Кіріспе

Графтарды дискретті объектілер арасындағы қатынастарды бейнелеу ретінде зерттеу. Математика, компьютерлік ғылым және желілік ғылымда желілік теория – графтар теориясының бір бөлігі болып табылады. Ол желілерді графтар ретінде анықтайды, онда төбелер немесе қабырғалар атрибуттарға ие. Желілік теория осы желілерді олардың (дискретті) компоненттері арасындағы симметриялық немесе асимметриялық қатынастар бойынша талдайды. Желілік теорияның статистикалық физика, бөлшектер физикасы, компьютерлік ғылым, электротехника, археология, лингвистика, экономика, қаржы, операцияларды зерттеу, климаттану, экология, қоғамдық денсаулық сақтау, әлеуметтану, психология және нейробиология сияқты көптеген салаларда қолданысы бар. ]]Әлеуметтік желілерді талдау – әлеуметтік бірліктер арасындағы қарым-қатынастардың құрылымын зерттейді. Бұл бірліктер көбінесе адамдар, бірақ сондай-ақ топтар, ұйымдар, ұлттық мемлекеттер, веб-сайттар немесе ғылыми жарияланымдар болуы мүмкін. 1970 жылдардан бері желілерді эмпирикалық зерттеу әлеуметтік ғылымдарда орталық рөл атқарып келеді, ал желілерді зерттеу үшін қолданылатын көптеген математикалық және статистикалық құралдар алғаш рет социологияда жасалған. Басқа көптеген қолданыстардың ішінде, әлеуметтік желілерді талдау инновациялардың, жаңалықтардың және қаңқудың таралуын түсіну үшін пайдаланылды. Сол сияқты, ол аурулардың және денсаулыққа қатысты мінез-құлықтардың таралуын зерттеу үшін де қолданылды. Ол нарықтарды зерттеуде де қолданылды, онда ол айырбас қатынастарындағы сенімнің және баға белгілеудегі әлеуметтік механизмдердің рөлін зерттеуге пайдаланылды. Ол саяси қозғалыстарға, қарулы топтарға және басқа да әлеуметтік ұйымдарға қатысуды зерттеуде қолданылды. Ол ғылыми келіспеушіліктерді және академиялық беделді тұжырымдау үшін де пайдаланылды. Соңғы кезде желілік талдау (және оның тығыз туысы трафик талдау) әскери барлауда маңызды қолданыс тапты, ол иерархиялық және көшбасшысыз көтерілісші желілерді анықтау үшін қолданылады.

Биологиялық желілерді талдау

Жақында көпшілікке қолжетімді жоғары өнімді биологиялық деректердің өркендеуімен молекулалық желілерді талдауға қызығушылық арта түсті. Осы контексттегі талдау түрі әлеуметтік желілерді талдаумен тығыз байланысты, бірақ көбінесе желідегі жергілікті үлгілерге баса назар аударады. Мысалы, желі мотивтері – желіде шамадан тыс кездесетін шағын субграфтар. Сол сияқты, белсенділік мотивтері – желі құрылымы ескерілгенде, желідегі түйіндер мен қабырғалардың атрибуттарында шамадан тыс кездесетін үлгілер. Тамақ тізбектері сияқты биологиялық жүйелердегі үлгілерді талдау үшін желілерді қолдану, түрлер арасындағы өзара әрекеттесудің сипаты мен күшін көруге мүмкіндік береді. Ауруларға қатысты биологиялық желілерді талдау желілік медицина саласының дамуына әкелді. Биологиядағы желі теориясын қолданудың соңғы мысалдарына клеткалық циклді түсінуге қатысты қолданыстар, сондай-ақ даму процестері үшін сандық негіз кіреді.

Тақырыптық желілерді талдау

Мәтіндік корпустардың автоматты талдауы актерлерді және олардың қарым-қатынас желілерін үлкен көлемде анықтауға мүмкіндік берді. Нәтижесінде мыңдаған түйіндерден тұратын наративтік желілер, кейін негізгі актерлерді, маңызды топтарды немесе партияларды, сондай-ақ желінің жалпы беріктігі мен құрылымдық тұрақтылығы сияқты қасиеттерін, немесе белгілі бір түйіндердің орталық орнын анықтау үшін Желі теориясының құралдарымен талданады. Бұл, субъект-қимыл-объект үштіктерін актерлер арасындағы әрекеттермен байланыстырылған жұптар немесе актер-объект жұптары арқылы анықталатын Салықты наративтік талдау әдісін автоматтандырады.

Веб-тіркемелерді талдау

Веб-іздеудің бірнеше рейтингтік алгоритмдері сілтемеге негізделген орталықтық көрсеткіштерді пайдаланады, оның ішінде Google-дің PageRank, Клейнбергтің HITS алгоритмі, CheiRank және TrustRank алгоритмдері. Сілтемелік талдау ақпарат ғылымы мен коммуникация ғылымында веб-беттер жинағының құрылымын түсіну және одан ақпарат алу мақсатымен жүргізіледі. Мысалы, талдау саясаткерлердің веб-сайттары мен блогтары арасындағы байланыстарды қарастыруы мүмкін. Тағы бір қолданылуы – басқа беттерде сілтемеленгендеріне сәйкес беттерді жіктеу.

Орталықтылық шаралары

Графиктегі түйіндер мен жиектердің салыстырмалы маңыздылығы туралы ақпаратты социология сияқты салаларда кеңінен қолданылатын орталықтық өлшемдер арқылы алуға болады. Мысалы, өзіндік векторлық орталықтану желіге сәйкес келетін жабыстық матрицаның өзіндік векторларын пайдаланып, жиі қолданылатын түйіндерді анықтайды. Орталықтық өлшемдердің формалды белгіленген түрлері – дәрежелік орталықтану, жақындық орталықтану, аралық орталықтану, өзіндік векторлық орталықтану, субграфтық орталықтану және Кац орталықтану. Талдаудың мақсаты немесе міндеті, әдетте қолданылатын орталықтық өлшемнің түрін анықтайды. Мысалы, егер сіз желілердегі динамикаға немесе түйін/жиекті жоюға желінің төзімділігіне қызығушылық танытсаңыз, түйіннің динамикалық маңыздылығы көбінесе ең маңызды орталықтық өлшем болып табылады.

Қайталану желілері

Қайталану схемасының қайталану матрицасын бағытталмаған және салмағы жоқ желінің тұтастық матрицасы ретінде қарастыруға болады. Бұл уақыт қатарларын желілік өлшемдер арқылы талдауға мүмкіндік береді. Қолданылу аясы режимдердегі өзгерістерді анықтаудан бастап динамиканы сипаттауға және синхронизацияны талдауға дейін жетеді.

Ғарыштық желілер

Көптеген нақты желілер кеңістікте орналасқан. Мысалы, көлік және басқа да инфрақұрылым желілері, мидың нейрондық желілері. Кеңістіктік желілерді модельдеу үшін бірнеше модельдер жасалған.

Таралу

Күрделі желідегі мазмұн екі негізгі әдіс арқылы таралуы мүмкін: сақталатын таралу және сақталмайтын таралу. Сақталатын таралуда күрделі желіге кіретін мазмұнның жалпы көлемі одан өткенде өзгермейді. Сақталатын таралу моделін құбырлармен байланысқан бірнеше тостағанға құйылатын белгілі бір көлемдегі суы бар құмыра арқылы жақсы бейнелеуге болады. Мұнда құмыра бастапқы көзді, ал су – таратылатын мазмұнды көрсетеді. Тостағандар мен оларды жалғастыратын құбырлар тиісінше түйіндер мен түйіндер арасындағы байланыстарды білдіреді. Су бір тостағаннан екіншісіне өткенде, бұрын суға толы болған тостағаннан су бірден жоғалады. Сақталмайтын таралуда мазмұнның көлемі күрделі желіге кірген және одан өткен сайын өзгереді. Сақталмайтын таралу моделін құбырлармен байланысқан бірнеше тостаған арқылы үздіксіз ағып тұратын кран арқылы көрсетуге болады. Мұнда бастапқы көзден судың көлемі шексіз. Сондай-ақ, суға толы болған барлық тостағандар, тіпті су келесі тостағандарға ағып жатқанда да, судың әсерін сезінуді жалғастырады. Сақталмайтын модель көптеген жұқпалы аурулардың, нейрондық қоздырудың, ақпараттың және қаңқудың таралуын түсіндіруге ең қолайлы.

Желілік иммундау

Интернет және әлеуметтік желілер сияқты нақты желілерді бейнелейтін масштабсыз желілерді тиімді иммундау қалай жүзеге асыруға болады деген сұрақ кеңінен зерттелді. Мұндай стратегиялардың бірі – ең жоғары дәрежелі түйіндерді иммундау, яғни мақсатты (ішінен таңдалған) шабуылдар, себебі осы жағдайда тиімділік салыстырмалы түрде жоғары және иммундау үшін аз түйіндер қажет. Дегенмен, көптеген нақты желілерде жаһандық құрылым белгілі болмайды және ең жоғары дәрежелі түйіндердің қайсы екені белгісіз.