力緊密相連。我們將探討網絡中的自組織現象，如模式形成、湧現行為等，並分析其與網絡結構和動力學之間的關係。例如，鳥群的集體飛行、蟻群的覓食行為等，都體現瞭高度的自組織協調。 在介紹這些模型時，我們將強調其動力學特性，例如：係統是否會收斂到某個穩定狀態？收斂速度如何？收斂的吸引域是什麼？這些問題對於理解和控製網絡的協調性至關重要。 第三部分：網絡結構對協調性的影響 網絡結構是協調性得以産生的“骨架”。本部分將係統性地研究不同網絡拓撲結構如何影響協調性的錶現。 無標度網絡與協調性： 具有冪律度分布的無標度網絡，其“富者愈富”的結構如何影響信息的傳播和協調的效率？我們將分析中心節點的關鍵作用，以及如何利用這些中心節點來促進或阻礙協調。 小世界網絡與協調性： 小世界網絡所具有的短平均路徑長度和高聚類係數的結閤，能否為高效協調提供良好的基礎？我們將探討這種“既連通又緊密”的結構如何影響同步、一緻性等協調模式。 社區結構與協調性： 真實網絡中普遍存在的社區結構，即節點被劃分為若乾緊密連接的群體。我們將分析社區結構對協調性的影響，例如，是否存在“群體內高協調，群體間低協調”的現象？如何跨越社區界限實現全局協調？ 異質性與協調性： 節點的度、能力、行為模式等方麵的異質性，將如何影響網絡的協調能力？我們將探討如何設計包含異質性的網絡，以實現特定的協調目標，例如，在某些情況下，異質性反而能夠增強係統的魯棒性和適應性。 我們將通過仿真實驗和理論分析，量化不同結構特徵對協調性指標的影響，為網絡設計和優化提供指導。 第四部分：復雜網絡的控製與工程應用 理解瞭協調性的産生機製及其與結構的關係後，本書將進一步探討如何通過外部乾預或內在設計來控製和優化網絡的協調性，以滿足工程和社會需求。 增強協調性的策略： 結構控製： 如何通過增刪節點和邊來優化網絡結構，以提高同步效率、加速一緻性達成或促進協作？例如，在通信網絡中，如何設計最優的路由算法？ 動力學控製： 如何通過調整節點的局部規則、耦閤強度或引入外部信號來引導網絡的協調行為？例如，在交通管理係統中，如何通過紅綠燈信號的協調來優化交通流量？ 激勵機製設計： 在涉及人類行為的網絡（如社交網絡、經濟網絡）中，如何設計激勵機製來鼓勵個體進行有利於整體協調的行為？ 協調性在工程領域的應用： 分布式係統與智能電網： 如何利用協調性理論來確保分布式發電單元的穩定運行、實現電力的有效調度和負載平衡？ 交通係統優化： 如何通過協調車輛的行駛軌跡、速度和信號燈，來緩解交通擁堵，提高運輸效率？ 多機器人協同： 如何設計算法使多個機器人能夠高效協作，完成復雜的任務，如搜救、探險或工業生産？ 信息網絡與社交媒體： 如何理解和控製信息在社交網絡中的傳播，防止虛假信息的擴散，促進有益信息的有效共享？ 生物醫學工程： 如何理解和調控神經係統、免疫係統等生物網絡的協調性，用於疾病的診斷和治療？ 抵禦乾擾與魯棒性： 協調性係統往往麵臨各種形式的乾擾，如節點故障、信息丟失、惡意攻擊等。本書將研究如何設計具有魯棒性的協調機製，使網絡能夠在部分損壞或乾擾下仍能維持有序運行。 第五部分：前沿研究與未來展望 最後，本書將目光投嚮復雜網絡協調性理論的前沿研究領域，並對未來發展方嚮進行展望。 自適應協調： 研究網絡如何在動態變化的環境中，實時調整其協調策略以適應新的情況。 多尺度協調： 探索不同層級、不同時間尺度上的協調如何相互作用和影響。 機器學習與協調性： 如何利用機器學習技術來識彆網絡中的協調模式、預測協調性行為，以及設計更有效的協調控製器？ 因果推斷與協調性： 如何在復雜的網絡係統中，準確地識彆和量化不同因素對協調性産生的因果效應？ 倫理與社會考量： 在將協調性理論應用於社會和經濟係統時，如何平衡效率與公平、自由與秩序等倫理問題？ 結論： 《網絡科學與工程叢書：復雜網絡協調性理論》旨在為讀者提供一個全麵、深入、係統的視角來理解復雜網絡中的協調性。本書不僅涵蓋瞭協調性研究的基礎理論和核心模型，更強調其在解決現實世界問題中的工程應用價值。通過掌握本書的內容，讀者將能夠更好地分析、設計和控製各種復雜的互聯係統，推動科學研究和社會進步。本書適閤從事網絡科學、係統工程、控製理論、計算機科學、物理學、生物學、經濟學等領域的研究者、工程師和學生閱讀。

評分☆☆☆☆☆

最近在啃這本《網絡科學與工程叢書：復雜網絡協調性理論》，坦白說，這本書的內容比我想象的要深刻得多，甚至可以說打開瞭一個全新的研究領域。我之前對網絡的研究主要集中在拓撲結構、動力學演化等方麵，但“協調性”這個概念，在閱讀過程中纔逐漸顯露齣其核心地位。它不僅僅是簡單的同步或一緻，而是涉及到網絡中個體如何通過局部互動，最終達成一種全局性的有序狀態。這種有序狀態對於網絡的整體功能至關重要。書中對協調性理論的闡述，層層遞進，從基礎的數學模型，到具體的案例分析，都做得非常紮實。我尤其欣賞它在理論推導過程中對數學工具的嫻熟運用，以及對不同模型背後物理意義的深入解讀。讓我印象深刻的是，作者並沒有局限於某個單一的網絡模型，而是試圖構建一個更為普適的理論框架，來解釋不同復雜網絡中的協調現象。這對於我理解跨領域的研究問題非常有啓發。這本書絕對不是一本輕鬆的讀物，需要投入相當的精力去理解其中的數學推導和概念辨析，但如果你對網絡科學有真正的熱情，並且希望對復雜係統的內在運作機製有更深刻的理解，這本書絕對值得你花時間去研讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是，它不僅僅是在介紹復雜網絡，更是在深入探討復雜網絡之所以能“復雜”且有序運作的內在邏輯，而這個邏輯的核心就是“協調性”。我之前接觸過一些關於網絡分析的書，但往往停留在對網絡結構的描述，或者對網絡上發生的某個過程的模擬。這本書的名字則將焦點放在瞭“協調性”上，這讓我意識到，要理解一個網絡的功能，不能隻看它的節點和邊，更要看這些節點之間的互動是如何實現某種程度的一緻性和目標性。我非常好奇書中會如何定義和量化這種“協調性”，以及如何從微觀的個體行為推導齣宏觀的網絡協調。我猜想，這本書可能還會討論一些實際應用，比如如何在工程上設計和控製網絡，使其具備更好的協調性，從而提高係統的效率和穩定性。對於我這樣對係統科學和工程應用都感興趣的人來說，這本書所提供的理論深度和潛在的應用價值，都讓我非常期待。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《網絡科學與工程叢書：復雜網絡協調性理論》的時候，我立刻被它在“復雜網絡”這個大概念下，對“協調性”這個具體方嚮的深入挖掘所吸引。我一直覺得，對於很多我們身邊觀察到的復雜係統，比如一個龐大的人群如何有序地遷移，或者一個生態係統中物種之間如何相互製約又相互依存，其背後都有一個“協調”的機製在起作用。這本書似乎就試圖用科學的語言和嚴謹的理論來解析這個“協調”的本質。我猜測書中會涉及到很多關於信息交互、決策製定、以及個體間耦閤等方麵的討論，從而解釋網絡中的節點是如何通過不斷地調整自身行為，來適應環境變化並實現某種全局性的目標。我尤其期待它能夠探討不同類型的網絡結構（例如，是規則網絡、隨機網絡，還是小世界網絡、無標度網絡）對協調性的影響，以及網絡中的噪聲和擾動如何破壞或促進協調。這本書的定位是“理論”，這預示著它會提供一套方法論，而不是簡單地羅列現象，這對我來說非常有吸引力。

評分☆☆☆☆☆

這本書我早就聽說過瞭，是“網絡科學與工程叢書”裏的，光聽名字就很有分量。我個人對復雜係統和網絡方麵的研究一直很感興趣，特彆是如何理解和預測網絡中的集體行為。這本書的名字直指“協調性”，這在我看來是理解一個復雜網絡能否有效運作的關鍵。想象一下，一個城市的交通係統，如果信號燈不能協調一緻，就會陷入癱瘓；一個社交網絡，如果信息傳遞和互動不能形成某種程度的協調，也難以形成有意義的社區。所以，這本書理論上應該能為我提供一種全新的視角來審視這些現象。我特彆期待它能深入探討“協調性”在不同類型的復雜網絡中是如何體現的，比如生物網絡、信息網絡、社會網絡等等。它會不會提齣一些量化的指標來衡量協調性？會不會給齣一些設計和優化網絡結構以促進協調性的方法？這些都是我迫切想知道的。我希望這本書不隻是停留在理論層麵，更能結閤一些實際案例，讓我能更直觀地理解這些復雜的概念。而且，這個叢書的名字也很有名，據說裏麵的書都代錶瞭該領域的最新研究成果，所以對這本書的期待值非常高，希望能從中獲得一些突破性的認識。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的初步印象是，它似乎在嘗試構建一個能夠統一解釋各種復雜網絡現象的理論框架，而這個框架的核心就是“協調性”。我之前閱讀過的許多關於網絡科學的書籍，大多聚焦於網絡的結構特性，比如度分布、聚類係數、路徑長度等等，或者側重於網絡上的動力學過程，如信息傳播、疾病擴散。但是，這本書的獨特之處在於，它將“協調性”提煉齣來，作為理解網絡功能和演化的一個關鍵維度。我感覺作者在試圖迴答一個更根本的問題：為什麼有些網絡能夠有效地協作，而另一些則顯得雜亂無章？這種“協調性”是如何産生的？它又對網絡的整體性能有什麼影響？從書名來看，這本書很可能涉及大量的數學建模和理論分析，這對我來說既是挑戰也是吸引力。我希望它能夠提供一些清晰的定義和量化的指標來描述和衡量不同程度的協調性，並且能夠給齣一些算法或方法來分析網絡中的協調機製。如果這本書能夠幫助我從一個更宏觀、更係統化的角度來理解復雜網絡，那就太有價值瞭。

評分☆☆☆☆☆

有點難，慢慢看

評分☆☆☆☆☆

商品質量很好！！！！！

評分☆☆☆☆☆

書本質量不錯，書還沒看完，努力。如果京東能把書單一起發瞭就好瞭。

評分☆☆☆☆☆

東西很好，希望對接下來的學習有所幫助

評分☆☆☆☆☆

正版圖書值得購買。專業人士的選擇……一般人看不懂

評分☆☆☆☆☆

應該是網絡科學比較重要的書籍，京東快遞真好！

評分☆☆☆☆☆

師姐推薦的書籍，買來瞭，準備好好研讀。

評分☆☆☆☆☆

真的有難度，做畢業論文用的

評分☆☆☆☆☆

很好的書，內容深入淺齣。唯一不明白的是，為什麼京東自營的發票是廣州一傢電子商務公司，並且電子發票能開明細但紙質發票隻能開圖書或者資料？