本书借助大量有趣的模型和实例,介绍复杂系统及模型的相关概念。本书使用的Python语言被认为是非常优秀的数据分析和建模工具,设计高效且易学易用。本书采用理论分析与实践相结合的方式,建立系统的数学模型及相应的计算机模型和虚拟仿真实验。本书适合对复杂性科学有浓厚兴趣并具备一定计算机编程技术的读者阅读。希望读者通过阅读本书,可以学会用模型思考问题,掌握对自然、经济和社会中复杂现象的建模与仿真技术,从而研究和预测它们的发展态势。本书配套的程序源代码,可以登录华信教育资源网(www.hxedu.com.cn)免费下载。 本书适合作为高等院校管理类、工程类、信息技术类等专业的相关课程教材,也可供社会相关从业人员参考阅读。
本书以复杂网络和基于复杂网络的复杂系统动力学为研究对象,提出了一种描述复杂网络动态演化的方法。本书既有基于数据库的理论研究及公式图表推演,也有案例分析,比如对9年内在同一超市购物的563个忠实顾客购买商品的状态轨迹进行追踪研究,还有对l7位接种H3N2流感病毒的志愿者的基因表达状态变化进行检测研究等。通过网络时空结构的比较,探讨了癌症基因标志物及癌症细胞生存的环境、流感发病前在基因网络上的表现以及基于顾客在超市购物轨迹变化的社会网络动态特征描述等问题。这些成果可用于疾病诊断及药物研发等。
本书紧密围绕交叉学科、复杂性系统科学中的核心基础理论“驱动扩散系统的非平衡相变机理”展开论述, 以驱动扩散系统的平均场解析、精确解、蒙特卡洛模拟研究为切入点, 系统剖析了新学科、交叉学科、系统科学背景下的新技术及方法, 具备较好的开拓及创新性。拟解决的关键科学问题可高度凝练为: 驱动扩散系统的解析建模、动力学机理剖析、实验验证, 为交叉学科、复杂性系统科学领域极其重要的关键科学问题。本书有助于推动系统科学等新学科、交叉科学的理论发展, 有助于推动非平衡相变的机理研究等理论研究发展, 将为探究自驱动粒子集簇动力学机理、多体粒子相互作用系统的非平衡相变机理及其临界现象的动力学行为剖析提供一定的科学参考和理论基础。本书有助于推动系统科学等新学科、交叉科学的理论发展, 有助于推动非平衡相变的机理研究等理论研究发展, 将为探究自驱动粒子集簇动力学机理、多体粒子相互作用系统的非平衡相变机理及其临界现象的动力学行为剖析提供一定的科学参考和理论基础。
《灰色系统理论及其应用(第九版)》系统地论述灰色系统的基本理论、基本方法和应用技术,是作者长期从事灰色系统理论探索、实际应用和教学工作的结晶,同时还吸收了国内外同行近年来取得的理论和应用研究新成果,精辟地向读者展示出灰色系统理论这一新学科的概貌及其前沿发展动态。
《灰色系统理论及其应用(第九版)》共19章,包括灰色系统的概念与基本原理、灰数及其运算、灰色方程与灰色矩阵、序列算子与灰色信息挖掘、灰色关联分析模型、灰色聚类评估模型、GM(1,1)模型、离散灰色预测模型、分数阶GM模型、灰色Verhulst与GM(r,h)模型、灰色组合模型、序列算子频谱分析与自适应灰色预测模型、灰色系统预测、灰色决策模型、灰色规划、灰色投入产出模型、灰色博弈模型和灰色控制系统等。其中一般灰数的概念、基于核和灰度的灰代数系统、序列算子、缓冲算子公理系统、原始差分GM(1,1)模型、均值差分GM(1,1)模型、离散GM(1,1)模型、分数阶灰色模型、灰色关联度、灰色相对关联度、灰色综合关联度、灰色相似关联度、灰色接近关联度、三维灰色关联度、定权灰色聚类评估模型、基于端点混合可能度函数的灰色聚类评估模型、基于中心点混合可能度函数的灰色聚类评估模型、两阶段灰色综合测度决策模型、多目标加权灰靶决策模型、灰色博弈模型以及灰色经济计量学模型(G-E)、灰色生产函数模型(G-C-D)、灰色马尔可夫模型(G-M)等是作者首次提出。
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《复杂混沌系统同步及其应用》结合分数微分学、Lyapunov稳定性理论和LMI理论等内容,按照不同耦合方式对系统进行分类,并分析了多重复杂性条件下的系统动力学性质和同步。其中,混沌映射分析包含对经典混沌映射和类分数阶混沌映射的动力学分析与控制。连续混沌系统研究包含了对Lorenz系统等经典混沌系统和复数域下扩展混沌系统的同步分析。基于分数微分系统和复数系统,通过规则耦合的方式,构造了分数阶时空耦合格子系统,并分析了系统在多重复杂性条件下的动力学行为。通过随机耦合的方式,进一步构造了多种具有实数状态的神经网络和具有逻辑状态的布尔网络模型,并给出了网络同步判据。
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为何纵使有严格的医师培训流程和先进的科学技术,美国每年仍有5万10万人因医疗错误而丧生?为什么数十亿美元的援助也没能给发展中国家带来真正的发展?为什么一小撮恐怖分子就能向美军发起挑战?为什么美国的教育系统令人如此不满?更重要的是,面对医疗、国际发展、军事冲突、教育等复杂系统中出现的难题,人们该如何摆脱困境?
作者以全新视角展现了如何利用复杂系统理念,来应对人们目前面临的各种复杂挑战。每个人都能从本书诸多实用、有启发性的解困之道中有所收获。
“系统核与核度理论”是20 世纪80 年代末、90 年代初诞生的一种研究系统的方法,至今已有三十余年历史,无论在自身理论方面,还是在应用方面,都取得了丰硕的成果。本书较系统地介绍了“系统核与核度理论”的产生背景、理论成果及其应用状况。全书共14 章,第1 章为绪论,第2 章介绍了本书涉及的图论基础知识。第3 章~第8 章为理论部分,论述了系统核与核度的基本理论,核度与系统的最值网络结构,系统与补系统间的核度,核与核度的优化设计理论,子核与核度的计算,核、核度与图的连通性。第9 章~第14 章为应用部分,介绍了核与核度理论在神经网络、信息交流网络系统、可靠通信网络的优化设计、社交网络以及脑网络研究中的应用。本书结构清晰、论证严谨,适合管理科学、系统科学、应用数学、社会心理学、神经网络等领域的科技人员,高等院校相关专业的教师、博士生、硕士生及本科高年级学生阅读。
系统科学和系统哲学在过去30多年的研究活动中,逐渐确立了系统思维方式在我国知识界的地位,在促进我国知识界思维方式现代化方面发挥了重要作用。能说明这一点的情况是,目前在理论性的书籍和刊物中频繁使用的一批新词,如系统、环境、结构、层次、功能、开放、封闭、信息、信息流、熵、负熵、反馈、正反馈、负反馈、控制、宏观调控、结构改革、优化组合、自组、自稳、协同、非平衡、非线性、随机性、分叉、转轨、超循环、混沌、蝴蝶效应、透视、整合、复杂性等,都是从系统科学和系统哲学中诞生的。本套文集是我国著名系统哲学和系统科学研究领域的知名学者乌杰同志的著作合集,是其一生研究成果的资料集成,具有较强的文献价值。
复杂网络是一个典型的具有小世界、无标度等特性的复杂非线性关联大系统。随着人们对世界认识的逐步深入,复杂网络的动力学行为越来越受到来自数学、物理、控制等各个学科学者的青睐和关注。复杂动力网络是描述和研究复杂系统的一种重要方法,许多科学技术系统可以建模为复杂动力网络,该方法对同步、混沌与分岔、容错、故障诊断、病毒传播等动力学行为的分析与控制问题具有积极的现实意义和理论价值。本书内容主要包括:复杂动力网络拓扑特性与模型的建立,对具有多重边和多权重复杂动力网络模型的鲁棒、自适应、牵制的同步控制,具有多重边和多权重复杂动力网络模型的有限时同步,随机复杂神经元网络的多时滞同步控制,复杂动力网络的故障诊断与容错控制,基于复杂网络的病毒传播,复杂网络的混沌与分岔控制等。本书可以作为高等学校的控制、动力、航空、电力、管理等专业高年级本科生、研究生学习有关复杂网络动力学分析及其控制问题的参考书,也可供自然科学和工程技术领域中的研究人员参考。