Поиск по сайту
Главная книга сайта Форнит: «Мировоззрение».
Другие книги: «Познай себя», «Основы адаптологии» и «Вне привычного».
Короткий адрес страницы: fornit.ru/2084
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://elementy.ru/news/164943.

Новый тип сложных сетей

Сетевые структуры во всем своем многообразии встречаются как в природе, так и в обществе. Топология этих сетей тщательно изучается, и к настоящему моменту открыты несколько базовых архитектур. Пожалуй, самыми известными являются масштабируемые сети, но также известны иерархические, самоорганизующиеся сети и др. После изучения различных топологий ученые перешли к изучению функциональных свойств каждого типа сетей. Одна из важнейших характеристик сетевой структуры — ее способность к синхронизации или информационная проводимость (synchronizability). Насколько она зависит от топологии сети? Это очень важная проблема, особенно для сферы IT. Использование оптимальной топологии позволяет создать максимально эффективные компьютерные сети и значительно уменьшить количество сетевого трафика. Группа физиков из университета Гранады разработали топологию «запутанной» сети, которая имеет максимальную информационную проводимость. Эту трехмерную структуру очень сложно изобразить графически, но для небольшого количества узлов (50) она выглядит таким образом: Пример небольшой сети (50 узлов, в среднем по 4 связи на каждый узел) со сверхвысокой информационной проводимостью (изображение с сайта arxiv.org)

Испанские физики открыли новый тип сложных сетей, отличающихся поразительной информационной проводимостью. Перспективы этого открытия самые многообещающие. Интересно, что сети такого типа, похоже, не реализуются в природе.

Теория сложных систем начинается с простого наблюдения: многие явления в природе и в человеческих сообществах происходят с участием не одного-двух объектов, а целой сети похожих взаимодействующих тел. Оказывается, общие характеристики этих явлений (например, устойчивость, способность к адаптации и т. д.) зависят, как правило, не от конкретных объектов, составляющих сеть, а от математических свойств сети в целом: связанности, однородности, кластеризации, иерархии.

Теория таких сетей является, по существу, разделом математики, в частности теории графов. Однако она нашла уже столь многочисленные применения в жизни (биологические и социальные сети, транспортные потоки, распределенные компьютерные системы, информационные и экономические структуры, нейронные сети), что давно стала считаться междисциплинарным научным направлением, а иногда — даже разделом физики. Именно поэтому ученые самых разных специальностей пытаются с помощью различных методов улучшить понимание сложных систем.

В свежем выпуске журнала Physical Review Letters появилась статья испанских физиков L. Donetti, P. Hurtado, M. Minoz, Physical Review Letters 95, 188701 (24 October 2005) (статья доступна также как cond-mat/0502230), в которой сообщается ни много ни мало об открытии нового типа сложных сетей с выдающимися характеристиками, которые способны революционизировать многочисленные конкретные применения сетей.

Описанные учеными сети, по построению, обладают сверхвысокой синхронизацией процессов, протекающих в различных участках сети. Добиться этого удалось путем повышения «информационной проводимости» между любой парой узлов сети. Кроме того, эти сети оказались очень устойчивыми к «повреждениям» вроде разрыва некоторых связей или удаления некоторых узлов. Авторы отмечают ключевые моменты при построении таких сетей: максимальная однородность, отсутствие «сообществ» и очень узкое распределение их основных статистических параметров.

Заметим, что, например, иерархическая структура обычных компьютерных сетей очень далека от идеала (см. заметку Физики изучают Интернет). Выход из строя небольшого числа центральных узловых серверов может резко замедлить скорость перетока информации по сети в целом. Не идеальна также и другая часто встречающаяся топология сети — «от соседа к соседу». В этом случае высокая устойчивость к повреждениям достигается ценой крайне низкой эффективности передачи информации на далекие расстояния.

Новые сети объединяют достоинства этих структур, не имея при этом их недостатков. По мнению авторов, использование результатов их работы способно привести к прорыву, например, в коммуникационных технологиях.

В конце своей статьи авторы высказывают удивление тем, что такие сверхсинхронные сети почему-то не реализуются в природе. Возможно, причина этого кроется в том, что такие сети не так-то просто построить: обычные процессы постепенного самопроизвольного роста в большинстве случаев приводят к неэффективным сетям.

Игорь Иванов


Обсуждение Еще не было обсуждений.



Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)

   
Архив новостей
Анонсы новостей сайтов-участников    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Критерии полноты и верности теории
Об эффективности системного мышления: Критерии полноты и верности теории.
11-12-2017г.

Книга «Мировоззрение»
Обобщены мировоззренческие материалы сайта Форнит в виде электронной Достижения и недостатки при Путине.
03-11-2017г.

Системное мышление и формализация
В статье показано, что такое системная модель и почему не системное исследование дает бессмысленные результаты:
Системное мышление и формализация.
24-09-2017г.

О демократии и либерализме
Надеюсь, что статья не будет красной тряпкой для верных Идее либералов и демократов, а послужит поводом для переосмысления многих интересных социальных проблем: О демократии и либерализме.
12-09-2017г.

Смерть и адаптивность
Более общим, чем естественный отбор, для личности является понятие своевременности и своеместности существования - хронотоп личности:
Смерть и адаптивность.
12-07-2017г.

Дети и политика
Что вырастит из ребенка: носитель чужих идей (робот), просто проживающее свою жизнь быдло или самобытный человек, сформировавший свое личное мнение по самым важным именно для себя вопросам: Дети и политика.
18-06-2017г.

Эвристика вероятности
Сегодня существуют методы, позволяющие даже в случае минимального жизненного опыта оценивать, насколько вероятно, что вам врут партнеры и близкие, насколько уверенно можно допускать зависимость между явлениями, в том числе, казалось бы, совершенно не связанными: Эвристика вероятности.


27-05-2017г.

Модели понимания и зависимость
В статье рассмотрена особенность субъективных моделей, негативная для адекватности понимания - зависимые состояния: Модели понимания и зависимость.
16-05-2017г.

Ненависть к несправделивости
Ненависть настолько сильное чувство и настолько имеет далеко идущие последствия, что стоит разобраться в этом психическом явлении: Ненависть к несправделивости.
19-04-2017г.

Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:11
вчера:22
Всего:23402490