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网络数据挖掘中的社区发现方法比较分析

网络数据挖掘中的社区发现方法比较分析

网络数据挖掘中的社区发现方法比较分析在当前信息爆炸的时代,互联网发展迅猛,网络数据也呈现爆炸式增长。

对这些海量的网络数据进行分析和利用,就需要使用到网络数据挖掘的技术。

社区发现是网络数据挖掘中的一个重要研究领域,旨在找到网络中具有紧密联系的节点集合,有助于揭示网络结构和了解网络中的群体行为。

本文将对当前常用的网络社区发现方法进行比较分析。

一、基于模块性的方法1.1 Clauset-Newman-Moore算法Clauset-Newman-Moore(CNM)算法是一种基于模块性的社区发现方法。

该算法通过最大化网络中的模块性指标来划分社区,从而得到合理的社区结构。

虽然该算法有较高的计算复杂度,但在小型网络上表现良好。

1.2 Girvan-Newman算法Girvan-Newman(GN)算法是一种基于边介数的社区发现方法。

该算法通过删除网络中的边,并计算删除边后网络的模块性变化来判断边的重要性。

根据边的重要性进行递归删除,最终得到社区结构。

该算法计算简单,但在大型网络上效果较差。

二、基于邻接矩阵的方法2.1 Newman-Girvan方法Newman-Girvan(NG)方法是一种基于邻接矩阵的社区发现方法。

该方法通过计算网络中节点对之间的最短路径长度和最短路径条数,来确定节点的社区归属。

该方法简单有效,但在网络规模较大时计算复杂度较高。

2.2 谱聚类算法谱聚类算法是一种基于图拉普拉斯矩阵的社区发现方法。

该算法通过对网络的拉普拉斯矩阵进行特征值分解,得到特征向量,并将特征向量作为节点的特征向量表示。

通过对特征向量进行聚类,得到网络的社区结构。

该算法计算复杂度较高,但在网络规模较大时效果较好。

三、基于模块性优化的方法3.1 Louvain算法Louvain算法是一种基于模块性优化的社区发现方法。

该算法通过不断地将节点从一个社区移到另一个社区,并计算模块性的变化来确定节点的社区归属。

该算法具有较高的计算效率和较好的精度,在大规模网络上应用广泛。

大规模社交网络的社区发现算法研究

大规模社交网络的社区发现算法研究

大规模社交网络的社区发现算法研究社交网络成为了人们日常生活中重要的一部分,不仅可以帮助人们与朋友、家人保持联系,还可以拓展社交圈子,获取信息和资源。

然而,社交网络中的用户数量庞大,信息量庞杂,因此如何对社交网络进行社区发现成为了研究的热点之一。

本文将围绕大规模社交网络的社区发现算法展开研究。

社区发现是指在一个网络中,将相互关联并呈现出某种内在联系的节点划分为不同的群组。

社交网络中的社区发现算法需要利用网络节点之间的结构关系和节点之间的相似性来进行划分。

下面将介绍几种常见的大规模社交网络的社区发现算法。

1. Girvan-Newman算法Girvan-Newman算法是一种基于边介数的社区发现算法,该算法主要通过计算网络中每条边的介数,来确定网络中的重要边。

介数越高,表示该边对网络的连接起着重要的作用。

通过不断移除介数最高的边,直到网络被划分为多个不连通的部分,从而得到社区结构。

2. 高效率标签传播算法高效率标签传播算法(Label Propagation Algorithm)是一种基于标签传播策略的社区发现算法。

该算法先为每个节点分配一个唯一的标签,然后通过迭代的方式,不断更新节点的标签,直到达到稳定状态。

节点的标签更新策略是根据邻居节点的标签来选择最多的标签进行更新。

最终,具有相同标签的节点被划分为同一个社区。

3. Louvain算法Louvain算法是一种基于模块度最大化的社区发现算法。

该算法将所有节点划分为若干社区,并在每次迭代中尝试将一个节点从一个社区移动到另一个社区,同时优化网络模块度的值。

通过多次迭代,直到不能再优化为止,得到最终的社区划分结果。

4. 深度学习算法深度学习算法在社区发现中也发挥了重要作用。

通过使用神经网络模型,可以对社交网络中的节点进行向量化表示,然后通过训练模型来学习节点之间的相似性和联系。

这种算法能够自动学习节点的特征和网络的结构,从而得到更精确的社区划分结果。

以上是几种常见的大规模社交网络的社区发现算法,并没有详细介绍每种算法的具体实现细节。

社交网络分析中的社区发现技巧总结

社交网络分析中的社区发现技巧总结

社交网络分析中的社区发现技巧总结社交网络分析是一种研究社交关系的分析方法,通过对社交网络中的节点和边进行深入研究,可以揭示出社会关系的模式、影响力的传播路径等。

其中,社区发现是社交网络分析中的一个重要方面,它能够帮助我们识别出网络中相互关联紧密、功能相似的节点群体。

社区发现技巧的总结如下:1.节点度中心性节点度中心性是指节点的度数,即其在网络中所连接的边的数量。

在社交网络中,节点度中心性可以反映出节点的重要性和连接的紧密程度。

通过计算节点的度中心性,我们可以发现网络中度数较高的节点,往往代表着社区的核心节点。

2.介数中心性介数中心性用于衡量节点在整个网络中的中介程度,即节点在网络中作为桥梁的能力。

在社交网络中,介数中心性可以帮助我们发现那些在社区之间有着重要桥梁作用的节点,即连接不同社区的节点。

3.聚类系数聚类系数反映了网络中节点之间的紧密程度,它可以衡量节点间连接的密集程度,并从而发现社区。

在社交网络分析中,如果节点的聚类系数较高,即节点与其邻居节点之间的连接较紧密,那么可以认为这些节点可能属于同一个社区。

4.模块化模块化是一种社区发现的度量方法,它通过计算网络中节点与社区的内部联系强度与节点与社区的外部联系强度的差别,来评估社区发现的效果。

模块化值在-1到1之间,当模块化值接近1时,表示社区发现效果好,节点在社区内部联系强,并且社区之间的联系较弱。

5.谱聚类谱聚类是一种常见的社区发现方法,它基于图谱理论,通过计算节点相似性矩阵的特征向量来划分社区。

谱聚类可以将节点分为一组个体相似的社区,并且保持社区内的紧密连接和社区间的松散连接。

6.标签传播标签传播算法是一种基于标签更新的社区发现方法,它通过不断的更新节点的标签信息,将具有相似标签的节点划分为同一个社区。

标签传播算法简单、高效,并且在一些实际应用中取得了较好的效果。

7.模块度最优化模块度最优化是一种基于网络结构的社区发现方法,它通过优化模块度函数,将网络划分成多个具有较高内部联系和较低外部联系的社区。

社会网络分析中的关键用户与社区发现

社会网络分析中的关键用户与社区发现

社会网络分析中的关键用户与社区发现社交网络是现代人社会活动的重要组成部分,随着互联网的发展和人类社会的进步,社交网络的规模不断扩大,内部的联系和互动也愈加频繁。

人们通过社交网络平台进行在线沟通和交流,表达自己的意见和观点,分享自己的生活和工作经验,从而建立紧密的社交关系,形成属于自己的社交网络。

如何分析和认识这些社交网络,发现其中的关键用户和社区,成为当今社交网络研究的热门话题。

社会网络分析(Social Network Analysis, SNA)正是具有一定理论和方法的研究领域,通过对网络节点、连边、社区等多种属性进行系统化、全面的分析,揭示网络结构和功能内在规律,以更好地理解社交网络的运作和发展过程,进而为社会现实问题的解决提供理论支持和方法指导。

一、关键用户社交网络中的关键用户通常是指那些对整个网络或某个社区贡献最大、节点度数较高、信息传递速度快、影响力强的用户。

在社交网络中,关键用户的存在对于网络的传播、消息传递和影响力等方面都具有重要影响。

因此,在社交网络分析的过程中,发现和认识关键用户的角色和作用,是具有重要意义的。

1.度数中心性度数中心性(Degree Centrality)是关键用户研究的最基本方法,它是指网络中任意节点的度数。

在度数中心性中,节点的度数越大,则该节点在网络中的位置和作用就越突出。

因此,度数中心性可以用来衡量用户的“重要程度”。

一个节点的度数来自于他们与其他很多节点的链接。

在少数节点中有很多链接的网络中,这些少数节点的中心性比其他节点更突出,因为它们连接了更多的节点。

度量中心性可以轻松地进行计算,因为度数可以通过计算一个节点的邻居数来获得,从而使它成为一种极具实用性的量化方法。

2.接近中心性接近中心性(Closeness Centrality)是衡量节点与其他节点之间距离的一种方法,通过计算节点与其他节点之间的平均距离来判定节点在社交网络中的重要程度。

该方法可以理解为,一个用户在一个网络中越接近其他用户,他们就会有更大的地位和影响力。

复杂网络中的社区发现算法研究

复杂网络中的社区发现算法研究

复杂网络中的社区发现算法研究社区发现是复杂网络分析中的一个重要问题,其目标是将网络中的节点划分为具有紧密联系的社区或群组。

社区发现算法可以帮助我们理解网络结构、发现隐藏的模式以及预测节点的行为。

本文将探讨复杂网络中社区发现算法的研究进展和应用。

现代社交媒体、互联网和其他大规模网络平台的兴起,使得社区发现问题变得尤为重要。

社区发现算法能够揭示网络中的主要社区结构,为社交网络分析、推荐系统、信息传播以及恶意行为检测等应用提供有力支持。

在复杂网络中,不同的社区结构可能具有不同的特征。

因此,研究者们提出了许多基于不同原理的社区发现算法。

其中,最著名的算法之一是Louvain算法。

Louvain算法是一种基于模块性优化的算法,通过不断合并具有最高模块性增益的节点,来构建社区结构。

这种算法具有计算效率高、可扩展性强等特点,并已在实际应用中得到广泛使用。

除了Louvain算法,还有许多其他经典的社区发现算法,比如基于谱聚类的算法、模拟退火算法、标签传播算法等。

这些算法在不同的场景下表现出了良好的性能。

例如,基于谱聚类的方法在图像分割和基因表达数据分析中得到了成功应用,标签传播算法在社交网络中的社区发现任务中也取得了不错的效果。

除了传统的社区发现算法,近年来,随着深度学习的兴起,基于神经网络的社区发现算法也得到了广泛关注。

这些算法利用神经网络的强大表达能力来学习节点的表征,并通过聚类算法来发现网络中的社区结构。

这种方法具有自动学习特征的优势,不需要事先定义特征,因此在一些复杂网络中能够取得良好的效果。

在实际应用中,社区发现算法的选择取决于具体的网络结构和任务需求。

有些算法适用于规模较小且稠密的网络,而另一些算法则适用于规模较大且稀疏的网络。

因此,在选择算法时需要综合考虑网络规模、网络稠密度、计算资源等因素。

除了算法的选择,评价社区发现算法的性能也是研究中的重要方面。

常用的评价指标包括模块性、归一化互信息、模块间的连接度、内外部度等。

复杂网络中的社区发现与仿真研究

复杂网络中的社区发现与仿真研究

复杂网络中的社区发现与仿真研究社交网络、生物网络、信息网络等各种网络中普遍存在着社区结构。

社区结构是指网络中具有内部紧密连接而相对疏离连接的一组节点。

在复杂网络中,社区之间的连接相对较少,而社区内部的节点之间的连接相对较多。

社区发现就是在给定的网络中找到这样一组节点,并将其作为一个社区来划分。

社区发现在实际应用中具有广泛的意义和重要性。

例如,在社交网络中,社区发现可以帮助我们理解不同群体之间的联系,发现用户之间的兴趣相似性,从而提供个性化的推荐系统。

在生物网络中,社区发现可以揭示生物学中的模块化特性,帮助我们研究蛋白质相互作用、遗传调控等复杂生物学问题。

在信息网络中,社区发现可以帮助我们发现热门话题、揭示信息传播过程中的结构特征等。

为了解决社区发现问题,研究人员提出了许多方法和算法。

其中,基于图划分的方法是最常用的一类。

这些方法通常将社区发现问题转化为寻找最优划分的问题,通过最大化社区内部连接的紧密度,最小化社区之间连接的稀疏度来找到网络中的社区结构。

例如,Girvan-Newman算法和Louvain算法就是基于图划分的常用算法。

然而,复杂网络中的社区发现问题具有一定的难度。

首先,复杂网络中的社区结构通常隐含着多个尺度的层次结构,即存在大社区和小社区等不同层次的社区结构。

其次,网络中的节点往往存在着重叠归属,即一个节点可能属于多个社区。

再者,复杂网络中的社区结构可能动态变化,会随着时间、环境和节点行为的改变而改变。

为了更好地解决复杂网络中的社区发现问题,仿真研究成为了一种重要的方法。

通过仿真模拟网络中的行为和动态演化,可以更好地理解社区的形成和变化过程,探究社区发现的方法和算法的性能,寻找改进社区发现问题的新思路。

在进行社区发现仿真研究时,需要先构建合适的网络模型。

复杂网络模型可以根据网络中节点之间的连接特征来选择,如随机图模型、小世界网络模型、无标度网络模型等。

选择合适的网络模型可以保证仿真的结果对实际网络具有一定的代表性。

社区发现交流研讨材料

社区发现交流研讨材料

社区发现交流研讨材料社区发现交流研讨材料尊敬的各位领导、专家、嘉宾、各位社区代表们:大家好!今天我将为大家分享有关社区发现交流的研讨材料。

社区发现交流是一种重要的社区发展和信息共享的方式,可以帮助社区更好地了解自身的现状和需求,并寻找解决方案。

在社区发现交流中,社区成员可以通过不同的方式来分享自己的观点和经验,从而促进社区的进步和发展。

首先,社区发现交流可以帮助社区建立有效的沟通渠道。

通过组织定期的交流会议或座谈会,社区成员可以分享自己的意见和建议,相互学习和启发,并与社区领导沟通问题和需求。

这种开放的交流环境能够促进社区成员之间的互动和合作,建立起有效的沟通渠道。

其次,社区发现交流可以促进社区建设和改善。

在社区发现交流中,社区成员可以共同探讨社区的问题和挑战,并提出解决方案。

通过与专家和嘉宾的交流和研讨,社区成员可以获得更多的知识和经验,从而更好地解决社区面临的问题,推动社区的发展和改善。

第三,社区发现交流可以增加社区成员的参与感和归属感。

通过与其他社区成员交流和分享,社区居民可以听取不同观点的意见,促进对多样性的理解和尊重。

此外,通过与社区领导和专家的交流,社区居民可以感受到自己的意见和建议得到了重视和关注,从而增加对社区的参与感和归属感。

最后,社区发现交流可以加强社区的学习和知识共享。

社区成员可以通过自己的经验和故事,彼此启发和学习。

同时,社区领导和专家可以分享他们的专业知识和经验,促进社区居民的学习和成长。

这种知识共享能够打破信息壁垒,提高社区居民的学习能力,促进社区的发展。

综上所述,社区发现交流是一种重要的社区发展和信息共享的方式,可以帮助社区了解自身的现状和需求,并寻找解决方案。

通过建立有效的沟通渠道、促进社区建设和改善、增加社区成员的参与感和归属感以及加强社区的学习和知识共享,社区居民可以共同推动社区的进步和发展。

谢谢大家!。

复杂网络社区发现算法研究与应用

复杂网络社区发现算法研究与应用

复杂网络社区发现算法研究与应用随着互联网的高速发展,复杂网络已经成为人们研究的热点领域之一。

互联网、社交媒体、科学合作网络等各种网络形式都具有复杂性,因此对于网络的研究和分析显得尤为重要。

其中,社区发现作为网络研究的一个分支,在实际应用中具有很大的潜力。

社区发现是指通过算法和技术,找到在网络中密切相关的节点集合,这些节点之间有着较高的内部联系,而与其他节点联系较弱。

社区发现算法旨在发现这样的节点集合,从而揭示网络的内在结构和组织。

实际应用中,社区发现可以用于社交网络中的用户分群、科学合作网络中的领域划分、互联网推荐系统的用户群体挖掘等。

在复杂网络的研究中,广泛应用的社区发现算法有许多种。

下面将重点介绍几种常见的社区发现算法及其应用。

1. 模块度优化算法(Modularity Optimization Algorithm)模块度优化算法是一种常用的社区发现算法,基于网络的内部联系和整体结构的均衡性。

该算法通过计算网络中节点的模块度,即节点与其他节点之间的连接强度与其在社区内的连接强度之差,来确定社区的划分。

模块度越高,社区内部联系越强,与其他社区之间的联系越弱。

模块度优化算法可以应用于社交网络中的用户分群。

通过分析用户之间的互动行为、兴趣爱好等信息,可以将用户划分为不同的社区。

这样,可以针对不同社区的用户,提供个性化的推荐服务,提高用户体验和推广效果。

2. 谱聚类算法(Spectral Clustering Algorithm)谱聚类算法是一种基于图论的社区发现方法,通过计算网络的拉普拉斯矩阵的特征向量,实现网络的划分。

该算法可以根据网络的布局和分布情况,将节点分成不同的社区。

谱聚类算法在科学合作网络中的领域划分中具有广泛的应用。

科学合作网络中的研究人员可以根据不同的研究方向和领域特点,将研究人员划分到不同的社区。

这有助于加强不同领域之间的合作和交流,推动科学研究的进展。

3. 社区行走算法(Community Walk Algorithm)社区行走算法是一种基于随机游走的社区发现方法,通过模拟节点的随机移动,找到具有高内部联系的节点集合。

社区发现和PAGERANK算法在银行网络中的应用

社区发现和PAGERANK算法在银行网络中的应用

社区发现和PAGERANK算法在银行网络中的应用随着互联网科技的不断发展,网络环境日益复杂,银行网络环境也不例外。

银行网络系统面临着越来越多的威胁和攻击,因此,建立高效的银行网络安全监测体系已成为银行信息技术部门的必然选择。

社区发现和PAGERANK算法是两种常用的网络安全监测算法,本文将重点探讨它们在银行网络中的应用。

一、社区发现社区发现是一种用于在网络中找到一组紧密联系节点的方法。

具体来说,社区发现可以将网络划分为若干个子群,每个子群中的节点之间联系更为紧密,而不同子群之间联系则更为松散。

这种聚类方法可以用于识别网络中的攻击者和威胁,并帮助网络管理员更好地理解和维护整个网络环境。

在银行网络中,社区发现可以应用于识别不同的账户组。

因为银行中注册的账户通常基于各种不同的标准和需求,比如账户类型、账户随时间变化的使用情况、账户中存储的资金,因此,社区发现方法可以识别银行网络中的组,每个组包含的账户与其他组的账户之间的联系更紧密。

通过社区发现找到的银行账户组可以用于分析资金流动和风险管理。

例如,可以分析每个组中的账户之间的交易模式和交易频率,这将有助于银行识别任何不正常的资金流动或异常交易,并采取相应的措施。

二、PageRank算法PageRank算法是一种被广泛运用于网络搜索的算法。

该算法基于互联网上页面之间的链接关系,利用链路分析推导出搜索结果在页面排序上的重要性。

PageRank算法在银行网络安全监测中的作用类似于网络搜索中的搜索结果排序。

在银行网络中,PageRank算法可以用于衡量网络中不同账户之间的联系。

如果某个账户被其他账户频繁引用或与之交易,那么其PageRank值将高于其他没有被引用或交易的账户。

这种方式可以帮助银行识别最重要和最活跃的账户。

总之,社区发现和PageRank算法是在银行网络中广泛使用的两种监测算法,它们可以帮助银行更好地了解银行账户之间的联系和资金流动,识别潜在的网络攻击和威胁,并加强整个银行网络的安全性和稳定性。

复杂网络中的社区发现算法及其应用

复杂网络中的社区发现算法及其应用

复杂网络中的社区发现算法及其应用复杂网络是由大量节点以及节点之间的连接关系构成的网络,在现实中广泛存在于许多领域,如社交网络、生物网络和互联网等。

社区发现是复杂网络研究的重要内容,目的是将网络中相互紧密连接的节点划分为具有相似特征或功能的社区。

社区发现算法是研究者们为了解复杂网络中的结构、功能和演化过程而提出的重要方法。

本文将介绍几种常见的社区发现算法及其应用。

一、模块度优化算法模块度是衡量网络社区结构好坏的重要指标,模块度优化算法就是通过最大化网络的模块度来寻找合适的社区划分。

常见的模块度优化算法有GN算法、Louvain算法和贪心算法等。

这些算法通过迭代地划分社区和优化社区内的连接关系来寻求最优解。

模块度优化算法在社交网络、组织结构分析、蛋白质相互作用网络等领域有广泛应用。

例如,在社交网络中,通过社区发现算法可以识别出不同的社区群体,有助于理解社交网络中的用户行为和信息传播规律,在推荐系统中起到重要作用。

二、基于节点相似性的算法基于节点相似性的社区发现算法认为在网络中相似的节点更可能属于同一个社区。

这类算法包括谱聚类、K均值算法和PSCAN算法等。

这些算法通过计算节点间的相似度来划分社区。

这类算法在生物网络、交通网络、图像分割等领域应用广泛。

例如,在生物网络中,通过基因的相似性来划分蛋白质相互作用网络的社区,可以帮助研究者理解蛋白质之间的功能和调控关系,从而推测未知蛋白质的功能。

三、基于概率生成模型的算法基于概率生成模型的社区发现算法通过建立模型来描述网络的生成过程,并利用模型参数推断网络的社区结构。

常见的算法有LDA、SBM等。

这些算法将网络看作是由不同社区生成的,根据模型参数的估计结果来划分社区。

这类算法在社交网络、金融网络等领域有广泛应用。

例如,在金融网络中,通过基于概率生成模型的社区发现算法可以划分出潜在的金融市场或子市场,有助于金融市场监管和风险预警。

总结起来,社区发现算法在复杂网络研究中扮演重要角色,有助于理解网络的结构和功能特征,为许多现实问题的解决提供了有力支持。

基于大数据技术的社区发现与分析研究

基于大数据技术的社区发现与分析研究

基于大数据技术的社区发现与分析研究在信息时代的大背景下,社区已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。

社区不仅仅是一个地理空间,更是一个相互联系、相互依存的社会集体。

社区涉及到人们的生活、工作、教育、健康等多种方面,因此对社区的发现和分析具有重要的意义。

近年来,随着大数据技术的发展,基于大数据技术的社区发现与分析研究也逐渐受到人们的关注。

一、社区发现的意义社区发现是指通过大数据分析技术来寻找社区成员之间的联系、共性和区别,找到不同的社区并对其进行分类研究。

社区发现可以帮助我们了解社区成员的行为、偏好和特征,进而为社区提供更好的服务。

社区发现的意义在于:1.为社区提供更好的服务。

社区发现可以了解居民的需求和偏好,为社区提供更加精准的服务,提高社区居民的生活质量。

2. 促进社区的发展。

通过社区发现,可以了解社区居民的行为和特点,为社区的发展提供依据,提高社区的整体发展水平。

3. 为城市规划提供参考社区发现可以为城市规划提供重要参考,帮助城市规划者更好地制定城市规划方案。

二、社区发现的方法社区发现的方法主要有以下几种:1.基于聚类的方法聚类是将一组相似的数据点划分为一组的过程。

在社区发现中,聚类方法可以划分相似的社区成员为一个社区群体。

聚类方法需要先定义可以衡量社区成员相似性的指标,然后通过算法将相似的成员划分到同一个社区中。

2.基于关联规则的方法关联规则是指一些事物之间的关系,如购物篮之间的关系。

在社区发现中,可以通过挖掘社区成员之间的关系和规律来发现社区。

通过分析社区成员之间的关系和规律,可以帮助我们理解不同的社区成员之间的联系和相似性。

3.基于网络分析的方法网络分析是指通过建立复杂的网络模型来分析社区成员之间的关系。

在社区发现中,可以通过网络分析方法来发现社区。

网络分析方法需要先建立社区成员之间的连边关系,然后通过算法来发现不同的社区。

三、社区发现的应用社区发现的应用范围极其广泛。

主要应用于社区生活、城市规划、社会科学研究等方面。

社区发现和PAGERANK算法在银行网络中的应用

社区发现和PAGERANK算法在银行网络中的应用

社区发现和PAGERANK算法在银行网络中的应用1. 引言1.1 介绍社区发现和PAGERANK算法的背景社区发现是一种用于识别网络中密集连接区域的方法,它有助于揭示网络结构的隐藏模式和组织形式。

社区发现算法被广泛应用于社交网络、生物网络和信息网络等领域,以帮助研究人员理解复杂网络的结构和功能。

PAGERANK算法是一种由谷歌公司开发的排序算法,用于衡量网页的重要性,并据此为搜索结果排序。

该算法考虑了网页之间的链接关系,通过计算每个网页的权重来确定其在搜索结果中的排名。

银行网络是指由各个银行和金融机构之间形成的复杂网络。

在银行网络中,各个银行之间存在着复杂的关系和连接,通过这些连接,银行之间可以进行资金交易、风险管理和信息共享等活动。

理解银行网络的结构和组织形式对于监管机构和银行经营者具有重要意义。

将社区发现和PAGERANK算法应用于银行网络中,可以帮助分析银行之间的关系和连接,揭示银行网络的潜在模式和内在结构,从而提高监管效率、降低风险以及优化信息共享等方面的表现。

1.2 银行网络的重要性银行网络在当今社会中扮演着至关重要的角色。

作为金融系统的中枢,银行网络连接着各个金融机构、企业和个人,为资金流动提供了便利和安全的通道。

银行网络不仅支持着日常的商业交易,还承担着资金清算、信用评估、投资和风险管理等多方面的职能。

其稳定和高效运作对整个经济体系的健康发展至关重要。

由于银行网络涉及的信息量庞大,涉及的交易复杂多样,因此如何有效地管理和监控银行网络成为了金融机构面临的挑战。

通过对银行网络进行分析,可以更好地发现潜在的风险和机会,提升金融机构的管理水平和决策效率。

银行网络的稳定与安全也直接关系到金融系统的稳定与发展。

研究银行网络的结构与功能,探讨如何优化银行网络的运作,提高其效益和安全性,具有重要的理论和实际价值。

在这样一个日益复杂和竞争激烈的金融环境中,深入理解银行网络的重要性,并探索如何利用先进的数据分析方法和算法来优化银行网络的运作,将是金融领域研究的一个重要方向。

复杂网络中的社区发现算法及其应用

复杂网络中的社区发现算法及其应用

复杂网络中的社区发现算法及其应用一、引言复杂网络是指由多个节点和连接它们的边或者链组成的网络结构,它们通常是由自然界或者人工构建的系统所构成。

例如社交网络,物流网络,交通网络等,复杂网络在现实中应用广泛,而社区发现是其重要的研究领域之一。

社区发现是指在网络中发现数量较少但内部密切联系的子集,它们在某些方面显示出相对的内部一致性和跨度分离,由于社区结构的存在,网络在许多方面具有不同的行为特征和功能特征。

在社交网络中,社区是指具有相同兴趣、活动或者联系的人的子集。

在物流网络中,社区是指共享一些特定的物流资源或者共享某个交通运输方式的城市或地区等。

社区发现在许多领域都具有重要的应用,比如犯罪调查、恐怖主义分析、废柴疫情分析等。

如何高效地在复杂网络中寻找出社区结构是社区发现算法的核心问题。

二、社区发现算法社区发现算法是指在复杂网络中,通过一定的算法设计来寻找网络中存在的社区结构。

社区发现算法分为基于聚类和基于模块化的两大类。

前者是指将节点分为若干个群体,使得同一群体的节点之间关系密切。

聚类算法中,最常见的算法是k-means和层次聚类。

后者是基于网络拓扑结构的特征来刻画社区结构。

这类算法中最常见的是基于最大模块化(modularity-based)的算法。

以下将对这两类算法进行详细的介绍。

(一)、聚类算法1.k-means算法k-means算法是一种聚类分析的方法,其目标是将相似的对象划分为互不相交的k个簇,并使簇内之间的差异性最小化,而簇间之间的差异性最大化。

该算法可用于分辨噪声、找到一个点集的最优分组、刻画数据集中不同群体的特征等。

在社区发现中,k-means算法可以用来寻找相同兴趣爱好的人群等。

2.层次聚类算法层次聚类是指将所有观测数据首先看做是一组单独的簇,然后逐渐有收缩的方式合并这些簇到一个大的簇,直到得到一个包含所有对象的唯一簇为止。

因此,其层次性很强,对于不同的数据集,其结果也不同。

层次聚类常用于生物分子分类、文本分类等领域,同样也可以用于社区发现算法。

大规模网络中的社区发现算法研究

大规模网络中的社区发现算法研究

大规模网络中的社区发现算法研究社区发现(Community Detection)算法在大规模网络研究中扮演了重要角色,它能够揭示出网络中存在的潜在社区结构,帮助我们更好地理解网络的组织和功能。

在本文中,我们将探讨大规模网络中社区发现算法的研究现状、挑战以及前景。

一、社区发现算法的定义与分类社区发现是指从复杂网络中挖掘出具有相似性、串联性或相关性的节点子集。

社区发现算法根据不同的原理和方法可以分为以下几类:1. 基于图的社区发现算法基于图的算法通常使用网络图的拓扑结构来识别社区。

其中,Modularity优化算法是最为常见的一种。

该算法通过最大化网络内部的连边权重和最小化网络外部的连边权重,以达到找到最佳社区分割的目标。

此外,Louvain算法和Leiden算法也是较为流行的算法,它们在计算效率和模块性之间取得了较好的平衡。

2. 基于模型的社区发现算法基于模型的算法假设网络的社区结构满足某种统计模型。

典型的例子是基于概率图模型的算法,如Latent Dirichlet Allocation(LDA)和Stochastic Block Model (SBM)。

这些算法通过建模节点和边的概率分布,推断出网络中潜在的社区结构。

3. 基于谱聚类的社区发现算法谱聚类是一种基于图分解的聚类方法,通过将节点的特征映射到低维空间,并在低维空间中聚类来发现社区结构。

类似于图拉普拉斯矩阵、邻接矩阵的特征向量和特征值来刻画网络的结构,并通过K-means等聚类算法对低维空间中的点进行聚类。

4. 基于深度学习的社区发现算法近年来,深度学习在社区发现领域取得了重要的进展。

基于深度学习的方法能够通过网络节点的特征信息自动学习网络的表示,并利用这些表示来发现网络中的社区结构。

例如,DeepWalk和Node2Vec算法通过从网络中随机游走来捕捉节点的邻居关系,然后使用Word2Vec等算法将节点嵌入到低维空间中进行聚类。

二、大规模网络中的社区发现挑战在大规模网络中,社区发现算法面临着许多挑战,主要包括以下几点:1. 规模问题大规模网络通常包含着巨大的节点和边数,导致社区发现算法的计算复杂度非常高。

大规模社交网络的社区发现算法设计与分析

大规模社交网络的社区发现算法设计与分析

大规模社交网络的社区发现算法设计与分析随着互联网的快速发展,社交网络已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

随着用户数量的不断增加,构建一个高效且准确的社区发现算法变得尤为重要。

本文将介绍大规模社交网络的社区发现算法的设计与分析,旨在解释如何有效划分社交网络中的社区群体。

1. 引言社交网络的社区发现旨在将网络中相似性较高的节点划分为一个个社区,以便于研究者和企业根据社区结构进行精准的推荐、营销和分析等工作。

社区发现的算法设计既需要考虑算法的效率,又需要确保结果的准确性和可解释性。

2. 社区划分方法在大规模社交网络中,社区划分的方法可以分为两大类:基于图的算法和基于模型的算法。

2.1 基于图的算法基于图的算法通过分析网络中节点之间的连接关系,将相似性较高的节点划分为一个社区。

2.1.1 Girvan-Newman算法Girvan-Newman算法是一种基于边界介数的图划分算法。

该算法逐步移除社交网络中的边,直到网络中的社区断开为止。

算法通过计算边的边界介数,从而确定哪些边对社区划分最为重要,从而划分社区。

2.1.2 Modularity优化算法Modularity优化算法是一种基于模块度的图划分算法。

模块度是衡量网络社区结构的重要指标,该算法通过最大化网络的模块度来划分社区。

通过在社区划分过程中调整节点的归属,从而优化模块度。

2.2 基于模型的算法基于模型的社区划分算法主要将社交网络建模为概率图模型,然后通过参数估计的方法,计算每个节点属于每个社区的概率。

2.2.1 LDA模型LDA模型是一种基于概率图模型的社区划分算法。

该算法将社交网络建模为一个隐含主题模型,通过对每个节点的主题进行推断,从而划分节点的社区。

2.2.2 随机游走模型随机游走模型是一种基于随机游走的社区划分算法。

该算法通过定义节点的随机游走过程,然后计算每个节点属于每个社区的概率。

最终将具有最高概率的节点划分到相应的社区中。

3. 算法分析在设计大规模社交网络的社区发现算法时,需要考虑算法的效率、准确性和可解释性。

社交网络中社区发现算法研究

社交网络中社区发现算法研究

社交网络中社区发现算法研究社交网络已经成为了人们日常生活中重要的交流和信息传播平台。

社交网络中的用户群体呈现出复杂的关系结构,其中形成的社区结构对于了解用户之间的交互行为和信息传播具有重要意义。

因此,社交网络中社区发现算法的研究变得至关重要。

社交网络中的社区发现算法旨在识别并划分网络中的社区结构,使得网络中具有相似行为模式和兴趣的用户被归为一类。

这样的划分能够帮助我们揭示网络中的社交关系和信息传播的方式,从而更好地理解和利用社交网络。

社交网络中的社区发现算法研究领域较为广泛,有许多不同的方法和技术可以应用于社区发现。

以下是几种常见的社区发现算法:1. 基于密度的方法:这类算法基于节点之间的关系密度来判断社区的边界。

其中一个典型的算法是DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise),它通过定义邻域密度和最小邻域个数来确定社区的边界。

2. 基于模块性的方法:这类算法通过优化网络中节点的社区划分结果来寻找最优的社区结构。

其中一个典型的算法是Louvain算法,它通过最大化网络的模块性指标来进行社区发现。

3. 基于聚类的方法:这类算法通过将节点划分为不同的聚类来进行社区发现。

其中一个典型的算法是K-means算法,它通过迭代优化节点与所属聚类之间的距离来进行社区发现。

4. 基于图划分的方法:这类算法通过将网络图划分为多个子图来进行社区发现。

其中一个典型的算法是谱聚类(Spectral Clustering),它将网络图的特征向量映射为低维空间,并通过对特征向量进行聚类来进行社区发现。

这些社区发现算法各有优劣,并且适用于不同的应用场景。

在实际应用中,我们可以根据具体的需求选择合适的算法进行社区发现。

社交网络中社区发现算法的研究不仅仅局限于算法本身,还需要考虑到实际应用的需求和限制。

在社交网络中,用户的行为和兴趣是不断变化的,因此社区发现算法需要具备一定的鲁棒性和适应性,能够自动识别和适应社交网络中的变化。

复杂网络上的社区发现算法研究

复杂网络上的社区发现算法研究

复杂网络上的社区发现算法研究社区发现算法是一种旨在寻找网络中功能上相关或密切相关的节点组成的群体的算法。

在复杂网络中,社区是指由相似节点或连接组成的密度高、联系紧密的子集。

社区结构广泛存在于不同的复杂网络中,如社交网络、蛋白质相互作用网络、交通路网等。

社区发现算法旨在帮助我们理解网络的结构,发现网络中的隐藏结构和特征。

本文将从复杂网络和社区发现的基础知识开始,概述常见的社区发现算法,并分析它们的优缺点。

1. 复杂网络基础知识复杂网络是指具有复杂性质、结构和动力学的非线性系统。

它由多个互相连接的节点和链接组成,网络中节点和链接的数量通常呈幂律分布。

复杂网络的结构通常表现为集群化和小世界特性。

集群化是指网络中存在着由相似节点组成的局部群体,这些群体结构严密,内部交流频繁。

小世界特性是指大多数节点之间只需要通过少数中介节点就可以建立联系。

复杂网络中的社区是一种具有密度高、联系紧密的节点子集,社区内有着显著的相似性与集中度差异。

在社区内部节点之间联系的强度与社区外部节点之间联系的弱度则呈现出明显的分明性。

2. 常见社区发现算法(1)基于模块度最大化的社区发现算法(Modularity-based)基于模块度最大化的社区发现算法是一种基于用户定义的子图而被划分到社区中的算法。

算法的目标是最大化模块度,即将节点分配到社区时所导致的链接数的增加与预期值的差距最小。

在这种算法中,社区发现的成效可通过模块度计算来衡量。

(2)层次聚类算法(Hierarchical Clustering)层次聚类算法是一种通过递归层次划分,并同时保留了局部和整体结构性质的算法。

聚类过程不断地从原始集群中剥离最小的聚类子集,形成一棵树状表示,其中根节点表示整个网络,叶节点则表示最小的聚类。

树状结构本身可用于挖掘不同尺度上的社区结构。

(3)基于Louvain算法的社区发现算法(Louvain-based)Louvain算法是一种快速发现社区结构的常见算法。

动态网络分析中的社区发现与演化预测

动态网络分析中的社区发现与演化预测

动态网络分析中的社区发现与演化预测随着互联网的发展,人们在社交媒体、通信平台和其他在线社区中产生了大量的数据。

这些数据代表了网络中人与人之间的交互关系,包括社交关系、信息传播和合作关系等。

动态网络分析旨在从这些数据中提取有用的信息,帮助我们了解社区结构的形成和演化过程。

社区发现是动态网络分析的一个重要任务。

社区是由节点集合组成的子图,其中节点之间存在紧密的内部连接,而与其他社区节点之间的连接相对稀疏。

通过社区发现,我们可以揭示网络中存在的隐含结构,并帮助理解网络的功能和特征。

在动态网络中,社区发现的挑战在于社区结构的不断变化。

节点可能会加入或离开社区,社区之间的连接也会发生变化。

因此,静态的社区发现方法在动态网络中的应用会受到限制。

研究人员提出了一系列基于时间的社区发现方法,旨在通过捕捉网络演化的过程,实现更准确和稳定的社区划分。

一种常见的动态社区发现方法是基于时间窗口的方法。

这种方法将网络划分为若干个连续的时间窗口,在每个时间窗口内进行静态社区发现,然后通过比较不同时间窗口之间的社区变化来识别动态变化的社区。

例如,可以使用重叠窗口方法,使得网络中每个节点都可以属于多个时间窗口,从而捕捉到社区的演化过程。

另一种常见的方法是基于节点移动的社区发现。

节点移动是指节点在网络中的位置发生变化,可能是因为节点之间的社交关系的变化或节点从一个社区迁移到另一个社区。

通过跟踪节点的移动,我们可以检测到社区的演化,并识别出新的社区或消失的社区。

除了社区发现,动态网络分析还可以用来预测社区的演化。

通过研究社区的演化模式和规律,我们可以预测未来社区的变化趋势。

基于机器学习的方法被广泛应用于社区演化预测。

通过分析社区的结构、属性和演化历史,我们可以建立预测模型,并利用这些模型来预测未来的社区结构和变化。

动态网络分析中的社区发现和演化预测在许多领域具有广泛的应用。

在社交网络分析中,它可以帮助我们理解人们之间的社交关系,并发现潜在的社区热点。

社交网络中的网络社区发现与分析

社交网络中的网络社区发现与分析

社交网络中的网络社区发现与分析随着互联网的飞速发展,社交网络成为了人们生活中不可或缺的一部分。

人们通过社交网络与朋友分享生活、交流观点、获取信息等等。

然而,社交网络中庞大的用户数量和复杂的关系网使得人们很难从中获得真正有价值的信息。

如何发现和分析社交网络中的网络社区,对于人们更好地利用社交网络来获取信息至关重要。

网络社区发现是指在社交网络中,通过分析用户之间的交互行为,找出具有相似兴趣或相似行为的用户群体。

这些用户群体在网络中形成了紧密的连接,构成了一个网络社区。

通过发现这些社区,我们可以更好地了解用户之间的联系和用户群体的行为特征。

网络社区发现的方法有很多,下面介绍一些常用的方法。

一、图论方法图论方法是一种常见且有效的网络社区发现方法。

这种方法将社交网络看作是由节点和边构成的图,节点代表用户,边代表用户之间的关系。

通过对网络图进行分析,可以找出具有高度连接性的节点,这些节点代表了一个网络社区。

具体的算法有谱聚类、模块度优化等。

二、基于标签的方法基于标签的方法是通过分析用户在社交网络中的行为和兴趣标签,将具有相似行为和兴趣标签的用户划分为一个社区。

这种方法可以更加准确地刻画用户的兴趣和行为特征,并找出具有相似特征的用户群体。

具体的算法有K-means聚类、基于TF-IDF的文本分析等。

三、混合方法混合方法是将图论方法和基于标签的方法结合起来,利用两种方法的优势来进行网络社区发现。

这种方法不仅考虑了用户之间的连接关系,还考虑了用户的行为和兴趣标签。

通过综合考虑这些因素,可以得到更全面和准确的网络社区划分结果。

除了发现社交网络中的网络社区,对社区进行深入分析也是非常重要的。

通过对网络社区的分析,可以了解社区的特征、用户行为的规律以及社区的影响力等。

下面介绍一些社区分析的方法。

一、中心性分析中心性分析是通过计算社区中的节点在整个网络中的重要性来评估社区的影响力。

节点的中心性可以通过不同的指标来度量,如度中心性、接近度中心性和介数中心性等。

社区发现交流研讨材料范文

社区发现交流研讨材料范文

社区发现交流研讨材料范文社区发现交流研讨材料尊敬的各位领导、各位专家、各位社区居民:大家好!我是××社区居民代表,今天非常荣幸能够在这个场合与大家一起交流探讨社区发现的问题。

我将就社区发现的定义、意义以及相关案例进行阐述。

一、社区发现的定义及意义社区发现是指社区居民通过各种方式探索、了解社区问题、事务、资源等的过程。

它是社区居民参与社区管理的一种方式,也是促进社区发展的重要举措。

社区发现具有以下几个重要意义:1. 促进居民参与:社区发现的过程中,社区居民积极参与,增强了社区居民对社区事务的了解和把握能力,提高了社区居民的参与度和积极性。

2. 提高问题意识:社区发现过程中,居民通过不同的途径了解社区问题,提高了社区居民对问题的敏感度和发现问题的能力,有利于及早发现和解决社区问题。

3. 发挥资源优势:社区发现使居民了解了社区的资源情况,能够更好地发挥社区的资源优势,促进社区的可持续发展。

二、社区发现的案例下面我将结合本社区的实际情况,给大家介绍一些社区发现的案例。

1. 社区文化活动的发现:在我们社区,居民们通过各种途径发现了社区文化活动的重要性,积极筹备并组织了一系列的文化活动,丰富了社区居民的精神文化生活。

2. 邻里关系的发现:社区居民通过邻里活动等方式发现了社区居民之间关系的重要性,积极参与邻里互助、邻里共建等活动,增进了社区居民之间的和谐关系。

3. 社区资源的发现:社区居民通过调查和实地走访等方式发现了社区内的各种资源,例如社区公园、体育设施等,提供了更多的休闲娱乐空间和社区活动场所。

通过以上案例,我们可以看出社区发现的重要性及其积极的影响。

社区发现,不仅是社区居民参与和推动社区发展的重要方式,也是提高社区居民幸福感和获得感的关键环节。

三、推进社区发现的建议为了更好地推进社区发现,促进社区的可持续发展,我提出以下几点建议:1. 加强社区宣传:通过社区报纸、社交媒体等方式,加大社区发现的宣传力度,让更多居民了解到社区发现的重要性,积极参与社区发现过程。

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Community Discovery社区发现1. 社区发现简介•社区,从直观上来看,是指网络中的一些密集群体,每个社区内部的结点间的联系相对紧密,但是各个社区之间的连接相对来说却比较稀疏(图1,当然社区的定义不止有这一种)。

这样的社区现象被研究已经很多年了,最早期的记录甚至来自于80年前。

社区研究案例•比较经典的社区研究案例包括对空手道俱乐部(karate club),科学家合作网络(Collaboration network) 和斑马群体(zebras) 的社交行为研究等(见图2),其中著名的空手道俱乐部社区已经成为通常检验社区发现算法效果的标准(benchmark)之一。

社区发现•随着互联网和在线社交网站的兴起,在Twitter,Facebook,Flickr这样的用户生成内容(UCG)网站上使用社区发现的技术已经成为热潮。

在这些社区中用户相互的交流与反馈,能为传统的社区带来丰富的内容信息和新的结构,从而使社区发现有了新的发展。

社区发现算法介绍2.1 图分割•社区可以看做密集子图结构,使用图分割算法来解决。

图分割问题的目标是把图中的节点分成g个预定大小的群组,这些群组之间的边数目最小,这个问题是NP-hard 的。

2.1.1 二分图•早期的分割都是二分图,社区发现也是基于二分的,遇到多分的情况就把其中一个子图再分割。

比较经典的有谱二分法,利用拉普拉斯矩阵的第二小特征值λ2对社区二分类,这其实是属于谱方法的一种特例。

2.1.2 KL算法•KL算法通过基于贪婪优化的启发式过程把网络分解为2个规模已知的社区。

该算法为网络的划分引入一个增益函数,定义为两个社区内部的边数与两个社区边数之间的差,寻求Q的最大划分办法。

2.1.3 最大流算法•基于最大流的算法是G.W.Flake提出的。

他给网络加了虚拟源节点s和终点节点t,并证明了经过最大流算法之后,包含源点s的社区恰好满足社区内节点链接比与社区外的链接要多的性质。

•2.2 聚类•社区发现也可以看做一组内容相似的物体集合,适用于聚类算法,只要定义了节点相似度(比如说根据邻接关系定义):•dij=∑k≠i,j(Aik-Ajk)2-------------√•其中A为邻接矩阵,i和j的邻居越多,节点相似度越高。

聚类算法和网络发现(聚类相关的)算法可以很容易地互相转化,所以两者之间的区别在理论上不是很重要。

区别在于,社区发现可以是局部的,而聚类是全网络的。

2.2.1 层次聚类•层次聚类假设社区是存在层次结构的(其实不一定,可能是中心结构),计算网络中每一对节点的相似度。

•然后分为凝聚法和分裂法两种:•凝聚法:根据相似度从强到弱连接相应节点对,形成树状图(Dendrogram),根据需求对树状图进行横切,获得社区结构。

•分裂法:找出相互关联最弱的节点,并删除他们之间的边,通过这样的反复操作将网络划分为越来越小的组件,连通的网络构成社区。

2.2.2 划分聚类/扁平聚类•像k-means什么的就很好,但是需要注意一点,k-means 需要欧氏空间,上面根据邻接关系定义的节点相似度并不适用。

2.2.3 谱聚类•图分割中的如 Ratio Cut和Normalized Cut其实和谱聚类是等价的,所以谱聚类也能用在社区发现上。

2.3 分裂法•这里的分裂法和层次聚类中的类似,区别是前者不计算节点相似度,而是删除是两个社区之间的关联边,这些边上的两点的相似度不一定很低。

其中最著名的算法就是Girvan-Newman算法,根据以下假设:社区之间所存在的少数几个连接应该是社区间通信的瓶颈,是社区间通信时通信流量的必经之路。

如果我们考虑网络中某种形式的通信并且寻找到具有最高通信流量(比如最小路径条数)的边,该边就应该是连接不同社区的通道。

Girvan-Newman算法就是这样,迭代删除边介数(EdgeBetweenness)最大的边。

2.4 谱方法•基于谱分析的社区算法基于如下事实,在同一个社区内的节点,它在拉普拉斯矩阵中的特征向量近似。

将节点对应的矩阵特征向量(与特征值和特征向量有关的都叫谱)看成空间坐标,将网络节点映射到多维向量空间去,然后就可以运用传统的聚类算法将它们聚集成社团。

这种方法不可避免的要计算矩阵的特征值,开销很大,但是因为能直接使用很多传统的向量聚类的成果,灵活性很高。

2.5 基于模块度的方法•模块度不仅仅作为优化的目标函数提出,它也是目前是最流行的用来衡量社区结果好坏的标准之一(它的提出被称作社区发现研究历史上的里程碑)。

我们知道,社区是节点有意识地紧密联系所造成的,它内部边的紧密程度总比一个随机的网络图来的紧密一些,模块度的定义就是基于此,它表示所有被划分到同一个社区的边所占的比例,再减除掉完全随机情况时被划分到同一个社区的边所占的比例:•Q=∑c=1K[A(Vi,Vi)m-(degree(Vi)2m)2]•其中Vi是第i个社区,m是整个图中边的数目。

模块度的一个优点是好坏与社区中点的数目无关。

模块度真是个好东西,第一次对社区这个模糊的概念提出了量化的衡量标准(不过据说对于小粒度的不太准)。

所以对模块度的算法优化多种多样,从贪心到模拟退火等应有尽有。

2.6 动态算法•自旋模型和同步算法应该是物理学家提出来的算法,话说物理学家在社区发现领域十分活跃,发了不少论文。

随机游走是基于以下思想:如果存在很强的社区结构,那么随机游走器(random walker)会在社区内部停留更长的时间,因为社区内部的边密度比较高。

2.7 基于统计推断的算法•基于统计推断的方法包括观察到的数据集和对模型的假设。

如果数据集是图,模型假设对节点之间如何联系的描述就要符合真实的图结构。

2.8 其他•个人觉得重叠和动态社区都很难成为一个类别,因为具体算法各有不同,用共同点“重叠”或“动态”来作为一类又太广泛了,比较适合作为特征或维度来描述。

•而Web社区特指Web页面相互连接而成的集合,这又是一个大类,底下有不少算法。

3. 社区发现算法特征•下面我从不同的角度来描绘社区发现算法的一些特征,这些特征可以用来对社区发现算法进行分类:3.1 优化目标•有一些社区发现算法比如谱方法,KL算法,以及基于最大流的社区发现方法等,给出明确的的目标函数,并提出算法来最优化目标函数。

•常用的优化目标函数有:3.1.1 Normailized Cut和conductance •如果我们将图划分为S和S¯=V-S两个部分,那么S与图中的剩下部分联系越少,说明S越独立,越有可能是一个内部紧密的社区。

我们用cut(S)来表示两者之间的联系数目:cut(S)=∑i∈S,j∈S¯A(i,j)•为了避免孤立节点的产生,我们分别除以它的权值(内部度数之和),来达到相对平均一些的分割。

这就是Normailized Cut:•Ncut(S)=∑i∈S,j∈S¯A(i,j)∑i∈Sdegree(i)+∑i∈S,j∈S¯A(i,j)∑j∈S¯degree(j)•连通度(conductance)也是类似的定义:•Conductance(S)=∑i∈S,j∈S¯A(i,j)min(∑i∈Sdegree(i),∑j∈S¯degree(j))•当涉及到多个划分V1,…,Vk时,Normalilized Cut和连通度就是它们之和。

3.1.2 Kernighan-Lin object•KL目标函数旨在使两个相同大小的社区之间的边联系最小:•KLObj(V1,…,Vk)=∑i≠jA(Vi,Vj)•其中A(Vi,Vj)=∑u∈Vi,v∈VjA(u,v),|V1|=|V2|=…=|Vk|。

3.2 粒度控制(社区数目可不可控)•对于有层次的社区发现算法来说的,比如某些二分社区算法,是通过不断递归的划分子社区来获得预定的社区数目。

而某些算法,像层次聚类和MCL,基于概率模型的社区发现算法等,允许用户通过调节参数来间接控制输出社区的数目。

•另一些算法,像模块度优化算法,它的社区数目是由优化函数决定的,不需要用户来设定社区的数目。

3.3 规模•很多算法在设计的时候,并没有特别地考虑伸缩性,在面对整个Web以及大型社交网络时动辄百万甚至千万个点时效果不佳。

比如GN算法,需要计算即通过每条边的最短路径数目(edge betweeness),复杂度相当高,像谱聚类算法,能处理10K个点和70M条边就不错了。

•所以,有些算法比如Shingling算法等,使用的方法相对简单,从而能适合大规模的社区发现的运行要求。

3.4 局部社区发现•所谓的局部社区发现,是指只根据临近的邻居节点发现社区结构,而不考虑全局的网络,这与全局社区发现中对图中的每一个节点都打上社区标签的做法相对应。

•在整个网络图很大,数据集不能全部加载到内存时,使用局部社区发现可以只加载图的一部分,发现一个局部社区,然后迭代地调用该方法来逐一地提取社区结构。

3.5 重叠社区•很多社区发现算法,比如图分割算法,将整个网络划分为多个独立的社区结构。

但是在现实中,许多网络并不存在绝对的彼此独立的社团结构,相反,它们是由许多彼此重叠互相关联的社团构成,比如说在社交网络中,一个人根据兴趣的不同,有可能属于多个不同的小组等。

所以,很多类似派系过滤算法(CPM)这样旨在发现重叠社区的算法也被不断地提出来。

3.6 评价标准•社区发现算法常用的评价标准有:准确率,召回率,F1值•一个大规模数据集合中检索文档的时,可把文档分成四组:系统检索到的相关文档(A),系统检索到的不相关文档(B),相关但是系统没有检索到的文档(C),不相关且没有被系统检索到的文档(D):•准确度定义为:pr=AA+C•召回率定义为:rc=AA+B•F-measure是准确率和召回率协调之后的结果,定义为:•PWF=2×pr×rcpr+rc•同理,社区也可以用这个概念。

平均聚类纯度•平均聚类纯度,average cluster purity。

假设算法发现了C={C1,…,CK}个社区,我们假设社区Ci有ni个点,每个点分别为{v1,i,…,vni,i}。

令Ml,i为点vl,i 真实归属的标签,平均聚类纯度为定义为•ACP=1k∑i=1k∑l=1niδ(domi∈Ml,i)ni•即社区Ci中主要标签的点占社区所有点的数目比例。

4. 社区发现的趋势• 4.1 动态社区发现 (Dynamic Networks)•很多社区算法都把社区看做静态的图,但是事实上的社交网络是随着时间逐渐演变的。

这些社区如何形成和消解,它们的的动态变化该如何处理,确实是一个研究热点。

• 4.2 异构网络上的社区发现(Heterogeneous Network)•日常算法中我们都假定网络中的点和边属于同一类型。

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