《復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用(博士)》課程教學(xué)大綱

PAGEPAGE3研究生課程教學(xué)大綱課程名稱中文復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用課程編號(hào)0006100039英文Foundationandapplicationofcomplexnetwork開(kāi)課單位計(jì)算機(jī)科學(xué)與網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)院考核方式考查學(xué)時(shí)32學(xué)分2課程類別專業(yè)課編制者適用對(duì)象學(xué)術(shù)型博士課程簡(jiǎn)介（中文）：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是研究復(fù)雜系統(tǒng)的一種視角與方法，關(guān)注系統(tǒng)中個(gè)體相互作用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是理解復(fù)雜系統(tǒng)性質(zhì)和功能的途徑。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究已滲透到生命科學(xué)、工程學(xué)科、數(shù)理學(xué)科、金融學(xué)科、人文學(xué)科等眾多學(xué)科領(lǐng)域，對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的定量與定性特征的科學(xué)理解已成為網(wǎng)絡(luò)時(shí)代科學(xué)研究中一個(gè)極其重要的挑戰(zhàn)性課題?！稄?fù)雜網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)院各專業(yè)的博士研究生的專業(yè)課。本課程是一門研究方法類課程，為博士研究生提供研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的具體內(nèi)容、方法和工具，系統(tǒng)介紹復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的基本理論框架，涵蓋了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的基本概念、網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)性質(zhì)、小世界網(wǎng)絡(luò)、無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)、社團(tuán)結(jié)構(gòu)、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、博弈、傳播動(dòng)力學(xué)等關(guān)于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究。由于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究具有很強(qiáng)的跨學(xué)科特色，并且新的問(wèn)題和研究成果不斷涌現(xiàn)，因此本課程重點(diǎn)著眼于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究中經(jīng)典的理論研究，同時(shí)介紹一些最新研究進(jìn)展。旨在通過(guò)介紹復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究，使學(xué)生掌握復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基本理論及其最新的研究進(jìn)展，掌握一些相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)分析方法，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的視角來(lái)認(rèn)識(shí)世界，并且能夠聯(lián)系實(shí)際來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維以及創(chuàng)新意識(shí)，為博士研究生在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)研究領(lǐng)域的研究指明方向，并通過(guò)閱讀文獻(xiàn)，了解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在相關(guān)學(xué)科的應(yīng)用，為進(jìn)一步的科學(xué)研究、工程應(yīng)用提供理論與技術(shù)準(zhǔn)備。課程簡(jiǎn)介(英文)：Complexnetworkisaperspectiveandmethodtostudycomplexsystem.Itisawaytounderstandthenatureandfunctionofcomplexsystembyfocusingonthetopologicalstructureofindividualinteractioninthesystem.Complexnetworkresearchhaspenetratedintolifescience,engineering,mathematics,finance,humanitiesandmanyotherdisciplines.Thescientificunderstandingofthequantitativeandqualitativecharacteristicsofcomplexnetworkhasbecomeanextremelyimportantchallenge."Foundationandapplicationofcomplexnetwork"isaprofessionalcoursefordoctoralstudentsintheschoolofcomputerscienceandnetworkengineering.Thiscourseisaresearchmethodcourse,whichprovidesdoctoralstudentswithspecificcontents,methodsandtoolstostudycomplexnetworks.Itsystematicallyintroducesthebasictheoreticalframeworkinthefieldofcomplexnetworks,coveringthebasicconceptsincomplexnetworks,thetopologicalstructureofnetworks,smallworldnetworks,scale-freenetworks,communitystructures,socialnetworkstructures,gametheory,dynamicstheoryandsoon.Duetothestronginterdisciplinarycharacteristicsofcomplexnetworkresearch,andtheemergenceofnewproblemsandresearchresults,thiscoursefocusesontheclassictheoreticalresearchofcomplexnetworkresearch,andintroducessomeofthelatestresearchachievements.Thispaperaimstointroducethebasictheoryofcomplexnetworkanditsapplicationresearch,sothatstudentscanmasterthebasictheoryofcomplexnetworkanditslatestresearchprogress,mastersomecorrespondingnetworkanalysismethods,understandtheworldfromtheperspectiveofcomplexnetwork,andcultivatestudents'systematicthinkingandinnovativeconsciousnessbyconnectingwithpractice,pointoutthedirectionfordoctoralstudentsintheresearchofcomplexnetworkanditsrelatedfields,understandstheapplicationofcomplexnetworkinrelateddisciplines,soastoprovidetheoreticalandtechnicalpreparationforfurtherscientificresearchandengineeringapplication.課程目標(biāo)與基本要求：課程目標(biāo)：本課程教學(xué)一方面注重復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)本身的基本概念、基礎(chǔ)理論與主要模型及方法的全面講解及深入剖析，另一方面同時(shí)也將注重理論方法的應(yīng)用，將理論和實(shí)踐緊密結(jié)合，相輔相成。以實(shí)際案例出發(fā)，以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論為指導(dǎo)，分析解決實(shí)際應(yīng)用中相關(guān)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。比如，病毒傳播、社區(qū)檢測(cè)、同步與控制問(wèn)題等。通過(guò)學(xué)習(xí)該課程后，學(xué)生應(yīng)掌握復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基本理論及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)分析方法，了解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)學(xué)科、網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科及相關(guān)學(xué)科的典型應(yīng)用，為進(jìn)一步的科學(xué)研究、工程應(yīng)用提供理論與技術(shù)準(zhǔn)備?；疽螅毫私鈴?fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究簡(jiǎn)史理解隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)、小世界網(wǎng)絡(luò)、無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)等典型網(wǎng)絡(luò)模型及其性質(zhì)理解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)傳播機(jī)理理解結(jié)點(diǎn)重要性衡量方法理解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的搜索了解網(wǎng)絡(luò)上的同步與傳播過(guò)程、動(dòng)力學(xué)性質(zhì)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的關(guān)系理解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的社團(tuán)結(jié)構(gòu)了解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究及發(fā)展前沿。課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配：本課程的主要教學(xué)內(nèi)容分為引言、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用三大部分。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型包括隨機(jī)圖模型、小世界網(wǎng)絡(luò)模型、無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)及演化網(wǎng)絡(luò)模型。這部分注重復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論各種基本模型及基于以上模型對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的理論分析。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用包括復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的傳播動(dòng)力學(xué)、相機(jī)故障、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的社團(tuán)結(jié)構(gòu)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的搜索和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的同步與控制復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)重要性。具體學(xué)時(shí)分配如下：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)史、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、基本度量指標(biāo)（6課時(shí)）ER網(wǎng)絡(luò)（2課時(shí)）小世界網(wǎng)絡(luò)（2課時(shí)）無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)（2課時(shí)）二分網(wǎng)絡(luò)（2課時(shí)）復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的搜索（3課時(shí)）復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的社團(tuán)結(jié)構(gòu)（3課時(shí)）復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的傳播機(jī)理與動(dòng)力學(xué)分析（3課時(shí)）復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的博弈（2課時(shí)）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要性（3課時(shí)）復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析工具（4課時(shí)）教材及主要參考書目：卜湛、曹杰.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與大數(shù)據(jù)分析.清華大學(xué)出版社.2020.11郭世澤、陸哲明.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論(普通高等教育”十二五”規(guī)劃教材).科學(xué)出版社.2012.6參考書目：鄭波盡.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與演化.科學(xué)出版社.2018.11(美)馬克·E.J.紐曼(M.E.J.Newman)（著）,郭世澤、陳哲（譯）.網(wǎng)絡(luò)科學(xué)引論.電子工業(yè)出版社.2014.1雷敏、孔祥星.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的度分布及其仿真算法.同濟(jì)大學(xué)出版社.2016.10謝逢潔.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的博弈.清華大學(xué)出版社.2016.1陳關(guān)榮、汪小帆、李翔.IntroductiontoComplexNetworks:Models,StructuresandDynamics(SecondEdition)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)引論:模型、結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)(英文版)(第二版).高等教育出版社.2015.1江逸楠、李大慶.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)健壯性.國(guó)防工業(yè)出版社.2014.