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众多实证研究表明,许多现实世界中的网络都具有小世界效应,即具有较大的簇系数和较小的平均路径长度。在过去几年里,科学家们提出了许多模型来描绘小世界网络的拓扑结构。1998年,Watts和Strogatz首次提出了一个经典的小世界网络模型——WS模型,这一开创性工作的发表掀起了小世界网络和WS模型的研究高潮,研究人员提出了WS模型的许多替代模型和变体模型。
以WS模型为代表的小世界网络模型很好地展示了小世界效应的形成,但现实系统中的小世界网络异常丰富,存在着多样性,远非几个模型就可以全面地描述出来。产生小世界效应的机制繁多,理论上,有多少种现实网络就有多少种生成机制。因此,深入研究小世界效应形成的新机制,揭示产生小世界特性的多样性和新途径,是十分有意义的工作。特别地,研究系统如何由小到大不断地增长,最终演化成小世界网络,更有意义。
我们遵循著名的WS模型的一般研究思路,以剖分圆环的方法,构造了一类随机增长的小世界网络模型。这类小世界网络模型包含两个:其一是节点数随时间呈指数增长的网络;其二是线性增长的网络,即节点数等于时间步数。所建立的模型具备WS模型的性质,可以实现由规则网络(“大世界”网络)向小世界网络的转换;另外,由于其具有增长的特性,因而比WS模型更符合实际。特别地,该类模型由一个参数控制,其平均距离与簇系数都可以通过参数进行调节,因此,该类模型可以作为参照模型,用来研究网络(系统)的结构对动力学(功能)的影响。
A geometric growth model interpolating between regular and small-world networks.pdf
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GMT+8, 2024-11-22 07:04
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