Анализ сетей (графов) в среде R. Руководство пользователя (4000,00 руб.)

Стр.5

Стр.7

Стр.8

Стр.9

УДК 004.73:004.438R ББК 32.971.35 Л94 Люк Д. А. Л94 Анализ сетей (графов) в среде R. Руководство пользователя / пер. с анг. А. В. Груздева. – М.: ДМК Пресс, 2017. – 250 с.: ил. ISBN 978-5-97060-428-1 Данная книга представляет собой практическое руководство по решению основных задач, связанных с анализом сетей, включая управление сетевыми данными, визуализацию сетей, их описание и моделирование. Все примеры, используемые в книге, сопровождаются программным кодом на языке R. Издание служит отличным справочным ресурсом для изучения науки о сетях. УДК 004.73:004.438R ББК 32.971.35 Translation from the English language edition: A User’s Guide to Network Analysis in R by Douglas A. Luke Copyright © Springer International Publishing Switzerland 2015 This Springer imprint is published by Springer Nature The registered company is Springer International Publishing AG All Rights Reserved Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. ISBN 978-3-319-23882-1 Copyright © Springer International Publishing Switzerland, 2015 ISBN 978-5-97060-428-1 © Перевод, издание, оформление, ДМК Пресс, 2017

Стр.5

Содержание Предисловие......................................................................................................................9 Глава 1. Введение в анализ сетей в R...................................................................11 1.1..Что.такое.сети?..............................................................................................................12 1.2..Что.такое.анализ.сетей?.................................................................................................14 1.3..Пять.серьезных.причин.проводить.анализ.сетей.в.R.......................................................15 1.3.1..Широта.возможностей.R...................................................................................15 1.3.2..Свободно.распространяемая.и.открытая.природа.R..........................................16 1.3.3..Возможности.работы.с.данными.и.проектами.в.R..............................................16 1.3.4..Широкий.выбор.пакетов.для.анализа.сетей.в.R.................................................17 1.3.5..Возможности.моделирования.сетей.в.R............................................................17 1.4..Область.применения.книги.и.ресурсы............................................................................17 1.4.1..Область.применения.........................................................................................17 1.4.2..«Дорожная.карта».книги....................................................................................18 1.4.3..Ресурсы............................................................................................................19 Часть I. ОСНОВЫ АНАЛИЗА СЕТЕЙ.........................................................................20 Глава 2. «Пятичисловая сводка» для анализа сетей......................................21 2.1..Анализ.в.R:.с.чего.начать................................................................................................22 2.2..Подготовка.....................................................................................................................22 2.3..Простая.визуализация....................................................................................................23 2.4..Базовое.описание..........................................................................................................23 2.4.1..Размер..............................................................................................................23 2.4.2..Плотность.........................................................................................................25 2.4.3..Компоненты......................................................................................................26 2.4.4..Диаметр............................................................................................................26 2.5..Коэффициент.кластеризации.........................................................................................27 Глава 3. Управление сетевыми данными в R.....................................................28 3.1..Основные.понятия.сетевых.данных.................................................................................29 3.1.1..Структуры.сетевых.данных................................................................................29 3.1.2..Информация,.хранимая.в.объектах-сетях..........................................................32 3.2..Создание.объектов-сетей.и.работа.с.ними.в.R...............................................................32 3.2.1..Создание.объекта-сети.в.statnet......................................................................33 3.2.2..Работа.с.атрибутами.узлов.и.связей..................................................................36 3.2.3.Создание.объекта-сети.в.igraph.......................................................................39 3.2.4..Переключение.между.statnet.и.igraph..............................................................41 3.3..Импорт.сетевых.данных.................................................................................................41 3.4..Общераспространенные.задачи.при.работе.с.сетевыми.данными..................................43 3.4.1..Фильтрация.сетевых.данных.на.основе.значений.атрибутов.вершин.. или.ребер...................................................................................................................43 3.4.2..Преобразование.направленной.сети.в.ненаправленную....................................50 Часть II. ВИЗУАЛИЗАЦИЯ............................................................................................53 Глава 4. Графическое представление и укладка сети..................................54 4.1..Проблема.визуализации.сети.........................................................................................55 4.2..Эстетический.вид.укладок.сетей....................................................................................57 4.3..Основные.алгоритмы.и.методы.графического.представления........................................59

Стр.7

Содержание 7 4.3.1..Более.точная.настройка.укладки.сети...............................................................60 4.3.2..Укладки.сетей,.построенные.с.помощью.igraph.................................................62 Глава 5. Эффективный графический дизайн сетей.......................................64 5.1..Основные.принципы.......................................................................................................65 5.2..Элементы.дизайна.........................................................................................................65 5.2.1..Цвет.узла..........................................................................................................66 5.2.2..Форма.узла.......................................................................................................71 5.2.3..Размер.узла......................................................................................................72 5.2.4..Метка.узла........................................................................................................77 5.2.5..Ширина.ребра...................................................................................................78 5.2.6..Цвет.ребра........................................................................................................79 5.2.7..Тип.ребра..........................................................................................................80 5.2.8..Легенды............................................................................................................81 Глава 6. Сложные графики сетей............................................................................83 6.1..Интерактивные.графики.сетей.......................................................................................84 6.1.1..Простые.интерактивные.сети.в.igraph...............................................................84 6.1.2..Публикация.интерактивных.веб-диаграмм.сетей...............................................85 6.1.3..Statnet.Web:.интерактивный.statnet.c.помощью.shiny.......................................87 6.2..Специализированные.диаграммы.сетей.........................................................................88 6.2.1..Дуговые.диаграммы..........................................................................................88 6.2.2..Хордовые.диаграммы........................................................................................90 6.2.3..Теплокарты.для.сетевых.данных........................................................................93 6.3..Создание.диаграмм.сетей.с.помощью.других.пакетов.R.................................................95 6.3.1..Построение.диаграмм.сетей.с.помощью.ggplot2...............................................95 Часть III. ОПИСАНИЕ И АНАЛИЗ...............................................................................99 Глава 7. Важность актора......................................................................................... 100 7.1..Введение..................................................................................................................... 101 7.2..Центральность.–.показатель.важности.для.ненаправленных.сетей............................... 101 7.2.1..Три.популярные.меры.центральности............................................................. 103 7.2.2..Меры.центральности.в.R................................................................................. 105 7.2.3..Централизация:.вычисление.индексов.центральности.для.сети.в.целом......... 106 7.2.4..Создание.отчетов.по.центральности............................................................... 107 7.3..Точки.сочленения.и.мосты............................................................................................ 111 Глава 8. Подгруппы...................................................................................................... 114 8.1..Введение..................................................................................................................... 115 8.2..Социальная.сплоченность............................................................................................ 116 8.2.1..Клики.............................................................................................................. 116 8.2.2..k-ядра............................................................................................................. 120 8.3..Обнаружение.сообществ.............................................................................................. 123 8.3.1..Модулярность................................................................................................. 125 8.3.2..Алгоритмы.обнаружения.сообществ............................................................... 127 Глава 9. Сети аффилированности........................................................................ 134 9.1..Определение.сетей.аффилированности....................................................................... 135 9.1.1..Аффилированность.в.виде.бимодальных.сетей............................................... 135 9.1.2..Двудольные.графы.(биграфы)......................................................................... 136 9.2..Основы.сетей.аффилированности................................................................................ 137 9.2.1..Создание.сетей.аффилированности.из.матриц.инцидентности....................... 137 9.2.2..Создание.сетей.аффилированности.из.списков.ребер.................................... 138

Стр.8

8 Содержание 9.2.3..Графическое.представление.сетей.аффилированности.................................. 140 9.2.4..Проекции........................................................................................................ 140 9.3..Пример:.актеры.Голливуда.как.пример.сети.аффилированности.................................. 143 9.3.1..Анализ.полной.сети.аффилированности.актеров.Голливуда............................ 143 9.3.2..Анализ.проекций.актеров.и.фильмов............................................................... 149 Часть IV. МОДЕЛИРОВАНИЕ.................................................................................... 155 Глава 10. Модели случайных сетей..................................................................... 156 10.1..Предназначение.моделей.сетей................................................................................. 157 10.2..Модели.формирования.и.структуры.сети................................................................... 158 10.2.1..Модель.случайного.графа.Эрдеша–Реньи..................................................... 158 10.2.2..Модель.малого.мира..................................................................................... 162 10.2.3..Свободно.масштабируемые.модели.............................................................. 165 10.3..Сравнение.моделей.случайных.графов.с.наблюдаемыми.сетями............................... 170 Глава 11. Статистические модели сетей.......................................................... 173 11.1..Введение.................................................................................................................... 174 11.2..Построение.экспоненциальных.моделей.случайных.графов....................................... 177 11.2.1..Построение.нулевой.модели......................................................................... 179 11.2.2..Включение.предикторов.узлов...................................................................... 181 11.2.3..Включение.предикторов.диад....................................................................... 183 11.2.4..Включение.предикторов.ребер...................................................................... 187 11.2.5..Включение.предикторов.локальных.структур.(зависимых.диадных.связей)..... 189 11.3..Анализ.экспоненциальных.моделей.случайных.графов............................................... 191 11.3.1..Интерпретация.модели................................................................................. 191 11.3.2..Подгонка.модели........................................................................................... 192 11.3.3..Диагностика.модели..................................................................................... 195 11.3.4..Имитационное.моделирование.сетей.на.основе.оцененной.модели.............. 195 Глава 12. Модели динамических сетей............................................................. 199 12.1..Введение.................................................................................................................... 200 12.1.1..Динамические.сети....................................................................................... 200 12.1.2..RSiena........................................................................................................... 202 12.2..Подготовка.данных..................................................................................................... 203 12.3..Спецификация.и.оценивание.модели......................................................................... 210 12.3.1..Спецификация.модели.................................................................................. 210 12.3.2..Оценивание.модели...................................................................................... 214 12.4..Анализ.модели........................................................................................................... 215 12.4.1..Интерпретация.модели................................................................................. 215 12.4.2..Качество.подгонки........................................................................................ 220 12.4.3..Имитационное.моделирование..................................................................... 224 Глава 13. Имитационные модели......................................................................... 228 13.1..Имитационные.модели.cетевой.динамики.................................................................. 229 13.1.1..Имитационное.моделирование.социальной.селекции................................... 229 13.1.2..Имитационное.моделирование.социального.влияния................................... 240 Библиография................................................................................................................ 247

Стр.9