Мережеві структури та системи: І. Потокові характеристики складних мереж

Olexandr D. Polishchuk, M. S. Yadzhak

Анотація


Розглянуто структурний та функціональний напрями дослідження складних мережевих систем. Мережева система визначається як складна мережа, по якій рухаються потоки. Проведено класифікацію мережевих систем за ознаками неперервності та рівня впорядкованості руху потоків. Поряд зі структурними характеристиками складних мереж уведено потокові характеристики мережевих систем. Досліджено проблему критичної завантаженості складових мережі, а також проблеми розмірності та адекватності моделей мережевих систем. Показано, як за допомогою потокових характеристик системи ідентифікуються і вилучаються з її структури фіктивні вузли та зв’язки і визначаються приховані елементи системи. Досліджено, як на основі аналізу потокових процесів у системі змінюється структура безмасштабних мереж не лише на стадії росту, але і протягом усього життєвого циклу відповідної мережевої системи. Розглянуто проблему ізольованих зон мережевих систем та запропоновано алгоритм пошуку альтернативних шляхів руху потоків в обхід недосяжних складових мережі.

Ключові слова


складна мережа; мережева система; потік; модель; розмірність; адекватність; альтернативні шляхи; ріст; переважне приєднання

Повний текст:

PDF

Посилання


Morin E. On Complexity: Advances in systems theory, complexity, and the human sciences / E. Morin. — New York: Hampton Press, 2008. — 127 p.

Northrop R.B. Introduction to complexity and complex systems / R.B. Northrop. — Boca Raton: CRC Press, 2011. — 520 p.

Laszlo E. The Interconnected Universe: Conceptual foundations of transdisciplinary unified theory / E. Laszlo. — New Jersey: World Scientific, 1995. — 166 p.

Johnson S. Emergence: The Connected lives of ants, brains, cities / S. Johnson. — New York:Scribner, 2001. — 288 p.

Small M. Dynamics of biological systems / M. Small. — Boca Raton: CRC Press, 2012. — 264 p.

Spickermann C. Entropies of condensed phases and complex systems / C. Spickermann. — Berlin: Springer, 2011. — 223 p.

Vallerstajn I. Istoricheskie sistemy kak slozhnye sistemy / I. Vallerstajn // Filosofskie peripetii: Vestn. Har'kov.gos. un-ta. — 1998. — № 409. — S. 198–203.

Boccaletti S. Complex networks: Structure and dynamics / S. Boccaletti, V. Latora, Y. Moreno et al. // Physics reports. — 2006. — Vol. 424(4). — P. 175–308. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.physrep.2005.10.009.

Barabási A.-L. Linked: the new science of networks / A.-L. Barabási, J. Frangos. — New York: Basic Books, 2002. — 280 p.

Bianconi G. Bose-Einstein condensation in complex networks / G. Bianconi, A.-L. Barabási // Physical review letters. — 2001. — Vol. 86(24). — 5632. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.86.5632.

Coutinho B.C. The Network Behind the Cosmic Web / B. C. Coutinho, S. Hong, K. Albrecht et al. // arXiv:1604.03236 [astro-ph.CO], 12 Apr 2016, 7 p.

de Regt R. Network analysis of the COSMOS galaxy field / R. de Regt, S. Apunevych, C. von Ferber et al. // arXiv:1707.00978v1 [astro-ph.CO], 4 Jul 2017, 12 p.

Dorogovtsev S.N. Evolution of Networks: From Biological Nets to the Internet and WWW / S. N. Dorogovtsev, J. F. F. Mendes. — Oxford: Oxford University Press, 2013. — 280 p.

Bornholdt S. Handbook of Graphs and Networks: From the Genome to the Internet / S. Bornholdt, H.G. Schuster. — New York: Jon Wiley & Sons, 2006. — 396 p.

Caldarelli G. Large Scale Structure and Dynamics of Complex Networks: From Information Technology to Finance and Natural Science / G. Caldarelli, A. Vespignani. — New York: World Scientific, 2007. — 251p.

Evin I.A. Vvedenie v teoriju slozhnyh setej / I.A. Evin // Komp'juternye issledovanija i modelirovanie. — 2010. — 2, № 2. — S. 121–141.

Antonov V.A. Sistemnyj analiz / V.A. Antonov. — M.: Vyssh. shk., 2004. — 456 s.

Scott W.R. Organizations and organizing: Rational, natural and open systems perspectives / W.R. Scott, G.F. Davis. — London: Routledge, 2015. — 464 p.

Ford L.R. Flows in networks / L.R. Ford, D.R. Fulkerson. — Princeton: Princeton University Press, 1962. — 152 p.

Li B. A survey of network flow applications / B. Li, J. Springer, G. Bebis, M. H. Gunes // Journal of Network and Computer Applications. — 2013. — Vol. 36(2). — P. 567–581. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jnca.2012.12.020.

Polishchuk D.O. Kompleksne determinovane otsinjuvannja skladnykh iyerarkhichno-merezhevykh system: I. Opys metodyky / D. O. Polishchuk, O. D. Polishchuk, M. S. Jadzhak // Systemni doslidzhennja ta informatsijni tekhnolohiyi. — 2015. — № 1. — S. 21–31.

Holovach Ju. Skladni merezhi / Ju. Holovach, O. Olyemskoj, K. fon Ferber ta in. // Zhurnal fizychnykh doslidzhen'. — 2006. — 10, № 4. — S. 247–289.

Novikov A.V. Oscillatory neural networks based on the Kuramoto model for cluster analysis / A.V. Novikov, E.N. Benderskaya // Pattern Recognition and Image Analysis. — 2014. — Vol. 24(3). — P. 365–371. DOI: https://doi.org/10.1134/S1054661814030146.

Superkomp'juter neskol'ko mesjatsev sozdaval modeli spiral'nyh galaktik [Digital source]. — Available at: http://hyser.com.ua/tehnology/superkompyuter-neskolko-mesyatsev-sozdaval-modeli-spiralnyh-galaktik-200853.

Demydjuk M. Zadachi matematychnoho modeljuvannja khody ljudyny z urakhuvannjam biomekhanichnykh eksperymental'nykh danykh / M. Demydjuk, B. Lytvyn // Prykladni problemy mekhaniky i matematyky. — 2012. — Vyp. 10. — S. 123–134.

Polishchuk D. About evaluation of complex dynamical systems / D. Polishchuk, O. Polishchuk // Journal of Complex Systems. — 2013, Article ID 204304, 6 p. — Available at: http://dx.doi.org/10.1155/2013/204304.

Lombardi A. Controllability analysis of networks / A. Lombardi, M. Hörnquist // Physical Review E. — 2007. — Vol. 75(5). — 056110. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevE.75.056110.

Sedoglavic A. A probabilistic algorithm to test local algebraic observability in polynomial time / A. Sedoglavic // Proc. of the 2001 Intern. Symp. on Symbolic and algebraic computation. — 23–29 July 2001. — P. 309–317. DOI: https://doi.org/10.1145/384101.384143.

Prell C. Social Network Analysis: History, Theory and Methodology / C. Prell. — New York: SAGE, 2012. — 263 p.

Francis W.N. Frequency Analysis of English Usage / W.N. Francis, H. Kucera. — Boston: Houghton Mifflin, 1982. — 213 p.

Price G. The Invisible Web: Uncovering Information Sources Search Engines Can’t See / G. Price, C. Sherman. — New York: CyberAge Books, 2001. — 147 p.

Albert R. Statistical mechanics of complex networks / R. Albert, A.-L. Barabasi // Review of Modern Physics. — 2002. — Vol. 74 (1). — 47. DOI: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.74.47.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Morin E. On Complexity: Advances in systems theory, complexity, and the human sciences / E. Morin. — New York: Hampton Press, 2008. — 127 p.

2. Northrop R.B. Introduction to complexity and complex systems / R.B. Northrop. — Boca Raton: CRC Press, 2011. — 520 p.

3. Laszlo E. The Interconnected Universe: Conceptual foundations of transdisciplinary unified theory / E. Laszlo. — New Jersey: World Scientific, 1995. — 166 p.

4. Johnson S. Emergence: The Connected lives of ants, brains, cities / S. Johnson. — New York:Scribner, 2001. — 288 p.

5. Small M. Dynamics of biological systems / M. Small. — Boca Raton: CRC Press, 2012. — 264 p.

6. Spickermann C. Entropies of condensed phases and complex systems / C. Spickermann. — Berlin: Springer, 2011. — 223 p.

7. Валлерстайн И. Исторические системы как сложные системы / И. Валлерстайн // Философские перипетии: Вестн. Харьков.гос. ун-та. — 1998. — № 409. — С. 198–203.

8. Boccaletti S. Complex networks: Structure and dynamics / S. Boccaletti, V. Latora, Y. Moreno et al. // Physics reports. — 2006. — Vol. 424(4). — P. 175–308. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.physrep.2005.10.009.

9. Barabási A.-L. Linked: the new science of networks / A.-L. Barabási, J. Frangos. — New York: Basic Books, 2002. — 280 p.

10. Bianconi G. Bose-Einstein condensation in complex networks / G. Bianconi, A.-L. Barabási // Physical review letters. — 2001. — Vol. 86(24). — 5632. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.86.5632.

11. Coutinho B.C. The Network Behind the Cosmic Web / B. C. Coutinho, S. Hong, K. Albrecht et al. // arXiv:1604.03236 [astro-ph.CO], 12 Apr 2016, 7 p.

12. de Regt R. Network analysis of the COSMOS galaxy field / R. de Regt, S. Apunevych, C. von Ferber et al. // arXiv:1707.00978v1 [astro-ph.CO], 4 Jul 2017, 12 p.

13. Dorogovtsev S.N. Evolution of Networks: From Biological Nets to the Internet and WWW / S. N. Dorogovtsev, J. F. F. Mendes. — Oxford: Oxford University Press, 2013. — 280 p.

14. Bornholdt S. Handbook of Graphs and Networks: From the Genome to the Internet / S. Bornholdt, H.G. Schuster. — New York: Jon Wiley & Sons, 2006. — 396 p.

15. Caldarelli G. Large Scale Structure and Dynamics of Complex Networks: From Information Technology to Finance and Natural Science / G. Caldarelli, A. Vespignani. — New York: World Scientific, 2007. — 251p.

16. Евин И.А. Введение в теорию сложных сетей / И.А. Евин // Компьютерные исследования и моделирование. — 2010. — 2, № 2. — С. 121–141.

17. Антонов В.А. Системный анализ / В.А. Антонов. — М.: Высш. шк., 2004. — 456 с.

18. Scott W.R. Organizations and organizing: Rational, natural and open systems perspectives / W.R. Scott, G.F. Davis. — London: Routledge, 2015. — 464 p.

19. Ford L.R. Flows in networks / L.R. Ford, D.R. Fulkerson. — Princeton: Princeton University Press, 1962. — 152 p.

20. Li B. A survey of network flow applications / B. Li, J. Springer, G. Bebis, M. H. Gunes // Journal of Network and Computer Applications. — 2013. — Vol. 36(2). — P. 567–581. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jnca.2012.12.020.

21. Поліщук Д.О. Комплексне детерміноване оцінювання складних ієрархічно-мережевих систем: І. Опис методики / Д. О. Поліщук, О. Д. Поліщук, М. С. Яджак // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2015. — № 1. — С. 21–31.

22. Головач Ю. Складні мережі / Ю. Головач, О. Олємской, К. фон Фербер та ін. // Журнал фізичних досліджень. — 2006. — 10, № 4. — С. 247–289.

23. Novikov A.V. Oscillatory neural networks based on the Kuramoto model for cluster analysis / A.V. Novikov, E.N. Benderskaya // Pattern Recognition and Image Analysis. — 2014. — Vol. 24(3). — P. 365–371. DOI: https://doi.org/10.1134/S1054661814030146.

24. Суперкомпьютер несколько месяцев создавал модели спиральных галактик [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://hyser.com.ua/tehnology/superkompyuter-neskolko-mesyatsev-sozdaval-modeli-spiralnyh-galaktik-200853.

25. Демидюк М. Задачі математичного моделювання ходи людини з урахуванням біомеханічних експериментальних даних / М. Демидюк, Б. Литвин // Прикладні проблеми механіки і математики. — 2012. — Вип. 10. — С. 123–134.

26. Polishchuk D. About evaluation of complex dynamical systems / D. Polishchuk, O. Polishchuk // Journal of Complex Systems. — 2013, Article ID 204304, 6 p. — Available at: http://dx.doi.org/10.1155/2013/204304.

27. Lombardi A. Controllability analysis of networks / A. Lombardi, M. Hörnquist // Physical Review E. — 2007. — Vol. 75(5). — 056110. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevE.75.056110.

28. Sedoglavic A. A probabilistic algorithm to test local algebraic observability in polynomial time / A. Sedoglavic // Proc. of the 2001 Intern. Symp. on Symbolic and algebraic computation. — 23–29 July 2001. — P. 309–317. DOI: https://doi.org/10.1145/384101.384143.

29. Prell C. Social Network Analysis: History, Theory and Methodology / C. Prell. — New York: SAGE, 2012. — 263 p.

30. Francis W.N. Frequency Analysis of English Usage / W.N. Francis, H. Kucera. — Boston: Houghton Mifflin, 1982. — 213 p.

31. Price G. The Invisible Web: Uncovering Information Sources Search Engines Can’t See / G. Price, C. Sherman. — New York: CyberAge Books, 2001. — 147 p.

32. Albert R. Statistical mechanics of complex networks / R. Albert, A.-L. Barabasi // Review of Modern Physics. — 2002. — Vol. 74 (1). — 47. DOI: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.74.47.





DOI: https://doi.org/10.20535/SRIT.2308-8893.2018.2.05

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.