Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών


Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας (Βόλος)


Διδάσκων

Δημήτριος Κατσαρός

Σύνθετα (ή Σύμπλεκτα) Δίκτυα (Complex Networks)

Περίληψη

  1. Το μάθημα θα διαπραγματευτεί:
    Την θεωρία και πρακτική των σύνθετων δικτύων
  2. Αντιπροσωπευτικές λέξεις-κλειδιά του μαθήματος:
    • node, edge, graph theory, power laws, degree distribution
    • random graph, network growth/evolution models, preferential attachment, network dynamics
    • small world, six degrees of separation, scale-free networks
    • degree centrality, closeness centrality, betweenness centrality, flow centrality, spectral centrality
    • communities (overlapping, non-overlapping, graph-theoretic, spectral), modularity, clustering coefficient
    • influentials, (super)spreaders, influence and susceptibility
    • robustness, temporal complex networks, multi-layer networks
    • SI, SIS, SIR, SIRS, SEIR epidemic/compartmental models (with/witout vital dynamics)
    • Graph Neural Networks (design, training, applications)



Βιβλιογραφία

Βιβλίο
Τίτλος Επιστήμη Δικτύων
Συγγραφείς A.L. Barabasi
Μετάφραση: Δ.Κατσαρός, Γ.Μανωλόπουλος, Α.Παπαδόπουλος
Έκδοση Πρώτη Ελληνική (September 2022)
Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών
Διανέμεται στους φοιτητές


Χρήσιμα άρθρα

  1. Mark E.J. Newman, Power laws, Pareto distributions and Zipf's law, Contemporary Physics, vol. 46, no. 5, pp. 323-351, 2005.
  2. Aaron Clauset, Cosma Rohilla Shalizi, Mark E.J. Newman, Power law distributions in empirical data, SIAM Review, vol. 51, no. 4, pp. 661-703, 2009.
    και η σελίδα εδώ
  3. Mark E.J. Newman, The structure and function of complex networks, SIAM Review, vol. 45, no. 2, pp. 167-256, 2003.
  4. Santo Fortunato, Community detection in graphs, Physics Reports (Elsevier), vol. 486, no. 3-5, pp. 75-174, 2010.
  5. S. Boccaletti, V. Latora, Y. Moreno, M. Chavez and D.-U. Hwang, Complex networks: Structure and dynamics, Physics Reports, vol. 424, no. 4-5, pp. 175-308, 2006.
  6. Herbert W. Hethcote, The mathematics of infectious diseases, SIAM Review, vol. 42, no. 4, pp. 599-653, 2000.


Ωρες/ημέρες διαλέξεων στο Εργαστήριο 305

Δευτέρα 14:00-16:00
Πέμπτη 14:00-16:00

Απαιτήσεις μαθήματος:

problem-set-01

You can find the 1st problem-set here.



Variants of Edge Centralities Calculation software for single-layer networks by Charalampos Sampakidis. Also, available locally

Complex network analysis software for single-layer networks by Kostas Segditsas

Complex network analysis software for multi-layer networks

Πρόγραμμα διαλέξεων

Εβδομάδα Ημερομηνία Αντικείμενο διάλεξης Διαφάνειες (1ο μέρος) Διαφάνειες (2ο μέρος)
1 24-27/02/2025 α) Εισαγωγή στα Σύνθετα Δίκτυα (Introduction to Complex Networks)
β) Βασικές έννοιες από τη θεωρία γραφημάτων (Background on graph theory)
Διάλεξη 1α Διάλεξη 1β
2 06/03/2025 α) Δυναμο-νόμοι 1 (Power-laws 1)
β) Δυναμο-νόμοι 2 (Power-laws 2)
Διάλεξη 2β Διάλεξη 3α
3 10-13/03/2025 α) Εξέλιξη δικτύου (Network growth)
β) Δικτυακές κεντρικότητες 1 (Network centralities 1)
Διάλεξη 3β Διάλεξη 4α
4 17-20/03/2025 α) Δικτυακές κεντρικότητες 2 (Network centralities 2) Διάλεξη 4β
5 24-27/03/2025 α) Δικτυακές κεντρικότητες 3 (Network centralities 3)
α1) Τα μαθηματικά του PageRank
α2) Υποδειγματικά επιλυμένα προβλήματα στον υπολογισμό PageRank δικτύων
Διάλεξη 5α Διάλεξη 5α (συμπλήρωμα-1)
6 31/03-03/04/2025
α) Δικτυακές κοινότητες 1 (Network communities 1)
β) Δικτυακές κοινότητες 2 (Network communities 2)
Διάλεξη 6α Διάλεξη 6β
7 07-10/04/2025
α) Δικτυακές κοινότητες 3 (Network communities 3)
β) Ασκήσεις στις Δικτυακές κοινότητες (Exercises on Network communities)
Διάλεξη 7α Διάλεξη 7β
8 28/04/2025
α) Ενδιάμεση Εξέταση (Midterm examination)
β) Σημαίνουσας επιρροής κόμβοι (Influential nodes)
Διάλεξη 8α
9 05-08/05/2025 Μεγιστοποίηση επιρροής (Influence maximization) Διάλεξη 8β
10 12-15/05/2025 α) Ευρωστία δικτύου (Network robustness) Διάλεξη 9α
11 19-22/05/2025 α) Σημαίνουσας επιρροής κόμβοι σε πολυ-επίπεδα σύνθετα δίκτυα (Influential nodes in multilayer complex networks)
β) Χρονικά μεταβαλλόμενα σύνθετα δίκτυα (Temporal/Time-varying complex networks)
Διάλεξη 10α Διάλεξη 10β
12 26-29/05/2025 Νευρωνικά Δίκτυα Γραφημάτων Διάλεξη 13α Διάλεξη 13β
13 02-05/06/2025 Εξάπλωση μόλυνσης με βάση τους πληθυσμούς: SI, SIS, SIR (Population-based infection models: SI, SIS, SIR)
β) Τελική Εξέταση (Final exam)
Διάλεξη 11α Διάλεξη 12



dkatsar AT e-ce DOT uth DOT gr
Τελευταία ενημέρωση: Δευ. 24 Φεβ. 2025