Neo4j 图数据库高级应用系列 / 服务器扩展指南 APOC 8.7 - 图生成 无标度网络

article/2025/8/30 17:45:59

1、概述

Barabási和Albert(1999)的“富者更富”(Rich get richer)生成模型(BA模型)最被熟知的无标度网络子集的生成模型。它让每个网页根据一个非均匀的概率分布与已有网页建立连接,这个概率分布与当前网页的入度数成比例。根据这个过程,拥有更多入度的的网页相较一般网页会吸引更多的链接。这样的机制会产生“幂律”(Power Law)。

        和无标度网络相关的另外一个耳熟能详的名词是“长尾效应”。

        无标度网络(scale-free network)是一种度分布(即对复杂网络中节点度数的总体描述)服从或者接近幂律分布的复杂网络。尽管许多真实世界的网络被认为是无标度的,然而其证明却往往因为愈发严格的数据分析技术而显得不够充分。由此,许多网络的无标度性还在科学社群中被争讨论中。一些声称是无标度的网络包括:

    • 社交网络(Social networks),包括合作网络。两个被广泛研究的示例是演员合演电影的合作网络和数学家合著论文的合作网络。

    • 许多种电脑网络,包括互联网和万维网的网图。

    • 一些金融网络,如银行间支付网络。

    • 蛋白质-蛋白质相互作用网络。

    • 语义网络[3]。

    • 航空航线网络。

BA图/无标度图拥有以下特征:

  1. 普遍存在度远高于平均值的节点。度最高的节点通常称为枢纽(hub),被认为在网络中起到特殊作用,尽管这还要看具体在网络的哪个区域。无标度性与网络应对故障的鲁棒性有很大关系。主要的hub节点通常连接着小的hub节点。这些小的hub节点再伴随着度更小的节点,
  2. 无标度图的层级关系使得网络拥有一定的容错行为。如果错误随机发生,并且大量节点都具有较小的度,那么hub节点受影响的概率微乎其微。即便hub节点出现了错误,因为还有其他hub节点,网络通常不会失去原来的连通性。然而,如果定向选择一些主要的hub节点并把它们从网络中去除,网络便会转为许多相对离散的图。因此,hub节点既是无标度网络的优势又是劣势。
  3. 随节点度数升高而降低的聚集系数(clustering coefficient)分布。这个分布也服从幂律分布。这表明度数低的节点从属于致密的子图,这些子图再通过hub节点互相连接。试想一个社交网络,它的节点是人,而链接是熟人关系。很容易得出人们倾向于形成社群,也就是互相熟识的团体。
  4. 在实践中,一个生长中的无标度网络的半径几乎可以被认作是一个定值。

2、过程调用接口

过程接口

CALL apoc.generate.ba(

  noNodes,

  edgesPerNode,

  label,

  relType

)

参数名

类型

缺省值

可为空?

说明

noNodes

非负长整数

1000

随机生成的节点总数。

edgesPerNode

非负长整数

2

每个节点的边的数量的一半。实际生成图时会按照这个数值生成出边和入边,因此会有2倍的边。

label

字符串

NULL

节点标签。如果为空则缺省为Person,并且会为每个Person节点生成一个英文名字保存在name属性中。

relType

字符串

NULL

关系类型。如果为空则缺省为FRIENDS_OF。

3、示例

// 8.7(1) 生成一个有10万节点、80万条边的BA图。
//        节点标签为NodeBA,边/关系类型为LINKS4。
//        执行时间:1872msCALL apoc.generate.ba(100000,4,'NodeBA', 'LINKS4') // 8.7(2) 统计生成的图中、节点度的分布。MATCH (u:NodeBA)
WITH size ((u) -- ()) AS countOfRels
WITH countOfRels, count(countOfRels) AS cnt
RETURN countOfRels, cnt
ORDER BY countOfRels ASC

运行8.7(1)和8.7(2)中的查询后,我们可以得到下面的结果(图中仅显示到度数<200的节点):

从上图中可以清晰地看到,无标度网络中只有少量节点有很高的度(即边的数量,从而符合幂律、而不是随机分布),而绝大多数节点的度非常少(长尾)。

 


http://chatgpt.dhexx.cn/article/FxaDNLZM.shtml

相关文章

m随机网络,无标度网络,小世界网络以及NS小世界网络在网络攻击中的性能仿真

目录 1.算法仿真效果 2.算法涉及理论知识概要 3.MATLAB核心程序 4.完整算法代码文件 1.算法仿真效果 matlab2022a仿真结果如下&#xff1a; 2.算法涉及理论知识概要 1.随机网络&#xff08;random network&#xff09; 2.无标度网络 &#xff08;scale-free network&#…

无标度网络的C++代码实现

前言 上一篇文章中给出了ER随机网络的C代码实现&#xff0c;这篇文章让我们来说一下另一个科研中用的非常广泛的网络——无关联无标度网络&#xff0c;即SF, UCM网络模型。 背景 BA无标度网络的发展及算法 无标度网络的发展要追溯到20世纪末&#xff0c;由Barabsi和Albert提出的…

聊聊BA无标度网络以及其作用

病毒传播为什么如此迅速&#xff1f; 我不是医学专业的&#xff0c;所以我无法从专业的视角去解释病毒到底是什么&#xff0c;它们的行为我也不懂&#xff0c;但是我可以从另一个专业的视角&#xff0c;给大家普及一下病毒传播的承载介质&#xff0c;即 网络 。 我不可能去描…

基于Matlab的无标度网络仿真

1.问题描述&#xff1a; 无标度网络具有严重的异质性&#xff0c;其各节点之间的连接状况&#xff08;度数&#xff09;具有严重的不均匀分布性&#xff1a;网络中少数称之为Hub点的节点拥有极其多的连接&#xff0c;而大多数节点只有很少量的连接。少数Hub点对无标度网络的运行…

BA无标度网络的仿真实现

复杂网络&#xff08;Complex Network&#xff09;&#xff0c;是指具有自组织、自相似、吸引子、小世界、无标度中部分或全部性质的网络。特征&#xff1a;小世界、集群即集聚程度的概念、幂律的度分布概念。 BA模型是由巴拉巴西&#xff08;Albert-Lszl Barabsi&#xff09;与…

BA无标度网络模型

BA无标度网络模型于1999年提出&#xff0c;具有如下特性&#xff1a;&#xff08;1&#xff09;网络的规模是不断扩大的&#xff1b;&#xff08;2&#xff09;新的节点更倾向于与那些具有较高连接度的节点相连接。 BA无标度网络模型构造算法 &#xff08;1&#xff09;从具有…

Matlab实现无标度网络生成及其分析

文章目录 引言社会网络分类Barabsi-Albert无标度网络生成算法MATLAB代码实现无向的无标度网络生成代码BAgraph_undir有向的无标度网络生成代码BAgraph_dir 无标度网络的节点度统计分析无向的无标度网络节点频率统计算法有向的无标度网络节点频率统计算法 完整的分析代码代码实现…

networkx学习(五)无标度网络

networkx学习(五)无标度网络 参考:参考来源,《巴拉巴西网络科学》 无标度网络: 对于随机网络和规则网络,度分布区间非常狭窄,大多数节点都集中在节点度均值< k >的附近,说明节点具有同质性,因此< k >可以被看作是节点度的一个特征标度。而在节点度服从幂…

无标度网络的生成模型

1999 年 Barabsi 和 Albert 提出了无标度网络模型&#xff08;简称 BA 模型&#xff09;。无标度网络的重要特征为&#xff1a; 无标度网络的节点度分布服从幂律分布。 无标度网络的度分布 p ( d ) p(d) p(d) 满足 p ( d ) ∼ d − α &#xff0c; p(d)\sim d^{-\alpha}&…

无标度网络(scale-free network)

无标度网络具有严重的异质性&#xff0c;其各节点之间的连接状况&#xff08;度数&#xff09;具有严重的不均匀分布性&#xff1a;网络中少数称之为Hub点的节点拥有极其多的连接&#xff0c;而大多数节点只有很少量的连接。少数Hub点对无标度网络的运行起着主导的作用。从广义…

无标度网络模型

网络节点的度没有明显的特征长度我们就称之为无标度网络。 一、BA无标度网络模型 1、模型概述 ER随机图和WS小世界模型忽略了实际网络的两个重要特性&#xff1a; &#xff08;1&#xff09;增长特性&#xff1a;即网络的规模是不断扩大的。例如每个月都会有大量的新的科研文…

2019年互联网公司月饼哪家强?阿里、百度、网易等14家中秋月饼盘点

一年一度的中秋节日马上到来&#xff0c;"八月十五月儿圆&#xff0c;中秋月饼香又甜"&#xff0c;没有月饼的中秋节是不完整的。而在互联网公司&#xff0c;月饼已然成为福利和文化的象征。特别是一些互联网大厂&#xff0c;在月饼设计上特别用心。今天&#xff0c;…

黑芝麻智能与上汽通用五菱签署战略合作协议;亚马逊广告发布一系列全新广告解决方案 | 全球TMT...

国内市场 黑芝麻智能与上汽通用五菱签署战略合作协议。双方在车规级自动驾驶计算芯片、视觉感知算法等方面展开紧密合作。上汽通用五菱和黑芝麻智能将基于华山二号A1000系列自动驾驶计算芯片、FAD全自动驾驶平台、山海人工智能开发平台等一系列开发工具&#xff0c;结合黑芝麻智…

如何处理投递的邮件被趋势RBL拦截的问题

外发邮件时&#xff0c;对方未收到&#xff0c;查询日志&#xff0c;报错如下&#xff1a; ……..blocked_using_Trend_Micro_RBL._Please_see…… 亚信安全使用的垃圾邮件地址库为国际的MAPS库&#xff0c;您可以通过&#xff1a;https://www.ers.trendmicro.com/ 右侧的IP Re…

持续保持逆势增长,亚信科技带给我们哪些启示?

面对逆境仍然能够持续保持业绩稳步增长&#xff0c;亚信科技可以带给我们哪些启示和借鉴&#xff1f; 逆势增长的亚信科技 众所周知&#xff0c;由于三年疫情带来的巨大冲击以及各种“黑天鹅”事件频发&#xff0c;近年来许多企业的财务报表都乏善可陈。 然而就是在这样复杂的外…

从雅虎被黑事件看在线数据的保护

根据最近雅虎被黑事件我们都能了解些什么&#xff1f;10 大最常见密码&#xff0c;其中“123456”终于胜过了 2011 年人民群众最喜爱的密码冠军“password”&#xff0c;而按照键盘上字母排列顺序的“qwert”也再次入围。 当您注册网站服务时&#xff0c;是否也会使用常见的单…

JVM——垃圾回收算法

1. 概述 垃圾收集&#xff0c;不是Java语言的伴生产物。早在1960年&#xff0c;第一门开始使用内存动态分配和垃圾收集技术的Lisp语言诞生。 关于垃圾收集有三个经典问题&#xff1a; 哪些内存需要回收&#xff1f; 什么时候回收&#xff1f; 如何回收&#xff1f; 1.1. 面…

安全世界 5正当时:亚信安全2020第五空间战略发展高峰论坛举行

点击上方关注我们! 11月15日&#xff0c;由亚信安全主办的“安全世界 5正当时”2020第五空间战略发展高峰论坛在北京盛大举行。来自政府、运营商、金融和能源等关键信息基础设施行业的负责人&#xff0c;生态合作伙伴出席本次活动&#xff0c;“共启安全数字世界”&#xff0c;…

趋势科技年度巨献 《2020》反黑大片

《2020》是趋势科技根据 ICSPA 的「2020 项目」报告所改编成的影片,描述一个不久即将发生的未来世界。这些影片以虚构的故事呈现该报告当中所描绘的社会变迁与科技演进,我们将告诉您移动及云安全技术的演进如何影响人与人之间以及人与世界的互动,还有人们如何工作以及如何认…

亚信安全走过“融合、突破”元年 探索网络安全的未来

2016年12月16日&#xff0c;云与大数据安全技术厂商亚信安全在京召开“亚信安全1周年暨2017战略媒体沟通会”。本次会议指明了不断演化的全球网络威胁及国家网络安全战略驱动下的产业发展源动力&#xff0c;回顾总结了亚信安全在2016年成立元年对核心竞争力塑造的融合之力&…