網(wǎng)絡結構與效應原理

關于網(wǎng)絡結構與效應原理第一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三這是一門什么樣的課？教學目標，教學內容，學生的預期收獲課程的組織，對學生的要求第二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三這是一門什么樣的課？從內容上看，是應用數(shù)學和計算機科學的基礎知識，分析推理網(wǎng)絡作用下的一系列經(jīng)典社會與經(jīng)濟行為的課程以上述為載體，幫助學生體會文理學科交叉的一種精彩，并訓練學生以“計算思維”的觀念分析社會學與經(jīng)濟學問題的初步能力沒有先修要求，適合各專業(yè)學生第三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三這門課的由來（直接）2009年，從互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)一本即將出版的教材的PDF文件（書稿的早期版本）2010年6月出版，劍橋大學出版社第四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三AcourseatCornell第五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三2010年12月，康奈爾大學網(wǎng)絡課課堂（本科）2010年12月1日第六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三AcourseatU.Mich第七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三AcourseatStanford第八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三劍橋大學第九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三2011年10月，我們完成了該教材的翻譯出版第十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三2011年秋2012年春第十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三大道理對于趨勢的認識計算：（科學、技術與工程）（經(jīng)濟、社會與政治）－－“網(wǎng)絡分析”是一個天然紐帶計算在人類認識自然進程中作用的演化計算＋社會科學：跨學科教學的一縷新風TheChallengesofMultidisciplinaryEducationinComputerScience,byFredRoberts,JCSTJuly,2011計算思維培養(yǎng)的實例不僅計算機專業(yè)，但是計算機專業(yè)的機遇和挑戰(zhàn)第十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三課程內容概要出發(fā)點網(wǎng)絡，一個已經(jīng)滲透到人類生活方方面面的概念，理解其作用原理不僅必要且已有可能主要內容討論網(wǎng)絡的語言（基礎）網(wǎng)絡結構分析網(wǎng)絡行為推理制度下的聚合行為以若干經(jīng)濟學與社會學經(jīng)典問題為背景第十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三形形色色的網(wǎng)絡第十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三形形色色的網(wǎng)絡交通運輸網(wǎng)，郵政網(wǎng)，電話通信網(wǎng)，計算機網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)，萬維網(wǎng)社會關系網(wǎng)，產(chǎn)品供銷網(wǎng)，金融借貸網(wǎng)智能電網(wǎng)，無線網(wǎng)，傳感網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)網(wǎng)，生物代謝網(wǎng)，食物鏈（網(wǎng)）攻守同盟網(wǎng)，恐怖主義網(wǎng)絡…，人人網(wǎng)，新浪微博網(wǎng)，QQ，…，團購網(wǎng)第十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三不同類型網(wǎng)絡的依存互聯(lián)網(wǎng)（Internet）－物理的、技術的萬維網(wǎng)（WorldWideWeb）－基于互聯(lián)網(wǎng)的信息網(wǎng)絡人人網(wǎng)－基于萬維網(wǎng)的在線社會（社交）網(wǎng)絡（OnlineSocialNetwork，OSN）社會關系網(wǎng)，常常與地域相關（尤其在古代），地域上接近，見面的機會多，建立關系的可能性就大，隨著交通工具的發(fā)達，社會關系的地域范圍擴大第十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三技術發(fā)展的兩重作用

（尤其是計算機與通信技術（ICT）的發(fā)展）

催化了各種網(wǎng)絡的發(fā)展規(guī)模變大，范圍變廣新型網(wǎng)絡的涌現(xiàn)使分析和理解大規(guī)模網(wǎng)絡的行為成為可能行為數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡的運行伴生海量數(shù)據(jù)分析的能力（計算設施，算法工具）以社會網(wǎng)絡分析為例，以前的分析能力限制在上百個節(jié)點，現(xiàn)在可以分析上億個節(jié)點的網(wǎng)絡第十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三當我們想到“網(wǎng)絡”這個詞語...

“事物”＋“聯(lián)系”節(jié)點（vertex,point）邊（連接,鏈接,關系,聯(lián)系；edge,link,tie）第十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三網(wǎng)絡的一些基本區(qū)分節(jié)點的性質（類型）是否一樣？例如，有些代表人，有些代表機構邊是否有“方向”？例如，道路的單行線，粉絲明星節(jié)點是否有區(qū)別（即便相同性質）？例如，節(jié)點各有特定名稱，名稱亂了含義不同邊是否有“強弱”（即便沒有方向）？例如，關系的親疏程度，友好或者敵對…第十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三圖論：討論網(wǎng)絡的語言之一節(jié)點，邊完全圖，散點圖；（群體）同構，異構無向圖（graph），有向圖（directedgraph）連通，連通分量（分枝），強連通分量路（path）、橋（bridge）、捷徑（localbridge）、距離二部圖（bipartitegraph）圖上的廣度優(yōu)先搜索（breadth-firstsearch）第二十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三博弈論：討論網(wǎng)絡的語言之二參與者、策略、回報（收益）應對、最佳應對；占優(yōu)策略，非優(yōu)策略均衡、納什均衡預期的自我實現(xiàn)純策略、混合策略帕累托最優(yōu)、社會最優(yōu)進化博弈，進化穩(wěn)定，進化穩(wěn)定混合策略與經(jīng)典博弈的關系第二十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三網(wǎng)絡結構分析

（社會學和經(jīng)濟學背景下）邊的成因（edgeprediction）哪些當前沒有聯(lián)系的兩個節(jié)點將來形成聯(lián)系的可能性比較大？（三元閉包，同質性）邊的意義網(wǎng)絡中不同位置的邊的不同作用（關系強度）節(jié)點的重要性由結構特征帶來的節(jié)點的權力，或“權重”結構的劃分，結構的平衡結構中體現(xiàn)出來的社會性含義第二十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三一個空手道俱樂部成員之間的社會網(wǎng)絡第二十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三網(wǎng)絡結構中的社會性含義示例第二十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三社會網(wǎng)絡中的權力分析示例第二十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三網(wǎng)絡行為推理群體效應（總體效應）交通擁堵問題，布雷斯悖論（若結構不合理，增加資源可能反而引起問題）結構效應級聯(lián)，波及，效用在一定制度下的聚合行為市場，表決，產(chǎn)權行為反過來對結構的影響第二十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三商業(yè)網(wǎng)絡中的波及效應示例第二十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三制度示例：關于誠實表決問題以50%概率拿出其中一個壇子供三人表決用三人依次，隨機取一個看看，放回；不交換意見每人給出關于壇子是1號還是2號的判斷若多數(shù)對了，3人都得獎；否則，3人都受懲罰第二十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三學習網(wǎng)絡關心的核心問題局部與全局（微觀與宏觀）每個人（節(jié)點）的局部行為，可能對全局產(chǎn)生什么樣的影響？（聚合，aggregation）節(jié)點并不一定刻意追求所導致的全局效果節(jié)點的行為有可能在一定制度的規(guī)范下尺度在小尺度網(wǎng)絡上觀察到的原理與現(xiàn)象是否在大尺度上也同樣存在例如，傳統(tǒng)社會網(wǎng)絡分析中得到的結論，是否在OSN上也成立。第二十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三推理（reasoning）ReasoningaboutahighlyconnectedworldReason–thecapacityhumanbeingshavetomakesenseofthings,toestablishandverifyfacts,andtochangeorjustifypractices,institutions,andbeliefs.“推理”不同于“直覺的判斷”。推理總是要試圖講出道理…isawaybywhichthinkingcomesfromoneideatoarelatedidea…第三十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三教學目標，預期收獲知識內容寬、廣、交叉；對熟悉知識（事實）的新視角能力訓練應用計算思維分析推理社會科學問題的初步能力素質培養(yǎng)以研究的精神面對問題的態(tài)度，AB“l(fā)earn”，“study”，“research”…第三十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三課程學習后能分析的問題舉例假設人類學家正在研究三個互為鄰里的小村莊組成的集合。每個村莊都有30人，包括2-3個大家庭。每個村莊的人們都互相了解自己村莊的人。人類學家在這三個村莊建立一個社會網(wǎng)絡后，發(fā)現(xiàn)人們都和自己村莊的人是朋友，和其他兩個村莊的人敵對。這就給出了90人形成的網(wǎng)絡（因為每個村莊30人），該網(wǎng)絡中的邊也會帶有正關系和負關系的標識。根據(jù)所學的概念，這個90人形成的網(wǎng)絡是平衡（均衡）的嗎？請做一個簡明的分析。第三十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三課程學習后能分析的問題舉例假如一個搜索引擎有兩個廣告位可以出售。廣告位A的點擊率為10，B的點擊率為5。有三個廣告商有興趣購買這兩個廣告位。廣告商X對每點擊的估價為3，廣告商Y對每點擊的估價為2，廣告商Z的每點擊估價為1。分別計算這兩個廣告位的社會最優(yōu)分配價格和VCG價格，對你的答案給出簡要的解釋。第三十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三課程學習后能分析的問題舉例考慮一個博彩市場，有兩匹賽馬A和B；有兩個賭客，1和2。設每個賭客的財富量都是w。賭客1相信A贏的概率是1/2，因此B也是1/2。賭客2相信A贏的概率是1/4，因此B是3/4。兩個賭客的財富效用都是對數(shù)函數(shù)，都根據(jù)自己的信念下注，要使財富效用的期望最大化。（a）賭客1，2分別應該在賽馬A，B上投多少錢？（b）求A和B的均衡賠付率倒數(shù)。（c）如果A贏了，賭客1會有多少錢？若B贏了呢？第三十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三課程的組織教師：李曉明，lxm@助教：孫彩虹，caihongsun@時間地點公共教學一樓一層104；周一，18:00-19:30Officehour:（通常課前1小時，地點待定）教材：《網(wǎng)絡、群體與市場》（清華出版社，2011）網(wǎng)上能找到免費英文原版第三十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三教學內容安排概要9月10日 第1章，課程概述；第2章，圖論基本概念9月17日 第3章，強聯(lián)系和弱聯(lián)系；第4章，網(wǎng)絡及其存在的環(huán)境9月24日 第5章，正關系與負關系10月8日 第6章，博弈論基礎，第7章，進化博弈10月15日 第8章，網(wǎng)絡流量的博弈論模型，第9章，拍賣10月22日 第10章，匹配市場；第11章，有中介的市場網(wǎng)絡模型10月29日 第12章，網(wǎng)絡中的議價與權力11月5日 第13章，萬維網(wǎng)結構；第14章，鏈接分析和網(wǎng)絡搜索11月12日 第15章，搜索引擎帶來的廣告市場11月19日 第16章，信息級聯(lián)；第17章，網(wǎng)絡效應11月26日 第18章，冪律與富者更富現(xiàn)象12月3日 第19章，網(wǎng)絡中的級聯(lián)現(xiàn)象；第20章，小世界現(xiàn)象12月10日 第21章，流行病學12月17日 第22章，市場與信息12月24日 第23章，表決12月31日

第24章，產(chǎn)權；課程內容要點回顧1月7日

考試第三十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期三教學內容安排概要（執(zhí)行）9月10日 第1章，課程概述；第2章，圖論基本概念9月17日 第3章，強聯(lián)系和弱聯(lián)系；第4章，網(wǎng)絡及其存在的環(huán)境9月24日 第5章，正關系與負關系10月8日 第6章，博弈論基礎，第7章，進化博弈10月15日 第8章，網(wǎng)絡流量的博弈論模型，第9章，拍賣10月22日 第10章，匹配市場；第11章，有中介的市場網(wǎng)絡模型10月29日 第12章，網(wǎng)絡中的議價與權力11月5日 第13章，萬維網(wǎng)結構；第14章，鏈接分析和網(wǎng)絡搜索11月12日 第15章，搜索引擎帶來的廣告市場11月19日 第17章，網(wǎng)絡效應11月26日 第18章，冪律與富者更富現(xiàn)象12月3日 第16章，信息級連；第20章，小世界現(xiàn)象12月10日 第21章，流行病學12月17日 第22章，市場與信息12月24日 第23章，表決12月31日

第24章，產(chǎn)權；課程內容要點回顧1月7日

考試第三十七頁，共三十九頁，編輯于2023年