無尺度網(wǎng)絡(luò)是一類結(jié)點度符合冪指數(shù)分布的復雜網(wǎng)絡(luò)。分析無尺度網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)演化過程,合理解釋其形成機制是當前復雜網(wǎng)絡(luò)研究的熱點問題。BA模型是分析和解釋無尺度成因的主要工具,它將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化模擬為定向的選擇過程。但事實上,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成是多種因素綜合作用的結(jié)果,形成過程并不具備明確的方向性。結(jié)合圖論和博弈論的相關(guān)理論,本文嘗試從新的角度剖析無尺度網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)演化過程,得出競爭和合作是導致復雜網(wǎng)絡(luò)無尺度結(jié)構(gòu)形成的內(nèi)因。本文的主要工作和創(chuàng)新點列舉如下:1)基于新的視角剖析無尺度網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)演化過程、設(shè)計算法并予以編程實現(xiàn)。借鑒圖上博弈相關(guān)理論,本文首次把“親緣選擇”、“直接互惠”、“間接互惠”、“網(wǎng)絡(luò)互惠”、“組間選擇”等因素加以綜合設(shè)計出基于進化規(guī)則的博弈算法,并將其用C++編碼實現(xiàn)。2)設(shè)計多個實驗?zāi)M無尺度網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)化過程,首次確定無尺度網(wǎng)絡(luò)成因是“競爭”和“合作”。本文從選取博弈策略、設(shè)置參數(shù)范圍等方面設(shè)計多個實驗來論證算法的合理性,并基于實驗結(jié)果對博弈過程進行分析,最后得出本文的主要結(jié)論:“競爭”和“合作”是導致網(wǎng)絡(luò)無尺度結(jié)構(gòu)形成的內(nèi)因。此外,我們用“外在適應(yīng)值”表示個體獲取成功的能力,“... 

【文章來源】：國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖 1.3 酵母體內(nèi)蛋白質(zhì)交互作用圖注：圖 1.3 引自參考文獻[20]表 1.1 對上述網(wǎng)絡(luò)類型進行了總結(jié)歸納。表 1.1 無尺度網(wǎng)絡(luò)示例網(wǎng)絡(luò)示例 結(jié)點構(gòu)成 邊構(gòu)成萬維網(wǎng) 網(wǎng)頁 網(wǎng)頁中的連接地址因特網(wǎng) 路由器 光纖及其他物理連接社會關(guān)系網(wǎng)絡(luò) 人 人與人之間具有關(guān)系科學研究合作網(wǎng)絡(luò) 科學家 合作撰寫論文商業(yè)合作網(wǎng)絡(luò) 商業(yè)公司 參與合作細胞分子代謝網(wǎng)絡(luò) 對食物進行消化從而釋放能量的分子參與相同的生化反應(yīng)好萊塢演員網(wǎng)絡(luò) 演員 出演同一部電影.2.4 無尺度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化成因研究意義

圖 1.4 BA 模型示例注：圖 1.4 引自參考文獻[21]在圖 1.4 所示圖例中，無尺度網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點從 2 個成長到 11 個。當新結(jié)點(綠色決定建立連結(jié)時，總是傾向于和已經(jīng)擁有較多連結(jié)的結(jié)點(紅色)相連結(jié)，成長性和優(yōu)先連接這兩種基本機制，最終會造成擁有大量連結(jié)的集散結(jié)點所控制的系統(tǒng)21]。從以上對無尺度網(wǎng)絡(luò)的分析模型可以看出，單純從統(tǒng)計力學的角度對網(wǎng)絡(luò)的成因進行解釋具有局限性：偏好連接是如何產(chǎn)生的？到目前為止，科學家還未找到一個通用的合理答案。這樣的問題引發(fā)了國際上對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化成因的研究熱潮。在 2000 年初 Kumar 和 Kleinberg 等人就展開了對萬維網(wǎng)冪指數(shù)特性的成因研究。他們認為關(guān)于一個主題的新網(wǎng)頁會和該主題相關(guān)的舊網(wǎng)頁存在鏈接關(guān)系，并由此提出了一種復制機制模型。在這個模型中，每個時間步新加入的結(jié)點會和網(wǎng)絡(luò)中原有的一個結(jié)點進行連接，這個隨機選出的被連接結(jié)點稱為“原型”結(jié)點（“prototype”node）。新結(jié)點的出邊根據(jù)以下方法進行分布：以概率 p 隨意連接任意一個結(jié)點，以概率 1-p 選擇原型結(jié)點的第 i 條邊[2]。Vazquez 在 2000 年受

【參考文獻】：
期刊論文
[1]復雜網(wǎng)絡(luò)研究及其意義[J]. 吳彤.  哲學研究. 2004(08)
[2]略論復雜性問題和非線性復雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究[J]. 方錦清,汪小帆,劉曾榮.  科技導報. 2004(02)
[3]從統(tǒng)計物理學看復雜網(wǎng)絡(luò)研究[J]. 吳金閃,狄增如.  物理學進展. 2004(01)



本文編號：3054427