基于数据科学的复杂元网络方法及应用

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出版者:科学出版社
作者:刘潇
出品人:
页数:189
译者:
出版时间:2015-3-1
价格:CNY 60.00
装帧:平装
isbn号码:9787030434203
丛书系列:
图书标签:
  • 数据科学
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  • 网络分析
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  • 社会网络分析
  • 生物网络
  • 推荐系统
  • 知识图谱
  • 数据挖掘
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具体描述

本书深入探讨了如何运用数据科学的强大工具和方法,构建并分析复杂的元网络。元网络,作为一种描述系统间相互关联和影响的高级抽象,其复杂性往往源于其庞大的节点规模、多样的连接模式以及动态变化的特性。在当今信息爆炸、数据驱动的时代,理解和驾驭这些复杂的元网络对于科学研究、技术创新乃至社会治理都至关重要。 本书的研究核心在于“基于数据科学”。这意味着我们不再依赖于传统的、手工的或简化的模型来理解元网络,而是充分利用大数据分析、机器学习、统计建模等数据科学技术。这些技术能够处理海量、高维、异构的数据,从中提取有价值的模式、洞察和规律。我们将从数据采集、预处理、特征工程等基础环节入手,逐步构建起能够刻画复杂元网络的模型。 在模型构建方面,本书将重点介绍一系列前沿的元网络建模方法。这包括但不限于: 1. 图神经网络(GNNs)及其变种: 鉴于元网络本质上可以被表示为高阶图或多层图,GNNs提供了一种强大的框架来学习节点和边的表示,并捕捉网络结构信息。我们将深入探讨不同的GNN架构,如图卷积网络(GCN)、图注意力网络(GAT)、消息传递神经网络(MPNN)等,并讨论它们在复杂元网络分析中的适用性和优势。 2. 多层网络和超图模型: 许多现实世界的元网络并非简单的单层图,而是由多个相互交织的网络层构成,或者其连接关系本身就是多对多的。本书将详细介绍多层网络和超图理论,以及如何利用数据科学技术来分析这些复杂结构,揭示不同层级或超边之间的协同作用。 3. 动态元网络模型: 元网络的结构和连接关系往往是随时间变化的。我们引入时间序列分析、动态图学习等技术,来捕捉元网络的演化规律,预测其未来的状态,并理解动态过程中涌现的模式。 4. 基于潜变量和隐式模型的元网络: 对于某些高度复杂的元网络,直接建模其显性结构可能难以奏效。本书将探讨如何利用潜变量模型(如因子图、隐变量图模型)和生成模型(如变分自编码器、生成对抗网络)来学习元网络的潜在结构和生成机制。 5. 复杂性度量与分析: 如何量化元网络的复杂性是理解其行为的关键。我们将介绍一系列网络复杂性指标,包括度中心性、介数中心性、紧密度中心性、社群结构分析、网络鲁棒性评估等,并展示如何利用数据科学方法高效计算和分析这些指标。 在应用层面,本书将广泛涵盖复杂元网络在不同领域的实际应用,展示数据科学方法的强大威力。具体而言,我们将深入剖析以下几个方向: 生物医学领域: 基因调控网络(GRNs)分析: 基因之间复杂的相互作用构成了网络的基石,通过数据科学方法分析GRNs,我们可以理解基因的表达调控机制,预测疾病相关的基因通路,并为药物研发提供靶点。 蛋白质相互作用网络(PPIs)研究: 蛋白质的相互作用是生命活动的基础,构建和分析PPIs网络,有助于理解细胞信号转导、代谢通路以及蛋白质的功能。 疾病传播与防控: 传染病的传播模型可以被视为一种复杂的动态元网络。利用数据科学技术,我们可以模拟疾病的传播路径,预测疫情发展趋势,并评估不同干预措施的效果。 微生物组学研究: 微生物群落内部以及微生物与宿主之间的复杂相互作用,构成了微生物组学研究的核心。分析微生物的代谢网络、共生网络,有助于理解健康与疾病的关系。 社会科学与经济学: 社交网络分析: 分析个体间的社交关系,揭示信息传播、意见形成、群体动力学等现象,为社交媒体运营、市场营销、社会工程等提供指导。 金融风险管理: 金融市场中资产间的关联性、交易者的行为模式构成复杂的金融网络。通过数据科学分析,可以识别系统性风险,优化投资组合,并预测市场波动。 交通与物流网络优化: 城市交通系统、供应链管理等都涉及复杂的网络结构。利用数据科学方法,可以优化交通流量,提升物流效率,降低运输成本。 信息与技术领域: 推荐系统: 用户与物品之间的交互关系构成了复杂的推荐网络。通过分析用户行为和物品属性,可以构建高效的推荐算法,提升用户体验。 知识图谱与语义网络: 概念、实体及其关系构成的知识图谱,是人工智能领域的重要组成部分。数据科学方法可以用于知识图谱的构建、推理和应用。 网络安全与威胁情报: 分析网络攻击的模式、攻击者之间的关联,以及系统漏洞的传播路径,有助于构建更强大的网络安全防护体系。 本书在理论深度和实践应用之间取得了平衡。它不仅会深入介绍各种先进的建模技术和理论基础,更会通过大量的案例研究和实操指导,帮助读者掌握如何将这些方法应用于解决实际问题。我们将提供清晰的代码示例(例如使用Python的`networkx`、`PyTorch Geometric`、`TensorFlow Graph`等库),以及详尽的步骤说明,确保读者能够理解并复现研究过程。 总而言之,本书旨在为研究人员、工程师和学生提供一个全面而深入的指南,帮助他们理解并利用数据科学的力量来驾驭和分析复杂多变的元网络。通过掌握本书介绍的理论和方法,读者将能够更有效地从海量数据中提取洞察,解决现实世界中的关键挑战。

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当我看到《基于数据科学的复杂元网络方法及应用》这个书名时,脑海中立即勾勒出一个宏大的研究图景。我一直认为,现实世界中的许多现象,并非孤立存在,而是由相互连接的多个层级、多个维度构成的复杂系统。“元网络”这个概念,仿佛是为这种复杂性提供了一个精妙的框架,它暗示着一种超越单一网络的、更高层次的组织形式。而“数据科学”作为其核心驱动力,则赋予了这种探索以强大的实践力量。我期待书中能够详细阐述,如何从海量的、异构的数据中识别和构建这些“元”节点和连接,以及如何利用数据科学的强大工具,如机器学习、图分析等,来量化、可视化和分析这些复杂的网络结构。我特别想知道,作者是如何定义“元”的,以及如何处理不同类型数据之间的关系,如何建立跨领域、跨层级的连接。我预感,这本书会为我提供一套全新的分析工具和研究范式,帮助我突破传统的思维局限,从更宏观、更整体的视角来理解和解决复杂问题。我热切期待书中能够包含一些富有启发性的案例研究,展示这些方法在实际应用中的潜力,无论是科学研究还是工程实践,都能带来新的突破。

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当我看到《基于数据科学的复杂元网络方法及应用》这个标题时,我脑海中立即浮现出一幅宏大的研究图景。我一直认为,现实世界中的许多复杂现象,并非由孤立的个体构成,而是由相互连接、相互影响的多个层级、多个维度的网络所组成。“元网络”这个概念,对我来说,恰恰提供了一种超越单一网络、连接不同层级的视角。我期待这本书能够深入阐述,如何利用数据科学的强大工具,来识别、构建和分析这些复杂的元网络。我猜想,书中会详细介绍如何从海量、异构的数据中提取出构成元网络的关键要素,以及如何应用各种先进的算法和模型来刻画这些要素之间的关系,例如它们的权重、动态变化,甚至潜在的因果性。我特别好奇,作者是如何定义和划分这些“元”的,以及如何处理不同类型数据之间的兼容性问题。我希望这本书不仅仅停留在理论的层面,更期待它能够提供一系列切实可行的应用案例,展示这些方法如何在现实世界中发挥作用,帮助我们解决各种复杂而棘手的难题,从科学探索到商业决策,都能获得新的启示。

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在我浏览图书信息时,《基于数据科学的复杂元网络方法及应用》这本书的标题立刻吸引了我的目光。我脑海中浮现的,是一个宏大而精密的蓝图。我理解,“元网络”可能意味着超越了单一数据源或单一模型,而是将多个不同类型、不同维度的网络进行连接和整合,形成一个更高级别的、更具概括性的网络结构。这就像是把一个个孤立的岛屿,通过看不见的桥梁连接起来,形成一片广阔的陆地。而“数据科学”作为基石,意味着这一切都将建立在坚实的统计学、计算机科学和数学原理之上,通过严谨的算法和强大的计算能力来支撑。我期待书中能够详细解释,如何从纷繁复杂的数据中识别出构成“元”的那些关键节点和连接,以及如何利用数据驱动的方法来刻画这些连接的性质,例如它们的权重、动态变化,甚至是因果关系。我希望这本书不仅仅停留在理论层面,更希望它能够展示如何将这些方法应用于实际问题。我正在思考,这些“元网络”的概念,是否能帮助我们理解那些跨领域的复杂现象,比如气候变化对社会经济的影响,或者传染病的全球传播机制。我期待书中能够提供一些令人耳目一新的应用案例,让我看到数据科学如何赋能我们构建更强大、更具预测性的模型,从而更好地理解和应对我们所处的世界。

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这次购书的体验,可以说是完全基于我对这本书的“概念性”期待。我深信,在如今这个信息爆炸、万物互联的时代,孤立地看待任何一个现象都显得苍白无力。我们所处的现实,是一个由无数相互关联的节点构成的庞大网络,而“元网络”这个词,恰恰点出了这种“网络之上的网络”的宏观视角。我之所以毫不犹豫地选择它,是因为我正面临着一个需要整合多方面信息的项目,而传统的分析方法似乎难以奏 तैर。我希望这本书能够提供一套系统性的框架,教我如何从海量、异构的数据中提取出那些构成“元”的要素,并进一步理解这些要素之间如何形成有组织的、具有涌现特性的网络结构。我甚至在想象,作者会不会引入一些新颖的数学模型,用来量化和可视化这些复杂的关系,从而帮助我们突破直觉的局限,看到肉眼无法察觉的规律。我尤其期待书中能够详细阐述“数据科学”在构建和分析元网络中的具体作用,是利用深度学习去挖掘隐藏的连接,还是运用统计推断去验证关系的显著性?这种跨学科的融合,让我觉得这本书极有可能成为我在学术研究和实际应用领域的一个重要里程碑。我对书中可能包含的算法、模型和评估指标充满了好奇,希望能借此机会,将我的研究思路从“局部”的微观分析,提升到“全局”的宏观洞察。

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在浩如烟海的书籍中,《基于数据科学的复杂元网络方法及应用》这个标题犹如一道闪电,瞬间点亮了我内心深处的求知欲。我长久以来都在思考,如何才能更深刻地理解事物之间那些微妙而强大的联系,以及这些联系如何共同构建起我们所处的宏大世界。我认为,“元网络”这个概念,正是对这种跨越单个系统、连接多个层级的复杂结构的精确描述。我期待这本书能够为我打开一扇通往全新认识的大门,让我了解如何利用数据科学的强大力量,去发掘、构建和分析这些复杂的“元”网络。我猜想,书中会详细介绍如何从海量、异构的数据中提取出构成元网络的关键要素,以及如何应用各种先进的算法和模型来刻画这些要素之间的关系,例如它们的权重、动态变化,甚至潜在的因果性。我特别好奇,作者是如何定义和划分这些“元”的,以及如何处理不同类型数据之间的兼容性问题。我希望这本书不仅仅停留在理论的层面,更期待它能够提供一系列切实可行的应用案例,展示这些方法如何在现实世界中发挥作用,帮助我们解决各种复杂而棘手的难题,从科学探索到商业决策,都能获得新的启示。

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当我偶然瞥见《基于数据科学的复杂元网络方法及应用》这本书的标题时,一种强烈的学术探究欲瞬间被点燃。我一直相信,我们所处的现实世界,是一个由无数相互连接的子系统构成,而这些子系统之间又存在着更深层次的、超越个体存在的“元”级联系。“元网络”这个概念,对我来说,恰似一把能够解锁这种复杂性的钥匙。我满心期待,这本书能够系统地阐述,如何运用数据科学的强大工具,来识别、构建和分析这些复杂的元网络。我设想,书中会涉及如何从多源异构的数据中提取出构成“元”的关键信息,如何应用先进的图论、机器学习等技术来刻画这些网络间的连接,以及如何评估这些网络的结构和动态特性。我尤其好奇,作者是如何定义和构建“元”的,以及在实际操作中,如何解决因数据不完整、不一致等问题而带来的挑战。我对书中“应用”的部分更是充满期待,希望能看到这些前沿理论如何在实际问题中落地生根,例如在社会科学、经济学、生物信息学等领域,如何通过元网络的视角,发现新的规律,提出更有效的解决方案。

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作为一名对前沿学术研究充满好奇的读者,我一直对“元网络”这个概念非常着迷,因为它触及了我们理解世界和解决问题的全新维度。当我在书店的书架上偶然看到《基于数据科学的复杂元网络方法及应用》这本书时,我的内心立刻被激起了巨大的期待。书名本身就充满了吸引力——“数据科学”代表了严谨的量化分析和强大的计算能力,“复杂元网络”则暗示了对事物之间错综复杂联系的深入探索,而“应用”则表明了这本书不仅仅是理论上的探讨,更具有实际的指导意义。我设想这本书会像一位博学的向导,带领我穿越迷雾,揭示那些隐藏在数据背后的、超越个体事物本身而存在的强大关联网络。我迫不及待地想知道,作者将如何通过数据科学的视角,构建和分析这些“元网络”。它会是关于如何识别不同领域、不同学科中看似无关的概念之间的深层联系吗?会是如何利用机器学习和图论等工具来刻画这些连接的强度、方向和动态变化吗?我预感这本书会挑战我固有的思维模式,让我开始从“事物”本身转向“事物之间的关系”,从而获得对复杂系统更深层次的洞察。这不仅仅是对一个新技术的学习,更是一种思维方式的革新。我期待书中能够有大量的案例研究,能够展示这些理论是如何被成功应用于解决现实世界中的棘手问题的,比如社会科学中的群体行为预测、生物医学中的疾病传播建模,甚至是金融市场的风险分析。如此一来,这本书将成为我理解和应对复杂世界的宝贵工具,帮助我发现新的研究方向和创新思路。

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选择这本书,更多的是出于一种对研究方法论的强烈兴趣。我长久以来都在思考,如何才能更有效地理解和驾驭那些庞大而复杂的系统。传统的分析方法,往往侧重于对单个组成部分的深入研究,但往往忽略了它们之间错综复杂的相互作用。“元网络”这个概念,在我看来,恰恰提供了一种全新的视角,它强调的是不同网络层级之间的联系和互动,形成一个更高维度的、更具整体性的结构。而“数据科学”的加入,更是让这种研究充满了现实的可能性。我希望这本书能够深入探讨,如何利用各种数据科学技术,例如机器学习、深度学习、图论等,来识别、构建和分析这些复杂的元网络。我期待书中能够详细介绍一些先进的模型和算法,解释它们如何能够有效地捕捉到不同子网络之间的隐藏关联,以及如何量化这些关联的强度和动态变化。同时,我也非常关注“应用”的部分,希望能看到这些理论如何在实际的科研或工程领域得到成功的实践。我好奇,这些“元网络”方法是否能够帮助我们更好地理解例如社交网络的演变、经济系统的稳定性,甚至是生物体的调控机制。这本书在我看来,不仅仅是一本技术手册,更可能是一把开启对复杂世界全新认识的钥匙。

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《基于数据科学的复杂元网络方法及应用》这个书名,对我而言,就像是一张充满潜力的藏宝图,预示着一种理解和改造世界的新视角。我一直觉得,我们对许多复杂现象的理解,常常受限于对单个系统或单个层级的关注,而忽略了它们之间更为宏观、更为根本的联系。“元网络”的概念,正好填补了这一认知空白,它提供了一个思考“网络之上的网络”的框架。我期待这本书能够深入剖析,如何利用数据科学的强大能力,去揭示和构建这些复杂的元网络。我迫切想知道,作者是如何定义“元”的,以及如何从海量、异构的数据中提取出构成元网络的关键节点和连接。我预感,书中会介绍一系列精妙的算法和模型,例如如何利用深度学习去发现隐藏的关联,如何通过图算法去分析网络的拓扑结构,以及如何利用统计方法去验证这些网络的有效性。我对书中“应用”的章节更是充满好奇,希望能够从中学习到如何将这些抽象的概念转化为解决实际问题的工具,无论是科研领域的创新,还是产业界的突破,都能从中获得深刻的启发。

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当我看到《基于数据科学的复杂元网络方法及应用》这个书名的时候,我的第一反应是它将是一种对现实世界复杂性的深刻洞察。我一直认为,我们所生活和研究的领域,很少是孤立存在的,而是相互交织、相互影响的。而“元网络”这个概念,似乎正好抓住了这种“网络之上的网络”的本质。我设想,这本书会详细阐述如何利用数据科学的强大工具,来捕捉和分析这些跨越不同层级、不同维度的关联。我迫切想知道,作者是如何定义和构建这些“元”的,它们是信息流、是因果关系、是实体间的依赖,还是某种抽象的联系?而且,数据科学在其中扮演的角色,是扮演着“发现者”的角色,从海量数据中挖掘出隐藏的元网络结构,还是扮演着“分析者”的角色,对已知的元网络进行深入的量化分析和建模?我期待书中能够提供一些具体的算法和技术,能够帮助我理解如何处理不同类型的数据,如何融合异构信息,以及如何评估构建出的元网络的有效性。我尤其关心“应用”这个部分,它让我看到了这本书的实用价值。我希望能够从中学习到如何将这些复杂的理论转化为解决实际问题的方案,无论是科研领域的突破,还是产业界的创新。

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