Inhalt des Dokuments
Complex Networks (Vorlesung)
Lehrveranstaltung 3233 L 506 im Sommersemester 2018
Dozent: Prof. Dr. Philipp Hövel [1]
Vorlesung: Mi 12:15-13:45 im EW 733 (Beginn: 18.4.2018)
Die Vorlesung
Inhalt:
- Einführung
- Netzwerkcharakteristika
- Netzwerktopologien und -modelle
- Grundlagen der Graphentheorie
- soziale Netzwerke
- Krankheitsausbreitung und -eindämmung
Zusätzlich und eingeflochten: Verschiedene Studien aus der aktuellen Forschung
Einpassung ins Studium:
Für Physik-Studierende (MSc): Dieser Kurs kann mit einem Kurs Theoretische Physik VI: Vertiefung zu einem physikalischen Wahlpflichtmodul (grundlagenorientierte Studienrichtung)kombiniert werden. Alternativ kann er als Wahlmodul (Containermodul Spezielle Themen der Theoretischen Physik) angerechnet werden.
Zusätzlich werden der Besuch folgender Veranstaltungen empfohlen:
- Seminar "Complex Systems and Networks (Empirical Networks: Dynamics and Evolution)" [2]: LV-Nr. 3233 L 618 montags, 14-16 Uhr, EW731
- Übung "Complex Networks" [3]: LV-Nr. 3233 L 516, mittwochs, 10-12 Uhr (ab 25.4.), EW 733
Scheinkriterien
- aktive Teilnahme an der Vorlesung
- bestandene Rücksprache am Ende der Vorlesung (Termin: 18.7.2018)
- Eine Benotung des Scheins ist auf Wunsch möglich.
- Der Besuch dieser Lehrveranstaltung entspricht 3 ECTS-Punkten.
Vorlesungsmitschrift
Datum | Thema | schwarz-weiß | farbig |
---|---|---|---|
18.4. | Einführung (paper 1 [4], video
[5], paper 2 [6]) | lect_bw_01.pdf
[7] | lect_col_01.pdf [8] |
25.4. | Netzwerkeigenschaften I (Zentralitätsmaße
[9]) | lect_bw_02.pdf [10] | lect_col_02.pdf [11] |
2.5. | Netzwerkeigenschaften II (paper (s. vor allem Appendix)
[12]) | lect_bw_03.pdf
[13] | lect_col_03.pdf [14] |
9.5. | Small world [15]
und skalenfreie [16] Netwerke (4 degrees of separation
[17]) | lect_bw_04.pdf
[18] | lect_col_04.pdf [19] |
16.5. | Zufallsnetzwerke (Paul Erdős [20], Selbstvorstellung
[21]) | lect_bw_05.pdf [22] | lect_col_05.pdf [23] |
23.5. | Eulersche
Polyederformel [24], Graphentheorie [25] (Das Buch der Beweise
[26]) | lect_bw_06.pdf [27] | lect_col_06.pdf [28] |
30.5. | Museumswächterfragen und ähnliche Probleme
[29] | lect_bw_07.pdf [30] | lect_col_07.pdf [31] lect_col_07_black.pdf [32] |
31.5. | Wigner-Kolloquium (EW 202, 16:15) [33] Sven Banisch [34]: "Novel Models of Opinion Dynamics" [35] | ||
6.6. | Robustheit, Social networks [36] (Astro Alex
[37]), Evaluationsbogen [38] | lect_bw_08.pdf
[39] | lect_col_08.pdf [40] lect_col_08_black.pdf [41] |
13.6. | Keine
Vorlesung: Ersatztermin: 31.5. (s.o.) | ||
20.6. | Begutachtung des SFB 910 [42] 10:00 - 12:00: Vorträge (EW 201) ab 13:00: Posterpräsentation (Gallerie, 1. Stock, EW) | ||
27.6. | Mobilität [43], (video
[44] -> "Follow the money!", Where's
Goerge? [45]) | lect_bw_09.pdf
[46] | lect_col_09.pdf [47] lect_col_09_black.pdf [48] |
4.7. | Modularität [49] in sozialen Netzwerken [50] (Review
über Community detection [51], Zachary Karate-Club [52]) | lect_bw_10.pdf [53] | lect_col_10.pdf [54] lect_col_10_black.pdf [55] |
11.7. | Datenlage
[56] und Detektion [57], Sentinels
[58] (video [59]) Evaluationsergebnisse [60] zusammenfassungen.pdf [61] | lect_bw_11.pdf [62] | lect_col_11.pdf [63] lect_col_11_black.pdf [64] |
18.7. | Rücksprachen | lect_bw_joined.pdf
[65] | lect_col_joined.pdf
[66] |
Sprechzeiten
Name | Raum | Tel. | Sprechzeiten |
---|---|---|---|
Prof. Dr. Philipp Hövel [67] | ER 238
| 314-27658 | nach
Vereinbarung |
Literatur
Literatur zum Thema der Vorlesung:
- Marc Newman, Networks: An introduction, Oxford University Press (2010)
- Albert-László Barabási: Network Science [68]
Cambridge University Press (2016) - Olaf Sporns: Networks of the Brain, MIT Press (2016)
- Claudius Gros: Complex and Adaptive Dynamical Systems: A Primer, Springer (2010)
- Niloy Ganguly: Dynamics On and Of Complex Networks: Applications to Biology, Computer Science, and the Social Sciences (Modeling and Simulation in Science, Engineering and Technology), Springer (2009)
- Mark Newman: Networks: An Introduction, Oxford University Press (2010)
- Sergey N. Dorogovtsev: Lectures on Complex Networks (Oxford Master Series in Physics, Computational, and Theoretical Physics), Oxford University Press (2010)
- Guido Caldarelli: Scale-Free Networks: Complex Webs in Nature and Technology (Oxford Finance), Oxford University Press (2007)
- Marco Thiel: Nonlinear Dynamics and Chaos: Advances and Perspectives (Understanding Complex Systems), Springer (2010)
- Erik Mosekilde: Chaotic Synchronization: Applications to Living Systems (World Scientific Series on Nonlinear Science Series a), World Scientific (2002)
- Christof Koch: Biophysics of Computation: Information Processing in Single Neurons, Oxford University Press (1999)
- Matt J. Keeling und Pejman Rohani:
Modeling Infectious Diseases in Humans and Animals, Princeton
University Press (2007) [69].
Für Beispielprogamme aus dem Buch siehe: http://www.modelinginfectiousdiseases.org [70]
Spezielle Literatur zur verschiedenen Themen:
Grundlagen:
- Steven H. Strogatz, Nonlinear Dynamics And Chaos: With Applications To Physics Biology, Chemistry And Engineering (Studies in Nonlinearity), Westview Press (2000)
- Ed Ott, Chaos in dynamical systems, Cambridge Univ. Press (2002)
- John Argyris, Gunter Faust, Maria Haase, Rudolf Friedrich, Die Erforschung des Chaos, Springer (2010)
- John Guckenheimer, Nonlinear oscillations, dynamical systems, and bifurcations of vector fields, Springer (1986)
- Marc Newman, Networks: An introduction, Oxford University Press (2010)
- Albert-László Barabási: Network Science [71]
Neuronale Systeme:
- Eugene M. Izhikevich, Dynamical Systems in Neuroscience, MIT Press (2007)
- Steven J. Schiff, Neural Control Engineering, MIT Press (2012)
- Peter Dayan, Laurence F. Abbott, Theoretical Neuroscience: Computational and Mathematical Modeling of Neural Systems (Computational Neuroscience), MIT Press (2005)
Weiterführende Literatur:
Mathematische Methoden:
- Thomas Erneux, Applied Delay Differential Equations, Springer (2009)
- Jack K. Hale and Sjoerd M. Verduyn Lunel, Introduction to functional differential equations, Springer (1993)
- Richard Bellman, and Kenneth L Cooke, Differential-difference equations, New York-London: Academic Press. (1963)
- A. Bellen and M. Zennaro and A. Bellen, Numerical Methods for Delay Differential Equations, Oxford Univ Pr (2003)
Stochastische Systeme:
- Crispin W. Gardiner, Handbook of stochastic method, Springer (2004)
- Nicolas G. van Kampen, Stochastic processes in physics and chemistry, North-Holland Publ. (2008)
- Ruslan L. Stratonovich, Topics in the Theory of Random Noise, Vols. I and II, Gordon and Breach (1963)
Kontrolle:
- Alexander L. Fradkov, Iliya V. Miroshnik, Vladimir O. Nikiforov, Nonlinear and adaptive control of complex systems, Kluwer (1999)
- Alexander L. Fradkov, Cybernetical Physics: From Control of Chaos to Quantum Control, Springer, (2007)
- Eckehard Schöll, Hans Georg Schuster, Handbook of chaos control (Second completely revised and enlarged edition) Wiley (2008)
Dynamische Systeme:
- Fatihcan M. Atay, Complex Time-Delay Systems, Springer (2010)
- Wolfram Just, Axel Pelster, Michael Schanz, Eckehard Schöll, Delayed Complex Systems: An Overview, Theme Issue of Phil. Trans. R. Soc. A 368, 303 (2010)
- Lutz Schimansky-Geier, Bernold Fiedler, Jürgen Kurths, Eckehard Schöll, Analysis and control of complex nonlinear processes in physics, chemistry and biology, World Scientific (2007)
- Aleksandr S. Mikhailov, Foundations of Synergetics I. Distributed Active Systems, Springer (1990)
- James D. Murray, Mathematical Biology,Vol. 19 of Biomathematics Texts, Springer (1989)
- Hermann Haken, Synergetics. Introduction and Advanced Topics, Springer (2004)
- Vladimir I. Arnol'd, Mathematical Methods of Classical Mechanics, Springer (1997)
Laser:
- T. Erneux, P. Glorieux, Laser Dynamics, Cambridge Univ. Press (2010)
- H. Haken. Laser light dynamics. North Holland (1985)
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