نظرية الشبكات
نظرية الشبكات هو مجال من علوم الحاسوب وعلوم الشبكات وجزء من نظرية الرسوم البيانية. لها تطبيقات في العديدمن التخصصات بما في ذلك فيزياء الجسيمات، وعلوم الكمبيوتر، البيولوجيا، الاقتصاد، بحوث العمليات، وعلم الاجتماع. تهتم نظرية الشبكة بدراسة الرسوم البيانية كتمثيل للعلاقات المتماثلة أو، بشكل أعم، للعلاقات الغير متكافئة بين كائنات منفصلة. تطبيقات نظرية الشبكة تشمل شبكات الدعم اللوجيستي، شبكة الويب العالمية شبكة تنظيم الجينات، وشبكات الأيضية، والشبكات الاجتماعية، والشبكات المعرفية، بالإضافة للعديد من التطبيقات الأخرى. انظر قائمة موضوعات نظرية الشبكة للحصول على مزيد من الأمثلة.
يتم دراسة مشاكل الشبكة التي تنطوي على إيجاد أفضل طريقة لفعل شيء ما تحت مسمى التحسين التوافقي. ومن الأمثلة على ذلك تدفق الشبكة، مشكلة ال طريق الأقصر، مشكلة النقل، مشكلة الشحن، مشكلة المكان، مشكلة التطابق، مشكلة التعيين، مشكلة التعبئة، مشكلة التوجيه، تحليل المسار الحرج وبيرت (تقنية تقييم ومراجعة البرنامج).
تربط تحليل الشبكة الاجتماعية العلاقات بين أفراد في الشبكة الاجتماعية. في كثير من الأحيان يكون هؤلاء الأفراد أشخاص، ولكن يمكن أن يكونوا مجموعات (بما في ذلك الزمر و الكتل المتماسكة) والمنظمات والدول القومية، ومواقع الويب، أو الاستشهادات بين منشورات علمية.
لتحليل الشبكات، وتحليل حركة المرور المماثل لها، استخدامات كبير في جمع المعلومات الاستخباراتية. يمكن تحديد هيكلها من خلال رصد أنماط الاتصال بين عقد الشبكة. يمكن استخدم هذا لكشف شبكات المتمردين الهرمية الشكل أو التي من دون قيادة.
اكتسب تحليل الشبكات الجزيئية اهتماما كبيرا بعد الانفجار الأخير لحجم البيانات البيولوجي المتاحة للعامة. هذا النوع من التحليل يرتبط ارتباطا وثيقا بتحليل الشبكات الاجتماعية، ولكن غالبا ما يتركز على الأنماط المحلية للشبكة. على سبيل المثال، يتم تمثيل زخارف الشبكة، هي رسوم بيانات فرعية، بشكل أكثر في الشبكة. زخارف نشاط مماثلة على تمثيل الأنماط في سمات العقد وحواف في الشبكة التي هي أكثر من ممثلة نظرا لهيكل الشبكة.
تحليل الترابط هي مجموعة فرعية من تحليل الشبكات تستكشف الصلات بين الكائنات. على سبيل المثال: كجزء من تحقيقات الشرطة، النظر في عناوين المشتبه فيهم والضحايا، وأرقام الهواتف التي تم الاتصال منها والمعاملات المالية التي قاموا بها في خلال فترة زمنية معينة، والعلاقات العائلية بين هذه المواضيع. في هذه الحالة، يقدم تحليل الترابط معلومات قيمة وحاسمة حول العلاقات بين كائنات كثيرة جدا ومن أنواع مختلفة لا تكون واضحة من قطع معزولة من المعلومات. وبداء الاعتماد على أجهزة الكمبيوتر التي تقوم بتحليل الترابط بشكل متزايد من قبل المصارف وشركات التأمين لكشف الاحتيال، ومن قبل مشغلي الاتصالات في تحليل شبكة الاتصالات السلكية واللاسلكية، ومن قبل القطاع الطبي في مجال علم الأوبئة وعلم الصيدلة، ومن قبل الشرطة في التحقيقات، من قبل محركات البحث لتحديد أهمية المعدلات ومن قبل قراصنة الاتنترنت لتحديد لسبامديكسينغ ومن قبل أصحاب الأعمال لتحسين إظهار أعمالهم في نتائج محركات البحث، وفي أي عمل يتطلب تحليل ترابط العلاقات بين العديد من الكائنات.
تستعمل خوارزميات ترتيب عدة بحث ويب مقاييس مركزية متستندة على الارتباط، بما في ذلك بحث مارشيوري الفائق هو فرط بحث ، غوغل بايج رانك ترتيب الصفحة، خوارزمية كلينبيرج وخوارزمية، تراست رانك. كما يجري تحليل الترابط في علوم المعلومات وعلوم الاتصال من أجل فهم واستخراج المعلومات من بنية مجموعات من صفحات الويب. على سبيل المثال قد يكون التحليل حول ترابط مواقع ومدونات السياسيين على شبكة الإنترنت.
يمكن الحصول على معلومات حول الأهمية النسبية للحواف والعقد في رسم بياني عن طريق مقاييس مركزية والتي تستخدم على نطاق واسع في تخصصات مثل علم الاجتماع.
ينتشر محتوع الشبكات المعقدة بطريقتين رئيسيتين: انتشار محفوظ وانتشار غير محفوظ. في الانتشار المحفوظ، فإن الكمية الإجمالية للمحتوى الذي يدخل شبكة معقدة يبقى مستقرا. أفضل تشبيه لانتشار المحفوظ هو تدفق الماء من جرة تحتوي على كمية محددة من المياه التي يتم صبها في سلسلة من الاقماع متصلة بواسطة الأنابيب. هنا، تمثل الجرة المصدر الأصلي كما تمثل المياه انتشار المحتوى. وتمثل الاقماع العقد بينما تمثل الأنابيب الوصلات بين العقد. عندما تمر الماء من قمع إلى آخر، يختفي الماء على الفور من القمع السابق. في الانتشار الغير محفوظ، يتغير المحتوى عندما يدخل ويمر من خلال شبكة معقدة. أفضل تشبيه للانتشار الغير محفوظ هو ماء يتدفق من صنبور يمر من خلال أقماع متصلة بواسطة أنابيب. هنا، كمية المياه من المصدر الأصلي لانهائية. ويبقى كل قمع ممتلئ بالماء حتى بعد انتقاله إلى قمع آخر. نموذج النتشار الغير محفوظ هو النموذج المناسب لشرح انتقال الأمراض المعدية.