时间:2022-05-07 09:09:41
导语:在复杂网络论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了一篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
1复杂动力网络的意义分析
诸多的软件工程专家都表示,复杂动力网络的研究具有划时代的意义,例如,复杂动力网络在解决如何提升大规模网络的传输效率,不断增加网络的可信度和稳定性,以及避免恶意袭击和随机错误给人们所带来的经济损失等方面,都有着非常重要的作用。而且,这些问题的解决必须要依据复杂网络的理论知识和技术上的发展。
2复杂动力网络的特征分析
2.1复杂动力网络的同步效应
网络上的同步这是社会中广泛存在的一种非常重要的非线性现象。并且在现实生活中,有着非常复杂网络在弱耦合情况喜爱可以在很大程度上展示同步的倾向性,而且,在对于全连接的网络中,无论是耦合强度大小,只要是网络进行充分连接,对于一个全局耦合的网络就一定要能够进行相应的同步,对于最近的邻居耦合网络,若一个局部耦合网络也不一定能够进行同步,在更为宽泛的意义上看,网络上的同步要分情况来看,有时是有优势,但是有的时候也会有害处。有益的网络同步可以更好地运用在软件工程中去,例如,可以更好地运用在保密通信和语言涌现和组织管理的协调上进行高效运行,如果是有害的同步,则很有可能会造成传输控制协议的增加,或者是出现网络信息堵塞的情况,从目前的情况来看,网络上的同步在核磁共振和激光设备中运用更加广泛和成熟。所以,对于有益的网络同步,我们一定要切实采取各种技术手段来保持网络系统上的同步性,但是,对于有害的网络同步,就必须要加以制止。
2.2复杂动力网络上的控制
复杂动力网络由于具备大量的节点,以及相对复杂的拓扑结构,使得传统的控制手段已经不能完全地适应当前软件工程的运用。人们相继提出了自适应控制和线性反馈控制、切换控制以及牵制控制等方面。在当前复杂动力网络系统中,我们就不仅仅可以通过控制网络上的所有节点来实现一个既定的目标,而且,在大多数的情况下,就是希望能通过控制尽量少的节点来实现各种目标,这就是牵制控制。复杂网络的牵制控制方面,基本上有两种不同的控制策略,主要是可以分为,随机控制策略和目的性选择策略。总的来说,就是随机选择一些节点来进行牵制控制,但是,目的性的控制策略,就是严格按照一定规则来选择有效地节点进行控制,实际上,牵制控制所涉及的领域非常广,其中就包括网络结构和节点动力学,以及相应的网络耦合强度等一些方面,为此,对于牵制控制来说,如何来选择网络耦合强度和牵制控制器的数目就是当前牵制控制两个最为基本的问题,从具体上看,就是可以给定复杂网络系统和牵制控制策略和网络耦合强度,必须要对多个牵制控制器才能更好地实现网络上的稳定性,所以,这些问题都是需要我们面临的问题。
3复杂动力网络在软件工程中的有效运用
在过去的几年当中,有很多的专家和学者都将复杂网络的理论和方法有效地运用在软件工程中去,例如,可以有效地运用复杂网络的工具分析,并进一步分析了软件网络各种统计特征和网络可视化的软件研究,并得到广泛的运用和发展。在网络化的软件运用过程中,网络软件从某种意义上是一种多结构和全方位的动态演化软件,具有很强的适应性和自组织性以及开放性。从另外一个角度上看,这是相对于传统的网络软件来说,网络式软件的组成单位显得更加主动,并且耦合度也非常松散,在规模上可以适当地进行收缩和拓展,而且网络化的软件可以切实通过发现和挖掘网络资源,从而可以实现资源的有效利用,为客户提供可持续性和安全上的交互与协调服务,更好地满足用户的各种需求。同时,软件系统的运用过程中,这是一种人工上的比较复杂的系统,从而可以导致了统计意义上出现规律上的附和,这就必然会造成软件设计方法和开发过程汇总的某些原则之间存在的关联性。尤其是在200年以来,复杂动力网络阐述了面向对象软件网络的结构与传播代价之间的内在关系,可以说,网络评价传播代价和软件网络之间存在紧密的联系。并且两者的相关系数可以随着网络中的边数结构的增加而减少,这样就能够充分说明在节点一定的情况下,随着边数的增加,可以在网络中形成很大的中枢节点,进而可能导致了平均最短路径长度的减少,同时,平均传播代价也随着减少,平均传播代价和出入度之间的范围都存在负相关,这也在一定程度上会造成网络环境上的异质化更高,其中的平均传播代价就越低,这就是为什么能够出现真实的软件网络,而且网络传播代价显得相对较小,而且,规则网络却使得平均传播代价更大,为此,这就必须要对具体的情况做出详细的分析,才能更好地推动复杂动力网络在软件工程中的应用。
4结语
从以上的情况分析中可以得知,笔者认为,只有深入分析复杂动力网络的结构特征,并对软件工程的运用情况做出详细分析,之后,笔者还进一步阐述如何使得复杂动力网络运用在软件工程中去,才能更好地发挥复杂动力网络在软件工程中的效用。
作者:李岱 单位:郧阳师范高等专科学校
一、计算机复杂网络系统竞争性传统方法研究缺陷
1.1分析过程中个体研究不足
在对计算机复杂网络系统竞争性的研究中,主要的研究对象是对于整体的研究,忽略了个体对于整体的影响作用,个体与整体、微观与宏观的并没有完全统一,个体和整体关系不密切,产生分离,因此对于它们之间难以建立有效的联系,而且在两者之间没有基本的过渡阶段,缺乏基本的联系。成员之间竞争性的分析方式主要是从整体上分析竞争系统,然后再根据长期以来对于其的跟踪研究工程,了解其性能和工作状态,只是在乎整体研究,可是却没有认识到整体是由个体而组成的,因此在研究整体的变化过程需要根据个体的情况来最后总结,而不是站在宏观的角度上研究。尤其是在研究成员的竞争力时,一般只研究整体的竞争力,对于个体并不细致研究,这也是由于个体的竞争力难以估量,很难系统的对组成个体的竞争力进行研究,这样就很可能忽略了个体竞争力变化过程以及特征和作用的分析,对于整体分析也有严重的影响。因此在分析成员之间竞争力的时候要从个体角度出发,分析每个个体的竞争力,进而分析整体的竞争力,这样才能保证整体的竞争力分析的准确程度,因此这方面我们要加以改进。
1.2对于竞争系统的分析系统性、完整程度不够
在研究计算机复杂网络系统的竞争性时,由于系统的复杂性和不确定性,因此分析过程并不细致,尤其是对于系统中的复杂性中的非均衡状态,缺乏有效的描述手段,这部分是对于竞争系统分析的重要组成部分,更没有细致准确的分析。同时也过于强调均衡状态和不动点的分析,分析重点有所偏差,造成原本就不完整的竞争系统分析更加错误。另外在系统内部元素的刻画上并不细致,系统内部的各个元素是保证其正常运行的基本元素,也应该是竞争系统分析刻画的重点,这些元素主要包括系统内部的内部结构、性质、个性特征以及演化趋势等,分析刻画不细致直接导致了竞争系统分析的不完整。因此在竞争系统分析刻画的时候,不能过于笼统,而是需要针对系统内部的各个基本元素进行分析,不能忽略每个元素的重要作用,同时分析过程应细致准确,为竞争系统的整体分析做好基础。以上两点是在计算机复杂网络系统竞争性分析中存在的主要问题,究其原因还是对于系统整体太过重视,分析过程按照整体为单位,没有真正意识到个体和内部元素对于分析刻画过程的重要性。针对这一缺陷,我们在日后的分析工作中就可以有针对性地进行解决,保证竞争系统分析的合理准确。
二、计算机网络系统复杂性问题
2.1开放的复杂系统
计算机的网络系统是一个开放性的系统,而且具有资源共享的特点,所以能够拥有庞大的用户人群。随着经济的快速发展,计算机网络系统包括各种政治、经济、文化以及科学人文等内容,这也是互联网拥有庞大用户群的主要因素,也能促使互联网发展,同样互联网的发展也影响着社会的发展。
2.2成员群体庞大
互联网的发展,拥有庞大的用户群体,而计算机网络系统中的成员是由用户终端、交换机、网关、路由器等各种终端设备组成的,因此各种各样、大量的用户以及交换节点使计算机网络系统变得更为复杂。
3.3成员之间的联系
计算机网络系统的运作是由系统中人员之间相互合作而完成的,系统中的每一个成员都存在着一些联系,但是值得我们注意的是网络协议系统是分散的,在系统中,成员之间除了相互合作也相互竞争,相互竞争就会导致系统的瘫痪等问题,因此,可以通过网络协议系统进行调节,从而保证各成员之间的有序合作。
2.4系统由多层次组成
计算机系统的复杂性也包括系统的层次性,计算机网络系统的结构构建是分层化的,这也是网络体系结构构建的出发点。计算机网络中分层体系的有很多,如通信标准和TCP,以及网络拓扑结构。所以说层次性也是计算网络复杂系统的重要特性。3.5系统信息的复杂性在传递信息时,成员之间相互发送信息、接受信息,处理信息以及转发信息等,由于信息量多,信息的服务性以及信息的设备的多样化,使计算机网络系统中的成员之间会产生竞争,这也是计算机网络系统的复杂性之一。
三、计算机网络系统竞争特性分析
3.1局域网系统成员之间的竞争特性
我们最关心的局域网问题就是它们之间的互访,这也是目前的热点话题,我们主要采取有序控制的措施,可以避免成员之间的冲突,这也是有序冲突的实质。有序控制的方式有轮询,轮询的方式有很多种,包括限定式、穷尽式、门限式以及混合式,主要根据网络成员之间的需要,网络控制程序按照顺序依次询问,若需要立即被使用,不需要则问下一名成员,因此避免了成员之间的冲突。另外我们还可以采用预约的方式,这种预约的方式分为分布式预约和集中预约两种,这种方式和轮询本质上是一样的,也是根据需要的网络成员进行资源分配,但是在方式上有很大不同,需要网络资源的成员得先预约,然后再按顺序进行分配。还有一种是令牌控制,这种方式在局域网中应用的比较多,令牌控制就是一个通行证,网络成员抓住没有用到的令牌,才可以把需要的资源信息写上去,这种令牌通常分为单令牌和多令牌。最后一种是叫做时槽方式,时槽方式也分为两种,即固定式槽环和随机式槽环,这种方式把网络的传输时间分为几段,其中每一段是一个时槽,时槽在用户之间的作用是传递信息。还有其它一些不常用的有序控制方式,例如寄存器插入和信道复用等。
3.2路由器的竞争问题
由于网络速度的提高,导致当局域网中大量信息抵达时宽带不够使用的情况,从而引起网络成员之间的冲突。因此为了避免这种状况,应采取两种办法用来解决和预防。
(1)冲突解决解决冲突的有效方式通过“丢弃”数据这一项操作进行,它是任何的交换节点都支持的一项操作。当网络中大量的数据包争夺有限的输入、输出缓存和输出宽带时,由于需求小于供给,就需要对一些数据包进行丢弃,但是在什么时间丢弃也有不同的算法,算法包括两种,一种是丢尾算法,另外一种是随即早期检测算法。
(2)提高路由器的性能路由器操作系统中还有很多问题,我们应努力更新和完善路由器系统,修改默认口令,将普通的默认口令改为高级的默认口令,同时也可以采用修改内部一些核心模块的方式,另外还有修改词法分析器、解释器以及查询执行器等。
计算机复杂网络的竞争性有其利弊,对于系统内部的竞争我们应加以改进和解决,并且尽量避免这些冲突,提高网络的利用率。我们还应根据计算机复杂网络的特性,有效解决竞争带来的冲突,促进网络成员之间的合作,使网络安全有效的运行。
作者:孙万里 单位:黑龙江建筑职业技术学院
1交通运输网络的地理空间特性
交通运输是典型的网络型产业,与生物群落、社交关系和互联网等网络一样,具有复杂网络拓扑结构的共性,也与电力、通信和供水等网络一样,必须通过实体网络系统(或节点系统)才能实现产品和服务的生产与销售。但是,交通运输的网络构成和行业特征与上述各种网络存在很大区别,从而使其网络的复杂性特征展现出独特之处[5]。在复杂网络的理论研究中,交通运输网络对于地理空间的绝对依赖,构成了其结构演化和其上传播机制的研究复杂性基础。
1.1叠加性和延展性较弱
对于较少或几乎不依赖于固定设施的网络系统来说,在一定时间或一定空间上,若干网络的叠加是可能和经济的,如社交网络和电信行业网络,其网络增长受限较小,对网络稍加或几乎不进行改造,就可以实现能力的大幅调整。而从网络的物理特性上来说,交通运输服务则受制于其实体网络,即构筑于特定地理空间下的基础设施,网络结构和能力调整不能灵活变化。相对而言,民航网络按不同的飞行高度划分出若干空域,在一个立体的空间内也可实现不同航路一定程度的“叠加”,而铁路网络要形成多片叠加则几乎不可能。
1.2与地区经济社会的互馈作用较强
与生物群落、社交关系和互联网等网络相比,通信、电力和交通运输等网络的形成,具有明显的外部效应。这种外部效应,即是这类网络与其所在区域经济社会发展的互馈作用的一种体现。网络型基础设施的经营与所在区域的经济社会需求普遍具有互馈效应,但程度和范围上也有所差异,如电网和公路网的建设往往有较强的地域性,这种互馈作用更多地局限在某一特定时段或特定地区。相对而言,铁路网络的建设和运用常常辐射和跨越更大的地区,与更大范围内的地区经济互馈作用更为显著。
1.3要素构成复杂且与地理空间具有全关联性
非实体或一般的网络型产业中,网络关系或传输物常具有无形、均质和稳定的特征,关系的接入较为简单,如电力网与通信网,其联通和运用相对简单,各地区网之间的切换可在瞬间完成,对传输过程的影响很小[5]。而交通运输网络的传输对象所要求的运输条件各异,需配备的装载设备也不同,其网络构成要素更多、更复杂,固定设施与移动设备的配合使用,要求进行统一的运输调度指挥或充分协调,多要素的地理关联性也给网络带来分析的不确定性。相对而言,铁路运输系统内部的技术联系更为密切,保持路网畅通所需要的各种条件更为复杂,多因素与地理空间的全关联性为其网络分析增加了复杂性。
2铁路运输网络要素的高协同性与强相关性
铁路运输网络是依赖于实体网络系统进行活动的典型网络,和其他运输方式的网络一样,与虚拟网络有着显著的区别。根据大量实证研究结果,从度量网络复杂性的基本指标来看,铁路运输网络(含铁路线路网络与列车运行网络)与道路网络、航空网络和地铁网络具有基本拓扑结构及特性相关结论的相似性。但是,铁路运输网络因其独特的构成要素和技术特征,仍然与其他运输方式的网络有较大区别。通过与其他运输方式对比,可以看出,在复杂网络的理论研究中,铁路运输网络关键要素的高协同性和强相关性,构成了其结构演化和其上传播机制的研究复杂性根源。
2.1道路运输网络复杂性
对于道路运输网络方面的研究,目前分为干线路网(含城市群路网)和城市内部路网两大部分,两类网络及其上的交通流各有其特征,但是在与铁路运输网络的比较中,其共性表现一致。道路运输的地理网络体系的突出特点是:网络密度很大,网络增长的灵活性较强,网络的功能层次明显。同时,由于路权专用性不强,其上的运输组织活动倾向于采用自组织(自驾车)或系统组织(公共交通)的方式,与地理网络的关联性不强。对于前者,出行者选择较为灵活,与作为普遍存在的地理网络相比,使用者行为对运输组织网络(或称服务网络)生成和变化的影响要大得多,因此相关研究常转化为出行者(或驾驶员)行为方面的复杂性研究。对于后者,线路走向选择较为灵活,与作为普遍存在的地理网络相比,城市土地利用和用地规划对服务网络生成和变化的影响要大得多,因此相关研究常转化为公共交通服务网络拓扑结构的复杂性研究。
2.2民航运输网络复杂性
民航运输网络的空间尺度较大,且地理网络的构造较为特殊,机场(节点)是其网络结构的关键要素,航线(线路)无实物载体,受地理空间限制较小。这种地理网络的特殊构造,将民航网络的复杂性问题转化为机场的网络布局和航线的层次结构复杂性问题。因其内生的安全和技术管理要求,民航地理网络上的运输组织活动采用系统组织方式,但是其地理网络(机场分布网络)与服务网络(航线分布网络)仍然相对独立。同时,因为民航运输的技术经济特征,其成熟的网络结构(含地理网络和服务网络)具有收敛性,呈现出稳定结构。
2.3远洋运输网络复杂性
远洋运输网络的空间尺度最大,与民航运输网络相似,其地理网络的构造也较为特殊,港口(节点)是其网络结构的关键要素,航线(线路)无实物载体,二者均受到地理空间的限制,特别是港口体系,一般分布在大陆边缘、航运通达条件较好的地区。远洋运输地理网络上的运输组织活动采用系统组织方式,其地理网络(港口分布网络)与服务网络(航线分布网络)不仅相对独立,更因受到国际贸易的影响,其分布具有明显的规律性和特定时空上的稳定性。
2.4城市轨道交通网络复杂性
虽与铁路运输网络同属轨道交通大类,城市轨道交通系统因其服务范围、服务对象和服务方式的特殊性,其复杂性特征与铁路运输网络有所区别。从地理网络的构成上看,成网的城市轨道交通系统一般点(车站)多线(站间距)短,网络密度较大,分布范围与城市发展和用地规划密切相关,但受工程和地理条件限制较大。城市轨道交通的轮轨关系较为密切,其系统组织方式在所有运输方式中最为典型和完全,虽然其对网络固定设施与运载工具的协调性要求较高,但是,从服务对象来看,其运量构成简单、客流性质较为单一;从其服务方式和频率来看,其制式单一,运输调整便利,服务网络的构成比较简单,因此二者关联后的复杂程度并不高。与上述典型交通运输网络相比,铁路运输的地理网络一般空间尺度较大,网络密度分布不均,局域高密和长程低密兼而有之,受区域经济的影响明显,对经济的引导作用强。同时,路网专用性强,基础设施和移动设备均存在多样化制式,内部技术联系密切,存在互补资产和互补技术,服务网络的绩效对二者的协调性要求较高,二者作为铁路运输网络关键要素的高协同性和强相关性,更增加了对其进行复杂性分析的难度。
3铁路客运网络结构与增长的叠加复杂性
一般来说,旅客和货物运输条件差异巨大。与铁路货物运输相比,旅客运输通常对乘坐舒适度、运输安全性、换乘便捷性等要求较高。反映在运输网络方面,则体现出铁路客运网络应当保有较高的密度和覆盖性,网络接续条件好、通达能力强,网络的连通可靠性高、抗干扰能力强,其拓扑结构必然表现出一类典型的复杂性特征。同时,铁路客运地理网络(基础设施投资建设)的阶梯性增长规律,与客运需求的持续性原发增长或突变性诱增规律之间,在特定时空条件下会存在较大差异,对服务网络的绩效可能产生较大影响,要尽可能规避这种长期存在的客观不利因素,并在最大程度上发挥铁路服务网络对人口分布、土地利用和城市发展的引导作用,其网络结构必然表现出一类典型的流量变化与网络增长动态均衡的复杂性机制。另外,铁路旅客运输关于安全、快速、便捷的要求在客运网络中的反映,不仅体现在地理网络上直接连通所表现出的拓扑特征,更体现在其服务网络及所含层次和局域结构在各种运输条件下的适应性。特别地,作为与人的行为和活动发生直接关系的基础设施实体网络,网络上拥堵或故障的传播动力学及控制是关键问题,而铁路运输网络要素的高协同性,叠加在其与客运需求的强相关性之上,更增加了网络复杂程度,必然表现出对一类特殊的网络拥堵控制或故障规避的复杂性分析方法需求。
4我国铁路客运网络的复杂性
我国铁路客运网络的拓扑结构特征及部分网络静态特征指标,与国外典型国家或区域的铁路客运网络相比,具有相似性,究其原因,是由铁路客运内在的技术经济属性决定的。但由于铁路客运供需之间的紧密互馈关系,国内外国情、路情的巨大差异,反映在我国铁路客运供给上,则必使其体现出与国外典型国家或地区客运路网不同的结构和演化特征。
4.1需求数量变化的驱动
从我国客运需求规模和结构来看,我国地域广阔,人口基数大,作为旅客基数的人口数量总量大,加之近30年经济发展迅速,消费水平和消费结构发生了很大变化,不仅公务商务出行稳定增长,而且消费性旅行需求增长迅速,导致客运需求的数量规模大、增速快。受社会文化风俗、工农业和服务业生产规律以及生活方式变化的影响,人员流动在时间上趋于特定时期集中大量流动、一般时期正常波动的动态平衡状态。如春节前后在全国范围内的人员大量往返探亲和务工,在夏秋季节去往主要农业生产基地采收,节假日往返旅游度假地等。在这种经济、社会和文化背景条件下,客运需求表现出突变性和常规性波动的叠加。
4.2需求结构调整的驱动
我国国土地理形势多样,且受地缘关系影响的经济区域发展水平和方式不同,人口分布在地域上趋于局部集中、广域分散的动态平衡状态,在客运需求的空间结构上存在多样化、非均衡的特点以及点、线、面运输需求的相互转化问题。由于我国正处在居民出行结构转型的关键时期,客运需求呈现出类型多样、特征交叉、持续分化等现象。客运需求类型极大丰富,规律性渐趋明显,需求结构开始逐渐趋于动态稳定,对长程运输能力强、中短距离运输服务水平高、安全性好、价格适中、便捷性强的运输方式需求仍将长期稳定存在。
4.3我国铁路客运网络构建的关键问题
从我国铁路客运供给的现状与发展来看,我国铁路网正处在加速成长期,还远未达到成熟期,不仅存在路网布局有待完善、网络覆盖程度仍需提高等情况,还存在线路衔接不甚合理、系统协调程度不高等问题。受长期建设滞后和能力制约的影响,运输需求的层次性在铁路客运供给的地理网络和服务网络中的体现并不十分显著。随着客运需求的进一步分化,铁路客运网络进一步完善的问题就演变成如何在扩大硬件服务能力的同时,又能合理利用既有各类设施、设备和运输组织资源,既研究客运需求对网络演变的指导意义,又探讨网络结构变化对流的有效组织的关键影响的复杂网络结构演化问题。由于我国地理区域广大,地形地质条件复杂,加之东、中、西部地区经济发展水平不一,社会文化习俗有差异,人口分布形式多样,旅客出行规律时空特征不同,铁路客运供给在交通运输体系宏观定位下的地区特征也很明显。因此,随着我国铁路客运服务逐渐进入能力扩张与质量提高并进的新阶段,对铁路客运网络的深入研究,也必须重点考虑路网成长规模、线路建设时机、运营技术标准匹配、服务组织与能力分布等时序与空间耦合问题,即网络的局域演化及动力学特征对整体网络构建的影响,以及路网承载能力变迁机制和规律的复杂网络结构演化问题。另外,作为承担国家安全功能的常规基础设施网络之一,为保障领土和经济安全,铁路运输具有无可替代的国防意义。处在国际政治经济形势瞬息万变的环境下,铁路客运网络除承担常规旅客输送任务外,还肩负着在系统面临巨大威胁或破坏时仍能保障一定通达要求的重要责任。在这一特殊前提下,铁路客运网络的通达性问题,又上升成为在遭受完整性威胁的情况下仍能保证特定的服务水平,即系统可靠性问题。
5结束语
在我国居民出行结构转型及铁路建设运营体制创新的关键时期,面对我国铁路客运的新形势,应当客观认识铁路客运地理网络和服务网络的时空复杂性,理解其形成及演化的内在机理和运行规律,把传统的铁路运输活动与新兴的复杂网络理论结合起来,更好地刻画铁路客运服务特性,为解决网络规划和调整以及运营管理问题提供新的视角和决策依据,从而充分利用现有交通资源,切实提高整个路网承载能力,优化完善服务方式与运营水平。
作者:王琳 于洋 单位:西南交通大学交通运输与物流学院 西南交通大学建筑学院城市规划研究所
复杂网络研究已经渗透到生活及学习的方方面面,目前,复杂网络研究已成为计算机领域的研究热题。当今时代,计算机网络对于人们来说,已是生活中不可或缺的部分。然而,随着网络平台的快速发展,传统的网络模型已难以科学地展现其拓扑特性,将复杂网络理论的思想应用于计算机网络拓扑研究中,引起计算机研究者及从业者的关注,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑的研究结果也应用于实践。
1计算机网络的发展
1.1复杂网络的基本内涵复杂网络是计算机领域的一个术语名词,是指基本具备小世界、无标度、吸引子、自相似、自组织中的部分或者所有属性特征的网络架构。网络系统的演化进阶、演化规律的释放、演化动力学的基体层次及网络系统模型的形成机制、几何属性、结构稳定性等是构筑其理论的核心。由许多节点与连接两个节点的一些边构成了网络。而节点是指系统中不同的个体,边代表着个体间的关系;具有特定的关系的两个节点之间连一条边,两个节点有边相连则是相邻的。
1.2计算机网络拓扑结构网络的拓扑性质是指不依赖于节点的具体位置和边的具体形态而表现出来的性质,其对应的结构就是网络拓扑结构。有研究报道,在很大程度上,网络拓扑决定了网络的性质,不同的网络性能是因为不同的拓扑结构,因此,网络拓扑是研究网络中的重中之重。
2复杂网络理论
复杂网络理论在基于复杂理论的计算机拓扑研究中的应用网络管理,是在网络系统正常运行的重点部位,把握并网络拓扑行为的改变方式优势并应用是建立网络模式的关键。在理论的学习研究中,还要分析在计算机的网络动态情况下的数据流量,掌握计算机网络动态情况下计算机流量数据及网络的稳定特性。基于拓扑结构原理的插入及分析,并研究分析该结构的衍生技术层面以解决问题的方法。在传统的计算机结构方法中,多数计算机网络的拓扑是以简单的随机网络来展现的。随机网络模型在规模小、单一业务种类的网络初级阶段,一定程度上客观地反映在计算机网络拓扑中的演化规律。现在的计算机网络所处的环境发生了很大变化:计算机用户量不断增长,不同网络正在融合发展;庞杂的网络协议体系的层次结构在垂直方向呈现出多样化,以区域和性能为标准水平上进一步形成水平上分布且多级的架构;由于协议,非线性作用、用户之间的合作与竞争网络等在节点间、节点与数据分组间发生。它们使计算机网络变得复杂,随机网络模型已不适合计算机网络拓扑行为。
以系统整体性为重点的复杂网络理论应运而生,成为人们研究计算机网络拓扑的新途径,有研究就是基于复杂网络理论研究复杂的计算机网络行为,从不同层次、不同角度分离网络系统的整体性及网络中单个之间的联系和相互作用,以分析表现其整体性的性质。例如流量行为和拓扑行为的各自性能以相互作用行为的研究等。基于复杂网络理论的定义及研究,从整体上了解计算机网络拓扑结构的特征模型,并分析计算机网络的整体系统定型。基于拓扑结构的理解,通过定量分析并把其结果应用到定型分析当中去;相互联系作用的网络节点在拓扑演化行为中受到极大影响。复杂网络拓扑结构的构造机制,是建立并分析研究网络拓扑结构及动力学行为的演化模型。在基于构造机制而建立的演化模型中,针对拓扑数据的范围变化和对数值进行分析处理的讨论,都是根据网络结构而进行分析讨论的,在计算机网络中,由于其分布比较明确而且具有小范围的节点度,还有依据其没有标记的特性和相联系的动力行为。
3基于复杂网络理论的计算机网络拓扑应用
世界上多数发达国家开始重视计算机拓扑技术系统原理的研究以及在IT领域的应用,同时全世界上的著名高校都十分看重计算机拓扑技术理论技术的研究,比如说,传统的拓扑数值参考体系结构工分为五个层次,分为控制过程,再优化过程,再次生产中进行调整,然是企业层面进行管理整治,最后在经济上进行宏观决策。锥塔式管理模式通常采用这种模式并取得很好的效果,在生产过程中将不再采取以往控制与管理详解的形式,而是将其分开,不再注意资源在生产过程的消耗及能量损耗、对设备的实施监控与管理控制。由于此种结构模型采用多层次结构,而且比较复杂,应用起来成本极高且不那么灵便。也不利于计算机网络平台技术的建成,在社会实践中得不到很好的推广应用。另外,煤矿企业为世界工业发展提供了很大的能源支持,然而,安全生产一直是煤矿企业持续发展并一直坚持的,因此在煤矿企业安全生产中更加强调控制和管理的统一化。生产、管理、安全三者是相互联系、相互依托的,需紧紧的联系在一起,才会更好的发挥起作用,不过其需依据计算机理论的实际研究和应用,形成资源管理、生产执行、过程控制三个层次的计算机复杂网络信息化系统。
在复杂网络理论指导下,优先突出复杂网络下计算机的统计方面的关系,然而拓扑网络结构的构造以及拓扑运行的方式也是不可或缺的,在突出表现计算机的统计方面的关系的同时也要形成它们操作模式的具体形式。在广泛的复杂网络以及其复杂理论的研究当中,要时时刻刻关注大众用户的资源信息,并不时地进行更新,不过,要控制管理用户资源,不要让其超过最新的范围,以保持高效运行。在网络不断发展更新的过程中,要时刻保持较高的资源数据利用率,使其利用尽量最大化。在计算机拓扑网络中,数据搜索功能是至关重要的,因此,要保持数据服务总台具有其强大功能,以增强其性能。网络拓扑结构化成果已不能很好地适应现有的网络载体,因目前的网络载体的连接功能特性不能很好地与网络拓扑结构相匹配,需要进一步提升结构化的研究成果以满足需求。而无标度特性的结构网络提体系的实现需要对计算机网络拓扑结构的区域管理进行扩展化延伸,因此,通过对网络数据同步控制,进一步形成完整的网络拓扑,而网络拓扑的完整性可以有效减缓拥堵的计算机网络数据的压力,从而提高计算机网络数据运行的效率。
4结语
在现代社会中,计算机已成为人们生活当中必可不少的一部分,越来越受到广大群众的关注,在计算机迅猛发展的时代,计算机的运行方式及速度一直是人们关心的问题,它关乎整个计算机的运行效率及数据的及时性。计算机需要进行有效的程序控制和管理,使其管理体系更加完善以保证计算机的正常运行。运用相关的计算机网络复杂理论研究,以升级传统模式下的计算机技术,对计算机存在的网络模型特点进行深入客观的分析,寻找新的思路、方法用来解决可能存在的问题。本文主要讲述了复杂网络理论的内涵,基于复杂理论的计算机网络拓补结构及使用情况,建设全新的计算机拓补系统,以提高计算机网络的控制和管理体系,有效地为广大群众提供服务。
作者:王晓元 单位:咸宁职业技术学院网络中心
一、关联公司的复杂网络模型
对复杂关联公司的建模中,将每个与母公司有关联的子公司或其他公司建模为一个结点,将公司之间的联系建模为一个边,这样的一个结点和边的集合就构成了一个复杂网络模型。示意图如图1所示。网络模型为无向加权网络,结点联系的强度与所涉及的两个关联企业间的资金往来和负债等因素有关。
二、联系的强度
有权网络的一个重要参数就是边的权值,该权值表征两个关联企业之间的联系,应由销售、采购、企业间投资关系、筹资关系来确定。需要指出,诸如投资、筹资等关系,本质上是有方向的,精确的复杂网络模型应该考虑使用有向网络模型。在本项研究中,为了简化模型和计算,我们统一使用了无向网络。
三、多关系网络模型
上述模型中使用了单关系网络,从联系强度的计算过程可见,实际上这个单关系是一个复合关系:将多个关系复合在一起。实际中,企业间往往存在多个关系,比如可由销售、采购关系构建一个关系网,而由投资关系构建另外一个关系网,如图2所示。所以应该使用多关系网来描述企业间的这种混杂关系。有了上述单关系或者多关系网络模型后,我们可以构建中心度度量,从而可以检测网络中重要的子公司;还可以检测紧密联系的社区,从而找到紧密联系的公司群。
四、中心度度量:识别重要子公司
在复杂网络上,一个结点的重要程度可以用其中心度来度量。常见的中心度度量包括:度中心性、紧密度中心性和特征向量中心性等。考虑到本研究中网络的规模和计算复杂性,我们使用了度中心性和特征向量中心性。子公司的度中心性计算与该企业所联系的企业数量,一般来讲,母公司应该具有最大的度中心性。特征向量中心性通过子公司的关联公司的中心程度来度量该该子公司的中心性,即如果与一个公司联系的其他公司具有较高的中心度,则该公司也具有较高的中心度。该问题转化为求解网络邻接矩阵的特征值和特征向量问题,对于较复杂的网络,使用迭代法求解该特征值效率较高,例如使用Power迭代法。基于特征向量的中心度方法类似于网络搜索中的PageRank算法。
五、社区发现:识别紧密联系的关联公司
发现关联公司的社区结构有助于发现紧密联系的关联公司。如图1所示,一个社区指的是相互之间紧密联系的企业群,群内的联系强度要远高于群外的联系强度。在图1中,显然所有标识为黑色圆圈的结点构成一个社区,而所有标识为白色方框的结点构成了另外一个社区。常用的社区发现的方法有顶点相似性、谱聚类等方法。本文中采取了顶点相似性方法。其中的相似性度量使用加权的Jaccard相似性:用联系的权重加权共有邻居数。
六、结论
考虑到公司舞弊的合谋特性,建立了关联公司的复杂网络模型:单关系网络和多关系网络模型,确定了联系强度的度量,通过中心性度量和社区检测,可有效发现重要的关联企业。
作者:石利芳仇丽青孙晓红单位:山东科技大学审计处山东科技大学信息学院山东科技大学审计处
复杂网络可视化方案设计的关键在于可视化工具和算法的选择,本文设计的方案中,可视化工具选择基于Python的软件包NetworkX[7],压缩算法采用提出的一种基于节点和边的关键性压缩网络拓扑的算法(NECB,NodeandEdgeCentralityBasedNetworkCompressingAlgorithm),布点算法则选择基于FDA改进的经典FR算法[8],整体方案如图2-1所示。原始的网络拓扑数据经过NetworkX作图生成网络拓扑图,而NECB算法和FR算法则利用NetworkX通过Python编程实现。
1NetworkX介绍
NetworkX是一基于Python语言开发的网络可视化工具,集成了众多专门针对复杂网络的分析算法,非常适合复杂网络拓扑的可视化,并能结合其它的Python软件包,比如Numpy、Scipy、Matplotlib、Pygraphviz、Mayavi2等数据分析和可视化工具进行使用。NetworX支持邻接矩阵、边列表、GML、Pajek等多种类型的网络拓扑数据的读写,也可逐个添加或删除单个节点和边,同时还提供了大量直接生成某一类型复杂网络的函数,针对网络拓扑的性能分析,NetworkX也提供了许多算法,对于同类型的网络,还支持并集、交集、差、子图等集合操作。
2NECB压缩算法
基于节点和边的拓扑压缩关键在于压缩标准的制定,如何评判压缩算法的有效性也是重要的方面。
2.1压缩节点的选择NECB压缩算法中的压缩是针对节点进行的,这里仅针对简单无向图进行讨论,对于网络拓扑G=(V,E)中任意节点v,是否删除它的参考标准主要有两点:节点v的度deg(v)和网络拓扑中经过该点最短路径数。节点的度是网络拓扑最重要的属性之一,如果一个节点的度数越大,说明它与很多节点都有关联,那么它在网络拓扑中也就显得很关键[9]。NECB算法采用的计算公式如下。是为了将其值归一化在[0,1]范围内。网络拓扑的平均最短路径长度也是其重要的属性之一,如果网络拓扑中多条最短路径经过某一节点,显然该节点扮演着重要角色[9],NECB算法采用的计算公式如下。用Wpath(v)的值衡量节点v关于最短路径的关键性,Π(s,t)表示网络拓扑中所有最短路径的集合,π表示经过节点v的最短路径,(|V|-1)(|V|-2)/2是经过节点v的最短路径数最大可能值,乘以2/((|V|-1)(|V|-2))可以将其值归一化在[0,1]范围内。
2.2压缩算法流程NECB算法中的压缩本质上就是删除节点,这里对删除进行一下说明:对于网络拓扑G=(V,E),删除节点v是指从E中删除所有包含v的边,然后从V中删除v生成新的网络G’,NECB算法流程如图2-2所示。
首先计算网络拓扑中各个节点的度和所有节点之间的最短路径,然后根据公式和分别计算Wdeg(v)和Wpath(v),删除值相对较小的次要节点,保留值相对较大的重要节点,再将得到的两个节点集合并。假设合并后的节点集合为V1,对于复杂网络,通常情况下,节点集合V1构成的压缩图是连通的,若不连通,则需要对压缩拓扑进行补充,选择一个最小的节点集合V2补充到压缩拓扑中,至少使得由V1∪V2中节点构成的压缩图是连通的,这是一个NP完全问题,NECB采用的是一种叫做KeepOne的策,。V1中节点在G中的任意一条最短路径上的所有节点组成V2,V1∪V2的完全图与原始网络拓扑G的交集即为最终的压缩网络拓扑G’。
作者:张畅谢钧胡谷雨段伟伟单位:解放军理工大学,指挥信息系统学院
1研究假设与模型
复杂网络理论是在十几年前才被人们挖掘并总结出来的一门崭新的理论学科,尽管该理论的研究内容并不丰富,但鉴于计算机网络技术的快速发展及其在全社会范围内的迅速普及,促使复杂网络理论内容的研究也趋于成熟,并为计算机网络拓扑特性提供了可靠的理论分析内容,使计算机网络拓扑成为了一种具备科学性、合理性的一种系统网络架构,维系着网络空间环境的有序运作,促进了互联网领域的健康、稳定发展。而要想具体的对计算机网络拓扑的研究假设与模型进行验证,这就要从复杂网络理论的框架、网络行为内涵,以及复杂环境中的计算机网络拓扑行为所遵循的理论基础等方面来入手实施。
1.1复杂网络理论的框架及其内涵从长期以来的研究过程来看,将复杂网络理论应用到计算机拓扑行为研究的过程中极为可行,因其能够更为明晰地呈现出在较高技术水平下的计算机网络拓扑结构,从而便可以对网络性能及其流量进行更细致的分析,所得出的相关分析成果可以反作用于实践当中,不断提升计算机拓扑项目的延展性。复杂网络理论的研究内容所涉及到的学科较广,具备较强的跨学科特色,因其与数理学科、生命学科以及工程学科等诸多学科领域有着密切的关联,同时,也正是由于复杂网络理论本身的跨学科特性存在,对复杂网络的定量以及定性特征的科学化理解的难度较大。其中,计算机网络拓扑模型方面的研究较为重要,且为实践领域提供了诸多可借鉴的经验。除此之外,复杂网络理论的内涵中还包括有复杂网络上的传播行为、搜索算法以及相继故障等方面,这些都属于复杂网络理论中的核心内容。从现实的角度来看,掌握网络拓扑行为的演进过程及其规律,便可以实现更优质的、更系统化的网络结构管理,为网络中各节点提供更便捷的网络服务。
1.2复杂环境中的计算机网络拓扑行为所遵循的理论基础近年来,网络行为理论及网络拓扑架构等项目的研究受到了日益延伸的网络平台的影响,在这种传统计算机网络理论与模式的影响下,已经不适宜进行对网络行为的客观描述,因此,复杂环境中的计算机网络拓扑行为需要重新修正,并利用复杂网络理论的核心内容来充实计算机网络拓扑。从现实环境来看,随着国内外各领域科学技术的不断发展,人们的视野较以往更加开阔,对各种事物也都有了更加深刻的认识和理解,因此,人们在诸多领域的建设过程中,对于计算机软件以及各类型电子设备的体验与使用要求也日趋提高,简单来说,人们对于计算机网络平台运行的要求有所提升。因此,在复杂网络理论精髓内容的明确指引下,计算机网络拓扑模型需要重新创建。
1.3针对计算机网络同步行为的研究从过去一段时期以来关于计算机拓扑项目的研究内容来看,始终停留在复杂网络演化模型框架的基础上,凭借路由器以及自治域这两个层面的特性来架设并描述计算机网络拓扑结构。后期,随着网络平台及信息数据的进一步延展,促使计算机网络同步行为越来越趋于复杂化,同时,由于其复杂化行为所产生的网络节点过于繁杂,则通过网络同步行为来探知计算机网络拓扑也是较为合理的策略,能够削弱计算机网络同步行为对整个网络环境所带来的负面影响。
2研究设计
通过研究以往有关的资料可知,网络本身所具有的特性在一定程度上取决于网络拓扑,而且,不同拓扑结构所构建出来的网络环境,其性能也有着明显的差异。实际上,网络拓扑结构的设计便能够影响网络平台运作的实际效能。在以往,传统的网络一般是规则的网络形式,该种形式最大的特征便是它的网络节点与其边的连结方式较为固定,属于一种近似封闭的网络环境,但在复杂网络理论支撑下的计算机网络拓扑结构的延展性就较强,这一形式的新型网络拓扑形态通常被人们形容为具有复杂动力学行为以及复杂拓扑结构的网络模型,该模型的核心特性在于它的无标度性、节点广泛且规律等方面。
2.1网络协议分析技术的研究在当前,现代电子信息技术的普及应用,各领域针对信息管理的研究不断深入,而且大多取得了极富价值的研究成果,并将其在实践过程中进而验证。从总体情况来看,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑研究可以分成如下几个部分来进行探索:网络协议分析技术、计算机网络拓扑行为的特征等。具体的网络拓扑形态如图1所示:从图1中可以看出,传统的计算机网络拓扑结构呈现出网状的态势,由中心为个终端提供数据转换等服务支持。其中,TCP/IP协议是网络协议系统中的重要组成部分,它也是现代网络信息管理中最核心的协议之一。在传送数据的过程中,由于IP层的传输不会受到过度限制,信息的传递顺次可能会有所改变。从网络协议分析的基础框架结构来看,网络协议分析技术的理论研究内容仍有一定的挖掘空间。
2.2网络协议分析技术的应用为网络拓扑行为的客观描述夯实基础依照TCP/IP参考模型,在数据包封装相关技术研究的基础上,采取端口检测以及特征值深度包检测等协议识别技术,探究网络协议分析的基本内容。从网络平台信息传递的效率来观察,按照TCP/IP协议格式逐层显示所采集到的网络数据包的各层协议网络字段信息,最终构建起网络协议分析的基础框架,整个过程较为合理。从具体情况来分析可知,总体的网络协议分析技术是分为两部分内容来实现的,一部分为网络数据采集模块,另一部分为网络协议分析处理模块。这两个部分的协调运作,便能够针对网络拓扑行为进行客观的描述。
3数据分析与假设检验
3.1探知计算机网络行为所谓的“计算机网络行为”,指的便是网络运行的动态变化规律以及用户主动或者被动采用终端设备通过Internet连接其他终端设备获得信息数据的行为。这样看来,计算机网络行为是构成网络系统的各个因素经过交互作用后而使系统表现出来的一种行为。从我国计算机网络运行的总体情况来看,对计算机网络行为概念的理解和掌握,能够更好的对网络状态做出宏观的预测,从而在一定程度上提高网络的整体服务质量。
33.2在网络协议分析技术支撑下的计算机网络数据分析一般情况下,网络环境中的物理地址与IP地址是互相绑定的,这样可以稳定网络运行环境中的各项信息资源,以便于网络参与者执行信息传输与操作。但同时,也意味着当有人盗用他人网络地址进行恶意操作时,就会给正常使用网络的人们带来一定的风险,易发生损失。所以,就要发挥出网络协议分析技术的功能,通过研究物理地址与IP地址的绑定时间范围,来确定并指认盗用网络者的非理性行为,进而维护网络运行安全。
3.3计算机网络拓扑模型的架设基础计算机网络拓扑形态结构当中的每种形态结构都有其独特的适用环境与搭建标准;再从传输技术的角度而言,网络拓扑结构可以被划分为两大类,即点对点的传播方式与广泛散播方式,二者都能够对网络协议和数据采集过程产生影响,进而对计算机网络拓扑行为带来干扰。无论如何划分网络结构与形态,网络协议分析技术需要足够的网络数据来支撑,只有当网络结构中的数据库中采集到大量的网际间信息数据时,网络分析技术的框架才可能搭建起来。
4研究结论与建议
计算机技术的涌现为网络信息的有序流转提供了可能,随着技术的不断升级,人们渴望能够寻找到一种切实可行的简便方式来描述计算机的拓扑行为,因此,探知到一种基于复杂网络理论的计算机网络拓扑形态,为当前复杂网络环境下的现代网络运转保驾护航。现阶段,我国各领域的发展都离不开计算机相关技术的支撑,然而,让遇见较为特殊的实际工作要求时,就需要借助专业化的计算机软件来辅以操作,这样一来,就需要开展计算机软件开发项目,以高质量的计算机软件产品的功用来满足用户的个性化需求。从本质上来看,将电子信息技术在实践领域的应用则意味产业技术的升级,同时,还代表着信息时代的发展成果。随着电子信息技术的发展,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑行为等方面的研究也取得了实质性的进步,进而为信息时代环境下的复杂化网络管理提可靠的理论支撑。
作者:张志鹏单位:渤海大学信息科学与技术学院
1国内文献综述
袁芳芳(2014)在其公开发表的文章中阐释了一种传统的网络拓扑数值参考体系结构,在该体系结构的影响下,计算机拓扑体系结构可被分成五个主要层次,即过程控制、过程优化处理、生产调配、企业管理以及宏观经济这五个层面。复杂网络理论的网络拓扑模式往往需要与传统的模式割裂开来,因其所遵循的理论基础不尽相同。从实践的角度来看,计算机复杂网络信息化系统往往可以由资源管理模块、生产执行模块以及过程控制模块这三部分来执行,从而能够在复杂网络理论的支撑下,削减网络平台架构中不必要的分支,以此来增强复杂环境下网络拓扑行为客观描述的精准度。
2研究假设与模型
复杂网络理论是在十几年前才被人们挖掘并总结出来的一门崭新的理论学科,尽管该理论的研究内容并不丰富,但鉴于计算机网络技术的快速发展及其在全社会范围内的迅速普及,促使复杂网络理论内容的研究也趋于成熟,并为计算机网络拓扑特性提供了可靠的理论分析内容,使计算机网络拓扑成为了一种具备科学性、合理性的一种系统网络架构,维系着网络空间环境的有序运作,促进了互联网领域的健康、稳定发展。而要想具体的对计算机网络拓扑的研究假设与模型进行验证,这就要从复杂网络理论的框架、网络行为内涵,以及复杂环境中的计算机网络拓扑行为所遵循的理论基础等方面来入手实施。
2.1复杂网络理论的框架及其内涵
从长期以来的研究过程来看,将复杂网络理论应用到计算机拓扑行为研究的过程中极为可行,因其能够更为明晰地呈现出在较高技术水平下的计算机网络拓扑结构,从而便可以对网络性能及其流量进行更细致的分析,所得出的相关分析成果可以反作用于实践当中,不断提升计算机拓扑项目的延展性。复杂网络理论的研究内容所涉及到的学科较广,具备较强的跨学科特色,因其与数理学科、生命学科以及工程学科等诸多学科领域有着密切的关联,同时,也正是由于复杂网络理论本身的跨学科特性存在,对复杂网络的定量以及定性特征的科学化理解的难度较大。其中,计算机网络拓扑模型方面的研究较为重要,且为实践领域提供了诸多可借鉴的经验。除此之外,复杂网络理论的内涵中还包括有复杂网络上的传播行为、搜索算法以及相继故障等方面,这些都属于复杂网络理论中的核心内容。从现实的角度来看,掌握网络拓扑行为的演进过程及其规律,便可以实现更优质的、更系统化的网络结构管理,为网络中各节点提供更便捷的网络服务。
2.2复杂环境中的计算机网络拓扑行
为所遵循的理论基础近年来,网络行为理论及网络拓扑架构等项目的研究受到了日益延伸的网络平台的影响,在这种传统计算机网络理论与模式的影响下,已经不适宜进行对网络行为的客观描述,因此,复杂环境中的计算机网络拓扑行为需要重新修正,并利用复杂网络理论的核心内容来充实计算机网络拓扑。从现实环境来看,随着国内外各领域科学技术的不断发展,人们的视野较以往更加开阔,对各种事物也都有了更加深刻的认识和理解,因此,人们在诸多领域的建设过程中,对于计算机软件以及各类型电子设备的体验与使用要求也日趋提高,简单来说,人们对于计算机网络平台运行的要求有所提升。因此,在复杂网络理论精髓内容的明确指引下,计算机网络拓扑模型需要重新创建。
2.3针对计算机网络同步行为的研究
从过去一段时期以来关于计算机拓扑项目的研究内容来看,始终停留在复杂网络演化模型框架的基础上,凭借路由器以及自治域这两个层面的特性来架设并描述计算机网络拓扑结构。后期,随着网络平台及信息数据的进一步延展,促使计算机网络同步行为越来越趋于复杂化,同时,由于其复杂化行为所产生的网络节点过于繁杂,则通过网络同步行为来探知计算机网络拓扑也是较为合理的策略,能够削弱计算机网络同步行为对整个网络环境所带来的负面影响。
3研究设计
通过研究以往有关的资料可知,网络本身所具有的特性在一定程度上取决于网络拓扑,而且,不同拓扑结构所构建出来的网络环境,其性能也有着明显的差异。实际上,网络拓扑结构的设计便能够影响网络平台运作的实际效能。在以往,传统的网络一般是规则的网络形式,该种形式最大的特征便是它的网络节点与其边的连结方式较为固定,属于一种近似封闭的网络环境,但在复杂网络理论支撑下的计算机网络拓扑结构的延展性就较强,这一形式的新型网络拓扑形态通常被人们形容为具有复杂动力学行为以及复杂拓扑结构的网络模型,该模型的核心特性在于它的无标度性、节点广泛且规律等方面。
3.1网络协议分析技术的研究
在当前,现代电子信息技术的普及应用,各领域针对信息管理的研究不断深入,而且大多取得了极富价值的研究成果,并将其在实践过程中进而验证。从总体情况来看,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑研究可以分成如下几个部分来进行探索:网络协议分析技术、计算机网络拓扑行为的特征等。具体的网络拓扑形态如图1所示:从图1中可以看出,传统的计算机网络拓扑结构呈现出网状的态势,由中心为个终端提供数据转换等服务支持。其中,TCP/IP协议是网络协议系统中的重要组成部分,它也是现代网络信息管理中最核心的协议之一。在传送数据的过程中,由于IP层的传输不会受到过度限制,信息的传递顺次可能会有所改变。从网络协议分析的基础框架结构来看,网络协议分析技术的理论研究内容仍有一定的挖掘空间。
3.2网络协议分析技术的应用为网络
拓扑行为的客观描述夯实基础依照TCP/IP参考模型,在数据包封装相关技术研究的基础上,采取端口检测以及特征值深度包检测等协议识别技术,探究网络协议分析的基本内容。从网络平台信息传递的效率来观察,按照TCP/IP协议格式逐层显示所采集到的网络数据包的各层协议网络字段信息,最终构建起网络协议分析的基础框架,整个过程较为合理。从具体情况来分析可知,总体的网络协议分析技术是分为两部分内容来实现的,一部分为网络数据采集模块,另一部分为网络协议分析处理模块。这两个部分的协调运作,便能够针对网络拓扑行为进行客观的描述。
4数据分析与假设检验
4.1探知计算机网络行为
所谓的“计算机网络行为”,指的便是网络运行的动态变化规律以及用户主动或者被动采用终端设备通过Internet连接其他终端设备获得信息数据的行为。这样看来,计算机网络行为是构成网络系统的各个因素经过交互作用后而使系统表现出来的一种行为。从我国计算机网络运行的总体情况来看,对计算机网络行为概念的理解和掌握,能够更好的对网络状态做出宏观的预测,从而在一定程度上提高网络的整体服务质量。
4.2在网络协议分析技术支撑下的计算机网络数据分析
一般情况下,网络环境中的物理地址与IP地址是互相绑定的,这样可以稳定网络运行环境中的各项信息资源,以便于网络参与者执行信息传输与操作。但同时,也意味着当有人盗用他人网络地址进行恶意操作时,就会给正常使用网络的人们带来一定的风险,易发生损失。所以,就要发挥出网络协议分析技术的功能,通过研究物理地址与IP地址的绑定时间范围,来确定并指认盗用网络者的非理性行为,进而维护网络运行安全。
4.3计算机网络拓扑模型的架设基础
计算机网络拓扑形态结构当中的每种形态结构都有其独特的适用环境与搭建标准;再从传输技术的角度而言,网络拓扑结构可以被划分为两大类,即点对点的传播方式与广泛散播方式,二者都能够对网络协议和数据采集过程产生影响,进而对计算机网络拓扑行为带来干扰。无论如何划分网络结构与形态,网络协议分析技术需要足够的网络数据来支撑,只有当网络结构中的数据库中采集到大量的网际间信息数据时,网络分析技术的框架才可能搭建起来。
5研究结论与建议
计算机技术的涌现为网络信息的有序流转提供了可能,随着技术的不断升级,人们渴望能够寻找到一种切实可行的简便方式来描述计算机的拓扑行为,因此,探知到一种基于复杂网络理论的计算机网络拓扑形态,为当前复杂网络环境下的现代网络运转保驾护航。现阶段,我国各领域的发展都离不开计算机相关技术的支撑,然而,让遇见较为特殊的实际工作要求时,就需要借助专业化的计算机软件来辅以操作,这样一来,就需要开展计算机软件开发项目,以高质量的计算机软件产品的功用来满足用户的个性化需求。从本质上来看,将电子信息技术在实践领域的应用则意味产业技术的升级,同时,还代表着信息时代的发展成果。随着电子信息技术的发展,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑行为等方面的研究也取得了实质性的进步,进而为信息时代环境下的复杂化网络管理提可靠的理论支撑。
作者:张志鹏单位:渤海大学信息科学与技术学院
1模型应用的必要性
基于网络的真实数据进行实证性研究是研究网络舆情演化规律的有力方向,但由于网络结构复杂、海量的个体和真实数据难以获取等原因,虽有一定进展,但成果不显著.而通过模型构建来反应个体的观点交互进而解释网络舆情的传播规律成为大量学者的选择.模型不是现实,而是虚构的对象,旨在通过某些可测量,在一定程度上达到与所研究现实世界的同构性.模型通常是将研究对象简单化,关于其相关变量和交互都考虑得不够周全,但是模型是获得事实的有益工具.简单的模型可以作为研究更加复杂和精确现实的起点,不完全的模型可以让我们专注于复杂现象的特殊属性或评估缺失变量的重要性.在网络舆情建模研究上,有来自物理学、数学、计算机与信息科学、传播学、心理学、社会学、情报学等多学科的学者分别在自己的研究视域内开展,不同学科的交叉更促进了其发展速度.研究者们利用统计物理学、观点动力学、社会动力学、社会心理学等领域的方法,着重描述个体之间意见交互和观点形成的过程,进而得出群体的宏观舆论涌现,为后续研究储存了深厚的积淀,并产生了深远的影响.舆情网络是典型的社会复杂网络,具有复杂系统的特征.复杂网络理论的逐步发展,提供了比以往其他方法都更有效的表达社会网络结构及关系的方法.复杂网络中的个体行为传播与集体活动的演化等引发了学者们的关注.随着社会系统的复杂化和信息技术的快速发展,网络传播的模式也越来越多元化复杂化,利用复杂网络分析方法分析互联网,尤其是Web2.0网络中的舆情信息发生、发展、演化的机理成为一个研究热点.
2基于复杂网络的网络舆情传播模型
2.1传染病模型由于信息传播与病毒感染的前提条件存在一定的相似性(有向性和相邻性等),并且具有相同的动力学特点,所以传染病模型被借以模拟网络舆论尤其是谣言的传播[7].传染病模型最早是1926年Kermack和McKen-drick构造的SIR(susceptibleinfectedrecovered)模型,以及1932年提出的SIS(susceptibleinfectedsus-ceptible)模型.在SIR模型中,将人群分为易感人群(S),染病人群(I)和免疫人群(R).该模型适用于染病后自动免疫并不会被二次感染的疾病,如水痘、百日咳,或者不能治愈终会死亡的疾病,如艾滋病等.SIS模型则只有易感人群和染病人群,适用于被治愈以后仍然恢复为易感人群的疾病.对于同一谣言,接触的次数并不影响已经被传播的后果,所以很多谣言传播模型借鉴了SIR模型.Daley和Kendal在1965年首次根据流行病模型构建了谣言传播的D-K模型,该模型借助随机过程理论,将谣言相关个体分为三类,未听说过谣言(相当于易感人群),传播谣言的人(相当于染病人群)和听说过谣言但不传播(相当于免疫人群),并假定角色以一定概率转换.Maki和Thompson等随后构建了M-T模型[9].这两个模型在谣言传播上得到广泛使用.随着复杂网络的兴起,谣言传播重新被学者重视,并取得了较大的研究进展.Kitsak等将谣言传播的SIS模型和SIR模型应用在了一些真实复杂网络中,分别为:LiveJournal.com上的550万人的朋友圈、伦敦大学学院计算机科学系的邮件联系网、瑞典的病人联系网和imdb.com上提供的电影演员的合作网络,并得出了一些重要结论.Zanette首次应用了小世界网络理论研究谣言传播,建立了SIR平均场方程,结论显示,谣言传播有一定的临界值.随后,Zanette比较了谣言传播在小世界网络和动态小世界(dynamicsmallworlds)两种复杂网络机制下的异同,结果显示,动态小世界网络更接近实际,并具有易分析和便于数值处理等优势.Moreno和Nekovee则在无标度网上了构建了谣言传播模型,并对随机分析和计算机模拟两种分析方法得出的结论进行了比较.Xiong等提出了SCIR模型,该模型侧重微博转发行为导致的信息传播,其中,C表示已获知信息但对是否转发该信息尚处于犹豫状态,并基于规则网格和无标度网络进行了仿真.国内也有大批研究成果出现.潘灶峰和汪小帆等在改进的无标度网络(聚类系数可变)上构建了谣言传播模型,发现增加网络聚类系统,即增加信息的透明度是抵制谣言的有效手段.陈静等综合了SIS模型和SIR模型,提出了针对在线网络传播形式的SICRS传播模型.该模型加入了起过渡作用的治疗状态(cured),通过对该模型的仿真,发现了复杂网络尤其是无标度网络中舆情传播的三阶段规律:初期的爆发、中期的周期性波动和后期的稳定状态.此外,作者还具体阐述了舆情传播的影响因子.陈福集等[20]重要关注了网络舆情传播建模中的衍生效应,通过仿真的数值设定实验,在传统SEIRS模型基础上引入话题衍生率,同时考虑舆情传播的社会影响作用和个体记忆因素等,分析其对舆情传播的影响.陈波基于泛在媒体环境,考虑现有模型对网络个体状态处理太过简单,引入了两个新的变量:直接免疫率和潜伏个体,建立了一个带直接免疫的SEIR模型,并采用了starlogo仿真软件验证了该模型.朱恒民等将SEIR模型应用到BA无标度网络上,重点考虑媒体对网络舆情话题传播的影响,提出了舆情话题传播模型,结果表明,媒体会加快舆情传播速度.钱颖基于SIR模型建立了微博舆情的传播模型.
2.2观点动力学模型研究舆论或共识形成过程的模型可以追溯到应用数学领域的French模型,该模型创建于1956年,研究在离散条件下,考虑个体以某种不同权重值采用他人意见时,团队内部的意见相互影响的复杂性问题.随着问题不断被研究者重视,出现了多个能用于模拟网络舆情传播的模型,经典的元胞自动机模型、Sznajd模型、Hegselmann-Krause模型、Deffuant模型、Wu-Huberman模型等均在一定程度上影响了后续网络舆情传播模型的构建.随后,大量学者将观点动力学上的模型应用到舆情中观点的传播,进一步考察舆论的形成等.Alves[等首次提出宏观的舆论模型正逐渐被基于局部个体空间相互作用的微观离散动力学模型所代替.国内学者纷纷在元胞自动机模型的基础上提出多个改进模型.方薇团队考虑元胞坚定性特点设计了元胞移动遍历的舆情传播模型,并进一步构建了协同元胞自动机模型.王鹍鹏提出了三位元胞自动机模型来模拟网络舆情传播动态.潘新等改进了Wu-Huberman模型,考虑社会网络中的个体交互,构建了网络舆情传播模型,该模型可用来衡量舆情传播的速度.
2.3其他模型博弈论因为其分析个体关系的优越性,被应用到网络舆情传播中.王杨等基于博弈论,考虑网络社区内外部对舆情传播的影响,构建了网络舆情的传播模型.结果表明,网络舆情在网络社区中的传播具有初期传播稳定、后期形成具有影响力的舆论的一般特点.韩少春、刘锦德等利用了不完全信息演化博弈模型,分析了网络舆情传播的羊群行为,并提出了控制羊群行为的主要策略.其他学者抛开经典模型,尝试构建新的病毒模型来模拟舆情传播、模拟群体极化的动力模型;也有学者利用复杂网络的方法,分析网络舆情传播的特点和规律,或者构建相应的模型,对实际的网络舆情引导起到指导作用,例如在新浪微博、高校BBS等方面的应用.
3现有研究的总结及发展趋势
3.1研究总结
3.1.1建模方法多数网络舆情传播模型采用了自上而下的建模方法,重点关注网络舆情宏观的演变及群体整体的观点变化.这类模型将研究对象看成一个系统,在不同层次研究系统的整体.最典型就是利用传染病模型模拟谣言传播过程进而反映网络舆论的传播过程.
3.1.2建模工具基于复杂网络的模型构建,利用恰当的软件或工具能起到事半功倍的效果.目前常用的建模工具有Starlogo、Netlogo、Swarm、Ucinet、Pa-thon等软件工具.也有不少学者自行开发了相关软件平台,如武汉大学信息管理学院开发了NEView-er,用于复杂网络的演化分析,这些工具都在相关研究中发挥了重要的作用.
3.1.3模型对实践的指导目前,大多是结合理论研究和实证分析来研究网络舆情传播的规律和特点,从理论上深入探讨网络舆情传播演化的数学或物理模型,建立清晰准确的理论框架,同时在大数据的背景上,借助数据仓库和数据挖掘等先进信息技术获取大量实证数据,验证理论模型的有效性,修正理论模型的假设.尽管目前已构建了基于不同理论基础的多个模型,但是模型如何指导实践,用于引导网络舆情朝正确方向发展,或控制负面舆情的发展等方面,仍需要进一步深入研究.
3.2发展趋势随着复杂网络理论的不断发展,网络拓扑结构更加接近真实网络,促进了基于复杂网络理论建模的复兴.通过网络微观生产机制来探寻网络宏观性质成为一项有意义且极具挑战性的工作.尽管统计物理学和数学等学科领域的经典模型可以借助到网络舆情的观点演化研究上,学者也展开了一些实际的应用研究,但是社会网络的复杂性,使得目前学界的研究成果对于描述实际网络舆情演化状况仍显简化,存在较大的改进空间.移动网络已成为更重要的舆情传播阵地,所以针对移动网络社区的舆情传播特性,例如微信群等,构建相应模型将成为一个新的研究热点.自适应网络代表了一类新的网络结构和网络行为,主要特点是能够相互反馈,这类网络能够反应真实的合作演化过程,所以流行病模型在自适应网络上的应用受到越来越多的关注。
作者:任立肖檀柏红张亮单位:天津科技大学经济与管理学院
信息化时代的到来,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。当今,无论是产品设计、制造装配,还是物料供应,都可以在全球范围内进行;适应全球化潮流的产品,通过各种网络组织协调与运作,把分布在世界各地的工厂和销售网点联结成一个整体,并能时刻与世界上任何一个角落的顾客或供应商进行交流。如何运用信息技术这个杠杆来重新调节企业的内部和外部资源,平衡变化多端的市场供求关系和竞争与合作的格局,已成为企业、政府和研究机构共同关心的问题。发达的工业化国家面临的是如何保持领先地位,抢占技术和市场的制高点;正在进行工业化的国家则面临更加严峻的挑战,开放的市场既提供了新的准入机遇,也是对自身产品的竞争能力、管理效率以及市场反应速度的新考验。随之而来的是世界变得越来越小,全球经济一体化已成为企业变革的最根本的动因。作为企业发展源动力的技术创新更是首当其冲地受到网络环境的影响,企业的技术创新及商业化过程已经成为企业获取竞争优势的关键因素之一。
企业生态系统与网络环境
生态学的基本观点是适应观、选择观、整体观、层次观、动态观、进化观和协同观。在生态学发展的百余年历史中,生态学研究已超出生物学的范畴。企业生态系统是借用生态学的概念,来解释组织和环境之间的关系,凡是相互影响、相互作用的企业组织之间、企业组织和个人之间,依靠各自的核心能力进行优势互补,以共同实现价值创新所形成的复杂经济群体都属于企业生态系统。企业生态系统与其环境之间相互依赖、相互作用。
随着计算机网络的出现,及网络环境的变迁,组织的传统经营模式发生了巨大改变,环境对组织的影响也日益扩大,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。网络环境是由技术层面和社会层面构成。技术层面是由信息技术发展带来的互联网网络环境,通过企业内部网和外部网将企业生态系统内各成员企业或相互联系的不同企业生态系统联结起来,实现信息在企业组之间的流动;社会层面是企业生态系统获取信息、资源及社会支持的社会网络,各种资源是联结成员企业之间、系统和环境之间的纽带,资源的内容和形式主要有资金、人才、信息、技术、服务、知识和物资等,所以,企业生态系统也是一个由多种关系联接交织而成的多重复杂的社会网络关系。这两个层面相互依赖、相互影响,技术层面是社会层面的依托和基础,社会层面是技术层面的升华。技术层面的变革,使企业组织间信息高效流动,进而促使企业组织向更具有动态性、开放性和自学习性的方向演进,最终带动社会层面的变革。其中,网络信息流是重要的作用力,网络环境将对企业生态系统的价值链、资源配置方式、组织结构、竞争战略和运作方式等产生巨大的影响。网络环境的变化将为企业组织实现动态的创新与演化过程提供可能的机遇。
网络环境为企业提供了更为先进的硬件技术平台,使企业的竞争方式和手段的转变成为可能;同时,基于网络外部性的网络环境又使得企业必然转变竞争方式,以求得在激烈环境中生存与发展。企业顺应信息的网络化已成必然趋势,具体表现在以下几个方面:信息的普遍性和分布性,有用的信息到处可见,知识的流淌与外溢效应愈加显著,关键是如何正确地判断和应用;技术进步日益加速,新技术产生越来越快,大大增加了企业间的相互依赖性;技术更具有的可获取性,技术的交流渠道多样化,只有不断地创新、合作,才能保持优势;全球经济一体化,国内市场成为全球市场的一部分,中国企业也可以利用全球市场;受环境和资源限制,增强资源的有效利用,扩大可利用资源的来源,从资源依赖型向知识依赖型转移成为迫在眉睫的问题;日益增加的服务期望,个性化的产品与个性化的服务不断增长的要求,扩大了企业与客户关系的内涵;计算机网络技术的快速发展,网络通信系统具有高度的开放性、可靠性和可缩放性;网络服务系统具有以不同服务质量传输不同数据类型的集成服务能力,在其上传输的信息和数据具有良好的操作性和一致性语义;各种应用系统能够跨平台进行数据访问。这些因素促使环境发生巨变,对企业的环境依赖性和环境适应性要求越来越高。
网络环境下的企业变革
(一)促进企业竞争战略的变革
传统企业的竞争是你死我活的竞争,而这种竞争在网络经济时代则变成了双赢合作,从公司竞争变成联盟竞争,在网络经济时代出现的很多新的商机都需要将多种复杂的系统结合在一起,而不是围绕一件独立的产品搞技术革新,不仅一个企业无法完全具备应该具备的能力,甚至一个国家也都需要更多的支持和帮助。在开放的网络环境中,企业生态系统的价值链变形为价值网,企业间的联系更加紧密,企业与其供应商、分销商及顾客组成了一个更大的价值增值系统,即价值网,企业在价值网中体现其价值的增值。网络技术的快速发展为企业竞争战略从红海到蓝海的转变扫除了技术障碍,还将推动企业全球营销战略变革的进程。
(二)对传统制造理念产生革命性变革
虚拟企业和动态联盟正逐渐成为现代企业适应竞争的理想模式,也是网络化环境中企业组织模式的重要特征。网络技术实施的最终目标是将分散在不同区域、企业、组织和个体中的各类资源有效地组织起来,形成一个制造网络。使用户能够方便地获得各种制造服务,并在网络的支持下方便地形成面向特定企业制造需求的专业化应用系统,实现企业间的商务协同、设计协同、制造协同和供应链协同。
(三)推动企业经营模式变革
企业组织利用网络环境,跨越不同企业之间存在的空间障碍,通过企业之间的信息集成、业务过程集成、资源共享,对企业开展异地协同的设计制造、网上营销、供应链管理等提供技术支撑环境和手段。为实现敏捷制造和虚拟企业的运作提供支持,形成具有数字化、柔性化、敏捷化等基本特征的优势互补的协同企业。通过网络环境下企业间信息、过程、资源的集成,实现协同制造过程中物流、信息流、资金流、工作流的优化运行,使整个网络系统中的制造企业群体以较低的成本和较短的开发周期,制造出符合市场需求的高质量产品。网络技术的发展将推动企业从大规模生产到大规模定制,从产品经济到服务经济,从实体经营到虚拟经营,从封闭式经营到开放式经营,从自主经营到动态联盟等经营模式变革。
(四)带动企业组织变革
网络经济正在改变着每一个企业与外部联系和交往的方式,同时也对企业自身的组织结构和组织形态提出了挑战。知识和信息改变着企业管理的理念,拓宽了企业管理的范围和内容,网络技术必将改变企业管理的环境,创造一种新的共同工作的方式方法。而所有这些都将从根本上影响和改变着未来的本论文由整理提供企业组织。企业组织结构将趋于扁平,企业组织规模将趋向两个极端,企业组织的边界将趋于模糊和虚拟,企业组织的职务设计将趋于团队任务。
五)赋予企业更强的核心竞争优势
网络技术的进步,将在解决海量计算、加快设计速度、缩短产品开发周期等方面发挥巨大优势。网络环境的变化,将有利于提高企业产品研发和设计能力;提高制造企业的管理能力;降低企业信息化的风险;提高企业资源共享能力;提高企业的协同工作能力;增强制造装备的信息互联能力。
网络环境下企业技术创新特点
(一)创新机遇的变化
在网络环境中,技术创新机遇仍然是企业技术创新实现的重要外部因素,并以各种类型在企业技术创新时空系统中普遍存在和持续分布。在企业技术创新过程中,所有产品创新、工艺创新、市场创新、组织创新及管理创新等都可能组合在整个技术创新过程中,因而创新组合具有集成性,并导致技术创新的组合机遇也具有时空上的集成性。在网络环境中这种集成性更加凸显。
考察企业技术创新实践过程,企业创新过程发生跨越式、转折性变化的高层次战略性机遇与发生渐进性、连续性变化的战术性机遇往往是并存的。通常,战略性机遇次数不多,但至关重要。能否抓住这种战略性机遇,决定了企业技术创新的成败,以至于决定企业发展的命运。网络环境的变化,导致战略性机遇发生的频率增加,但对知识积累和知识吸收能力的要求不断增加。
(二)创新网络成为重要资源
传统环境下企业技术创新的主要影响因素,包括技术创新能力、技术创新投入、创新实施、创新(组织)管理、技术创新市场(产出)等几个方面。在网络环境下,知识经济的特征越加明显,创新活动过程以及推广和扩散过程中形成的网络及其联系已成为十分重要的战略资源,尤其是知识生产者与使用者之间、企业合作伙伴之间的网络特征和联系都会对企业技术创新的绩效产生很大影响。网络环境下企业技术创新的很多活动,往往超出单个企业内化式创新能力的支持范围,企业必须依托多主体、多过程和重复进行的技术创新网络,寻求外部技术与资金资源的支持,通过内外技术知识资源的有效整合进行技术创新。
(三)创新模式不断变化和演进
在网络环境下,企业技术创新的过程受到许多因素的影响。由于这种复杂性,企业不可能完全孤立地进行技术创新。为追求创新,企业不得不与其他组织产生联系,来获得各种信息、知识和其他资源,这就导致了技术创新模式的多样化。
从技术创新的发生机制角度看,技术创新过程是信息、人员及物资等创新要素在创新目标下的流动实现过程。技术创新模式从技术推动和市场拉动的线性模式,经历技术创新的平行交叉模式,进入了系统一体化与扩展模式。系统一体化模式又称为网络模式,强调技术创新过程的网络外部连接性,即企业与外部环境间广泛的网络构建,合作与竞争并存。
从技术创新的来源角度看,已从社会层面理解和认识技术创新,经历创新的主要来源归结为专业管理人员,而不是技术开发人员,到如今创新政策的主要着重点是基础建设与市场信息,充分说明在网络环境下企业技术创新对外部资源的依赖。
从技术创新研究开发的组织方式角度看,已从本国集中研究开发模式、多国集中研究开发模式逐步进入多国分散研究开发模式、多国网络化研究开发模式和多国网络集成研究开发模式不断的演进过程中。网络集成的研究开发模式适应了技术的发展和企业研究开发的要求,这种研发模式不单单从技术的角度考虑研发的目标和创新过程,而是从战略的高度审视研发的实现过程,在充分发挥内部研发优势的同时,可以有效利用外部技术资源。
从研发单位与生产单位的关系密切程度角度看,已从技术协作模式、契约型合作模式向一体化模式演进。一体化模式是企业与高等院校、科研设计单位合作中最高级、最紧密、最有成效的形式。对于生产单位来说,通过研发单位与生产单位的合作,可以弥补仅仅依靠本企业力量的困难,缩短新技术、新产品的开发周期,以尽快抢占市场。对于科研单位来说,则有利于了解社会需要,将科研成果尽快地转化为产品,取得经济效益。
(四)提高知识吸收能力实现技术创新能力转化
在开放的网络环境中,企业的竞争优势主要取决于信息、技术、核心能力和人力资源等无形要素。公平和开放的网络环境为企业提供了高效分享资源、信息、知识和利益的有效机制。这些不仅可以带动生产能力的提高,使生产系统的效率、产品、工艺和技术水平得以提升,也可以使企业组织的知识吸收能力大幅提升。知识的吸收能力是指企业获得、存储、学习和转化新知识的能力。
知识运用是知识创新过程的最终落脚点。随着知识经济时代的来临,人们对知识的认识越来越深刻。知识的价值越来越直接体现在经济生活中。知识的创造和积累已不再是人类所主要追求的惟一目标,只有不断运用到实践中去推动人类社会向前进步才能真正带来价值。网络技术促进了生产能力和知识吸收能力大幅提升,并带动技术创新能力的提高。技术创新能力担负着提高技术能力的重任,只有拥有技术创新能力,经过不断创新,企业在技术能力上才能最终战胜技术领先者。由于知识能够在网络环境中的边际成本迅速降低的情况下被迅速复制和分配,这时企业的唯一竞争优势取决于其能否从现有知识中产生新知识的能力,即学习创新能力。
在开放的网络环境中,学习创新能力成为企业核心能力的内核,竞争优势主要来自于学习创新能力,这种学习创新能力不仅是为了避免结点企业脱离既定的目标,而且更重要的是形成敏锐的洞察力。通过实施各自的战略行为,创造新的竞争优势,获得行业竞争的关键制胜因素。知识创新活动是沿着“知识链”进行的,即:企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护。企业的这一知识创新过程并不是封闭的,它受到企业内外多种因素的影响,企业可以通过管理这些影响因素来实现对知识创新过程的间接管理。对于大多数企业来说,不论是何种形式的竞争优势,其最终来源都是企业所拥有的独特的资源和能力,而这些独特的资源和能力的核心,正是企业的知识及其创新。因而知识创新是企业持续竞争优势的根本来源。
网络环境下企业技术创新体系构建
创新在企业内部可能表现为新的产品设计、材料、生产工艺、包装、广告、销售渠道、支付手段、价格策略等,并要求企业更新整体的经营观念、经营方式、资金运作等。更艰巨的是,创新常常意味着面对未知的外部,需要从头开始,往往要抛弃过去的经验,摸着石头过河,并承担巨大的风险。在网络技术快速发展的背景下,全球企业竞争格局将重新洗牌,竞争起跑线会重新划定,企业的生产经营模式将发生根本性变革,企业将面临巨大的机遇与挑战,这也使创新具备了必要性和紧迫性。企业创新是企业发展的必然要求,是优胜劣汰、适者生存的竞争法则,是企业生存的基础。企业只有牢固树立创新意识并付诸行动,以创新求生存、求发展,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
企业技术创新能力是企业在相当长的时间内,持续不断地推出、实施新的创新,并持续不断地实现创新经济效益的能力。企业的生存与发展必须依靠持续的技术创新,通过不断的技术创本论文由整理提供
新,为企业的生存与发展注入活力,促进企业竞争力的提升。在企业技术创新实践过程中,提高把握创新机遇的能力,努力实现持续创新目标与资源要素在时空的最佳耦合。准确把握核心层技术创新,打造强势企业结构,提高主动驾驭市场的能力,确保企业核心竞争力。信息的网络化和资源的分散化使得企业组织必然走向网络化,技术创新赖以产生的知识共享、信息交流等机制的畅通必须有技术手段的支持。企业应当充分利用先进的信息技术,构建完善的信息系统和知识平台等基础设施;优化信息资源整合、企业技术创新过程的组织与管理;加快生产和传递对产品以及服务的改进信息;对企业内部的资源、过程、策略和组织机构进行再设计,为决策层提供可以洞察和预见企业潜在发展机遇的有用信息;为企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护构建信息化平台。企业必须从如何提高自身适应能力的角度来确定信息化发展目标,提出信息化和网络化的实现框架和关键技术。
技术创新的本质是知识创新,作为知识创新的载体,人力资源成为知识创新过程中的核心因素,知识创新对人力资源的素质、技能、知识构成、学习能力等提出了新的要求,企业应当据此对人力资源加以培训和激励。
组织是企业技术创新的重要影响因素,包括组织文化和组织结构。组织结构是企业面临的环境、技术、人员、任务等多项变量的函数,当某项或某几项变量发生变化影响到企业整个组织结构与行为方式时,就必须从战略高度来重新规划企业的组织结构。无论采用什么样的组织结构都必须与这些因素保持一种动态的平衡。技术创新要求企业内部有良好畅通的知识共享渠道,人与人之间能够进行广泛而迅速的联系,企业要充分重视构建柔性化的、灵活的组织结构,以适应知识创新的这一要求。适应企业技术创新活动的组织文化应当是一种有助于知识创造、知识传播和知识运用的学习型文化。
企业在从事技术创新活动时不可避免地受到所处环境的影响,因为技术创新不是一个简单的从新思想产生到开发、生产、营销的线性过程,而是企业与企业外的研发机构、大学、其他企业及客户等交互作用的结果。不仅如此,政府、金融、文化和法律等因素也都是影响创新的重要变量。环境影响因素包括宏观和微观两个方面。随着全球经济的一体化,企业将面对一种以多变性和不确定性为主导的市场竞争环境,以合作来赢得竞争已成为各国企业的共识。企业应当通过对这些环境因素进行管理或施加影响,来提高企业的环境适应性,创造有利于自身技术创新的环境条件。
信息化时代的到来,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。当今,无论是产品设计、制造装配,还是物料供应,都可以在全球范围内进行;适应全球化潮流的产品,通过各种网络组织协调与运作,把分布在世界各地的工厂和销售网点联结成一个整体,并能时刻与世界上任何一个角落的顾客或供应商进行交流。如何运用信息技术这个杠杆来重新调节企业的内部和外部资源,平衡变化多端的市场供求关系和竞争与合作的格局,已成为企业、政府和研究机构共同关心的问题。发达的工业化国家面临的是如何保持领先地位,抢占技术和市场的制高点;正在进行工业化的国家则面临更加严峻的挑战,开放的市场既提供了新的准入机遇,也是对自身产品的竞争能力、管理效率以及市场反应速度的新考验。随之而来的是世界变得越来越小,全球经济一体化已成为企业变革的最根本的动因。作为企业发展源动力的技术创新更是首当其冲地受到网络环境的影响,企业的技术创新及商业化过程已经成为企业获取竞争优势的关键因素之一。
企业生态系统与网络环境
生态学的基本观点是适应观、选择观、整体观、层次观、动态观、进化观和协同观。在生态学发展的百余年历史中,生态学研究已超出生物学的范畴。企业生态系统是借用生态学的概念,来解释组织和环境之间的关系,凡是相互影响、相互作用的企业组织之间、企业组织和个人之间,依靠各自的核心能力进行优势互补,以共同实现价值创新所形成的复杂经济群体都属于企业生态系统。企业生态系统与其环境之间相互依赖、相互作用。
随着计算机网络的出现,及网络环境的变迁,组织的传统经营模式发生了巨大改变,环境对组织的影响也日益扩大,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。网络环境是由技术层面和社会层面构成。技术层面是由信息技术发展带来的互联网网络环境,通过企业内部网和外部网将企业生态系统内各成员企业或相互联系的不同企业生态系统联结起来,实现信息在企业组之间的流动;社会层面是企业生态系统获取信息、资源及社会支持的社会网络,各种资源是联结成员企业之间、系统和环境之间的纽带,资源的内容和形式主要有资金、人才、信息、技术、服务、知识和物资等,所以,企业生态系统也是一个由多种关系联接交织而成的多重复杂的社会网络关系。这两个层面相互依赖、相互影响,技术层面是社会层面的依托和基础,社会层面是技术层面的升华。技术层面的变革,使企业组织间信息高效流动,进而促使企业组织向更具有动态性、开放性和自学习性的方向演进,最终带动社会层面的变革。其中,网络信息流是重要的作用力,网络环境将对企业生态系统的价值链、资源配置方式、组织结构、竞争战略和运作方式等产生巨大的影响。网络环境的变化将为企业组织实现动态的创新与演化过程提供可能的机遇。
网络环境为企业提供了更为先进的硬件技术平台,使企业的竞争方式和手段的转变成为可能;同时,基于网络外部性的网络环境又使得企业必然转变竞争方式,以求得在激烈环境中生存与发展。企业顺应信息的网络化已成必然趋势,具体表现在以下几个方面:信息的普遍性和分布性,有用的信息到处可见,知识的流淌与外溢效应愈加显著,关键是如何正确地判断和应用;技术进步日益加速,新技术产生越来越快,大大增加了企业间的相互依赖性;技术更具有的可获取性,技术的交流渠道多样化,只有不断地创新、合作,才能保持优势;全球经济一体化,国内市场成为全球市场的一部分,中国企业也可以利用全球市场;受环境和资源限制,增强资源的有效利用,扩大可利用资源的来源,从资源依赖型向知识依赖型转移成为迫在眉睫的问题;日益增加的服务期望,个性化的产品与个性化的服务不断增长的要求,扩大了企业与客户关系的内涵;计算机网络技术的快速发展,网络通信系统具有高度的开放性、可靠性和可缩放性;网络服务系统具有以不同服务质量传输不同数据类型的集成服务能力,在其上传输的信息和数据具有良好的操作性和一致性语义;各种应用系统能够跨平台进行数据访问。这些因素促使环境发生巨变,对企业的环境依赖性和环境适应性要求越来越高。
网络环境下的企业变革
(一)促进企业竞争战略的变革
传统企业的竞争是你死我活的竞争,而这种竞争在网络经济时代则变成了双赢合作,从公司竞争变成联盟竞争,在网络经济时代出现的很多新的商机都需要将多种复杂的系统结合在一起,而不是围绕一件独立的产品搞技术革新,不仅一个企业无法完全具备应该具备的能力,甚至一个国家也都需要更多的支持和帮助。在开放的网络环境中,企业生态系统的价值链变形为价值网,企业间的联系更加紧密,企业与其供应商、分销商及顾客组成了一个更大的价值增值系统,即价值网,企业在价值网中体现其价值的增值。网络技术的快速发展为企业竞争战略从红海到蓝海的转变扫除了技术障碍,还将推动企业全球营销战略变革的进程。
(二)对传统制造理念产生革命性变革
虚拟企业和动态联盟正逐渐成为现代企业适应竞争的理想模式,也是网络化环境中企业组织模式的重要特征。网络技术实施的最终目标是将分散在不同区域、企业、组织和个体中的各类资源有效地组织起来,形成一个制造网络。使用户能够方便地获得各种制造服务,并在网络的支持下方便地形成面向特定企业制造需求的专业化应用系统,实现企业间的商务协同、设计协同、制造协同和供应链协同。
(三)推动企业经营模式变革
企业组织利用网络环境,跨越不同企业之间存在的空间障碍,通过企业之间的信息集成、业务过程集成、资源共享,对企业开展异地协同的设计制造、网上营销、供应链管理等提供技术支撑环境和手段。为实现敏捷制造和虚拟企业的运作提供支持,形成具有数字化、柔性化、敏捷化等基本特征的优势互补的协同企业。通过网络环境下企业间信息、过程、资源的集成,实现协同制造过程中物流、信息流、资金流、工作流的优化运行,使整个网络系统中的制造企业群体以较低的成本和较短的开发周期,制造出符合市场需求的高质量产品。网络技术的发展将推动企业从大规模生产到大规模定制,从产品经济到服务经济,从实体经营到虚拟经营,从封闭式经营到开放式经营,从自主经营到动态联盟等经营模式变革。
(四)带动企业组织变革
网络经济正在改变着每一个企业与外部联系和交往的方式,同时也对企业自身的组织结构和组织形态提出了挑战。知识和信息改变着企业管理的理念,拓宽了企业管理的范围和内容,网络技术必将改变企业管理的环境,创造一种新的共同工作的方式方法。而所有这些都将从根本上影响和改变着未来的企业组织。企业组织结构将趋于扁平,企业组织规模将趋向两个极端,企业组织的边界将趋于模糊和虚拟,企业组织的职务设计将趋于团队任务。
(五)赋予企业更强的核心竞争优势
网络技术的进步,将在解决海量计算、加快设计速度、缩短产品开发周期等方面发挥巨大优势。网络环境的变化,将有利于提高企业产品研发和设计能力;提高制造企业的管理能力;降低企业信息化的风险;提高企业资源共享能力;提高企业的协同工作能力;增强制造装备的信息互联能力。
网络环境下企业技术创新特点
(一)创新机遇的变化
在网络环境中,技术创新机遇仍然是企业技术创新实现的重要外部因素,并以各种类型在企业技术创新时空系统中普遍存在和持续分布。在企业技术创新过程中,所有产品创新、工艺创新、市场创新、组织创新及管理创新等都可能组合在整个技术创新过程中,因而创新组合具有集成性,并导致技术创新的组合机遇也具有时空上的集成性。在网络环境中这种集成性更加凸显。
考察企业技术创新实践过程,企业创新过程发生跨越式、转折性变化的高层次战略性机遇与发生渐进性、连续性变化的战术性机遇往往是并存的。通常,战略性机遇次数不多,但至关重要。能否抓住这种战略性机遇,决定了企业技术创新的成败,以至于决定企业发展的命运。网络环境的变化,导致战略性机遇发生的频率增加,但对知识积累和知识吸收能力的要求不断增加。
(二)创新网络成为重要资源
传统环境下企业技术创新的主要影响因素,包括技术创新能力、技术创新投入、创新实施、创新(组织)管理、技术创新市场(产出)等几个方面。在网络环境下,知识经济的特征越加明显,创新活动过程以及推广和扩散过程中形成的网络及其联系已成为十分重要的战略资源,尤其是知识生产者与使用者之间、企业合作伙伴之间的网络特征和联系都会对企业技术创新的绩效产生很大影响。网络环境下企业技术创新的很多活动,往往超出单个企业内化式创新能力的支持范围,企业必须依托多主体、多过程和重复进行的技术创新网络,寻求外部技术与资金资源的支持,通过内外技术知识资源的有效整合进行技术创新。
(三)创新模式不断变化和演进
在网络环境下,企业技术创新的过程受到许多因素的影响。由于这种复杂性,企业不可能完全孤立地进行技术创新。为追求创新,企业不得不与其他组织产生联系,来获得各种信息、知识和其他资源,这就导致了技术创新模式的多样化。
从技术创新的发生机制角度看,技术创新过程是信息、人员及物资等创新要素在创新目标下的流动实现过程。技术创新模式从技术推动和市场拉动的线性模式,经历技术创新的平行交叉模式,进入了系统一体化与扩展模式。系统一体化模式又称为网络模式,强调技术创新过程的网络外部连接性,即企业与外部环境间广泛的网络构建,合作与竞争并存。
从技术创新的来源角度看,已从社会层面理解和认识技术创新,经历创新的主要来源归结为专业管理人员,而不是技术开发人员,到如今创新政策的主要着重点是基础建设与市场信息,充分说明在网络环境下企业技术创新对外部资源的依赖。
从技术创新研究开发的组织方式角度看,已从本国集中研究开发模式、多国集中研究开发模式逐步进入多国分散研究开发模式、多国网络化研究开发模式和多国网络集成研究开发模式不断的演进过程中。网络集成的研究开发模式适应了技术的发展和企业研究开发的要求,这种研发模式不单单从技术的角度考虑研发的目标和创新过程,而是从战略的高度审视研发的实现过程,在充分发挥内部研发优势的同时,可以有效利用外部技术资源。
从研发单位与生产单位的关系密切程度角度看,已从技术协作模式、契约型合作模式向一体化模式演进。一体化模式是企业与高等院校、科研设计单位合作中最高级、最紧密、最有成效的形式。对于生产单位来说,通过研发单位与生产单位的合作,可以弥补仅仅依靠本企业力量的困难,缩短新技术、新产品的开发周期,以尽快抢占市场。对于科研单位来说,则有利于了解社会需要,将科研成果尽快地转化为产品,取得经济效益。
(四)提高知识吸收能力实现技术创新能力转化
在开放的网络环境中,企业的竞争优势主要取决于信息、技术、核心能力和人力资源等无形要素。公平和开放的网络环境为企业提供了高效分享资源、信息、知识和利益的有效机制。这些不仅可以带动生产能力的提高,使生产系统的效率、产品、工艺和技术水平得以提升,也可以使企业组织的知识吸收能力大幅提升。知识的吸收能力是指企业获得、存储、学习和转化新知识的能力。
知识运用是知识创新过程的最终落脚点。随着知识经济时代的来临,人们对知识的认识越来越深刻。知识的价值越来越直接体现在经济生活中。知识的创造和积累已不再是人类所主要追求的惟一目标,只有不断运用到实践中去推动人类社会向前进步才能真正带来价值。网络技术促进了生产能力和知识吸收能力大幅提升,并带动技术创新能力的提高。技术创新能力担负着提高技术能力的重任,只有拥有技术创新能力,经过不断创新,企业在技术能力上才能最终战胜技术领先者。由于知识能够在网络环境中的边际成本迅速降低的情况下被迅速复制和分配,这时企业的唯一竞争优势取决于其能否从现有知识中产生新知识的能力,即学习创新能力。
在开放的网络环境中,学习创新能力成为企业核心能力的内核,竞争优势主要来自于学习创新能力,这种学习创新能力不仅是为了避免结点企业脱离既定的目标,而且更重要的是形成敏锐的洞察力。通过实施各自的战略行为,创造新的竞争优势,获得行业竞争的关键制胜因素。知识创新活动是沿着“知识链”进行的,即:企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护。企业的这一知识创新过程并不是封闭的,它受到企业内外多种因素的影响,企业可以通过管理这些影响因素来实现对知识创新过程的间接管理。对于大多数企业来说,不论是何种形式的竞争优势,其最终来源都是企业所拥有的独特的资源和能力,而这些独特的资源和能力的核心,正是企业的知识及其创新。因而知识创新是企业持续竞争优势的根本来源。
网络环境下企业技术创新体系构建
创新在企业内部可能表现为新的产品设计、材料、生产工艺、包装、广告、销售渠道、支付手段、价格策略等,并要求企业更新整体的经营观念、经营方式、资金运作等。更艰巨的是,创新常常意味着面对未知的外部,需要从头开始,往往要抛弃过去的经验,摸着石头过河,并承担巨大的风险。在网络技术快速发展的背景下,全球企业竞争格局将重新洗牌,竞争起跑线会重新划定,企业的生产经营模式将发生根本性变革,企业将面临巨大的机遇与挑战,这也使创新具备了必要性和紧迫性。企业创新是企业发展的必然要求,是优胜劣汰、适者生存的竞争法则,是企业生存的基础。企业只有牢固树立创新意识并付诸行动,以创新求生存、求发展,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
企业技术创新能力是企业在相当长的时间内,持续不断地推出、实施新的创新,并持续不断地实现创新经济效益的能力。企业的生存与发展必须依靠持续的技术创新,通过不断的技术创新,为企业的生存与发展注入活力,促进企业竞争力的提升。在企业技术创新实践过程中,提高把握创新机遇的能力,努力实现持续创新目标与资源要素在时空的最佳耦合。准确把握核心层技术创新,打造强势企业结构,提高主动驾驭市场的能力,确保企业核心竞争力。
信息的网络化和资源的分散化使得企业组织必然走向网络化,技术创新赖以产生的知识共享、信息交流等机制的畅通必须有技术手段的支持。企业应当充分利用先进的信息技术,构建完善的信息系统和知识平台等基础设施;优化信息资源整合、企业技术创新过程的组织与管理;加快生产和传递对产品以及服务的改进信息;对企业内部的资源、过程、策略和组织机构进行再设计,为决策层提供可以洞察和预见企业潜在发展机遇的有用信息;为企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护构建信息化平台。企业必须从如何提高自身适应能力的角度来确定信息化发展目标,提出信息化和网络化的实现框架和关键技术。
技术创新的本质是知识创新,作为知识创新的载体,人力资源成为知识创新过程中的核心因素,知识创新对人力资源的素质、技能、知识构成、学习能力等提出了新的要求,企业应当据此对人力资源加以培训和激励。
组织是企业技术创新的重要影响因素,包括组织文化和组织结构。组织结构是企业面临的环境、技术、人员、任务等多项变量的函数,当某项或某几项变量发生变化影响到企业整个组织结构与行为方式时,就必须从战略高度来重新规划企业的组织结构。无论采用什么样的组织结构都必须与这些因素保持一种动态的平衡。技术创新要求企业内部有良好畅通的知识共享渠道,人与人之间能够进行广泛而迅速的联系,企业要充分重视构建柔性化的、灵活的组织结构,以适应知识创新的这一要求。适应企业技术创新活动的组织文化应当是一种有助于知识创造、知识传播和知识运用的学习型文化。
企业在从事技术创新活动时不可避免地受到所处环境的影响,因为技术创新不是一个简单的从新思想产生到开发、生产、营销的线性过程,而是企业与企业外的研发机构、大学、其他企业及客户等交互作用的结果。不仅如此,政府、金融、文化和法律等因素也都是影响创新的重要变量。环境影响因素包括宏观和微观两个方面。随着全球经济的一体化,企业将面对一种以多变性和不确定性为主导的市场竞争环境,以合作来赢得竞争已成为各国企业的共识。企业应当通过对这些环境因素进行管理或施加影响,来提高企业的环境适应性,创造有利于自身技术创新的环境条件。
摘要:在网络系统程序的开发设计过程中,并发性和复杂性所造成的影响十分巨大,它们严重降低了网络程序的开发效率,延长了设计时间。本文通过对网络程序并发性与复杂性的原因进行分析,提出了事件驱动并发模型、多线程并发模型、混合性并发模型三大解决方法,为相关的互联网研究提供一定的参考。
关键词:网络程序;并发性;复杂性
近年来,传统的程序开发设计方法在高质量网络程序开发中暴露出了许多的问题,而造成这些问题的关键因素就是网络环境和单机环境之间所存在的巨大差异。在产生的这些问题中有两个问题最为突出,它们就是并发性问题和复杂性问题,其中并发性问题给网络程序的设计和发展造成了极大的麻烦。怎样处理好并发性问题所造成的困难,以及如何选择合适的并发处理模型,成为了摆在所有程序员面前的最大挑战。
一、网络程序并发性与复杂性原因分析
通常来说,造成网络程序并发性与复杂性的原因主要有三个方面。一是单机环境和网络环境之间存在过于明显的差距。由于这巨大的差距,混合性并发模型会暴露出发展时间过短和应用面过窄的缺陷,为高质量网络程序的开发增添了很多的麻烦。二是设计理念受到了限制。软件和硬件的功能限制着原先的程序设计理念,也是造成网络程序并发性与复杂性存在的重要因素,设计理念的限制,也严重降低了整个网络程序设计过程的效率。一般来说,网络程序的并发性会以异构性、异步性、访问延误和分布性体现出来。三是驱动模式有待优化。在实际的工作中,根据具体的语义类别,网络并发任务的处理办法可以分成反应式和前摄式。以反应式模型为例,相应事件发出通知后,应用程序要先对通知进行接收,然后在这一基础上根据具体发生的情况,针对性的发出相关的操作指令,整个过程中由操作结果所引发的错误会以函数返回值的形式体现出来,通过观察函数返回值,工作人员便可获知错误的具体情况。在事件完成的整个流程中,这些错误情况会以参数的形式参与和传递到各个相关的内部程序中。当需要同时发出很多个并发操作指令的时候,则应先对整体程序添加一个标识参数,然后再发出相应操作指令,这样就能更细致的区分不同类型的并发操作。
二、网络程序并发性与复杂性解决方法
(一)事件驱动并发模型。事件驱动并发模型已经广泛应用在开发和设计网络程序的工作当中。通常按照实际工作情况和具体的语义类别将事件驱动并发模型分成两种,第一种是反应式,第二种是前摄式。在第一种模型中,计算机的应用程序要先对事件发出的通知进行接收,然后根据具体事件发出有针对性的操作指令,在过程中若是出现操作结果的错误,函数的返回值会将错误反应出来。在第二种模型中,计算机的应用程序会先发送出具体的操作指令,等相应事件结束之后,操作过程中出现的错误会被当作完成整个事件的参数,并传送到对应的应用程序之中[1]。如果任务要求同时发送大量并发性操作,则需要先对整体程序添加一个标识参数,然后再发出相应操作指令,这样就能轻松对不同种类的并发操作加以区分。对于事件驱动任务关系的处理问题,程序员们可以使用位于最底层的事件分配器,这时工作人员必须先拆分相关函数,如果拆分的过程中出现失误或错误,则会使函数大量分裂,这会加大网络程序的调整难度,从而造成计算机大量泄漏出内部所存储的信息,如图1所示。为了避免函数大量分裂这一状况的出现,程序员们可以使用profile开发信息的方式来优化调试过程,从而使程序的整体性能得到大幅的提升。(二)多线程并发模型。多线程并发模型可分为抢占式与协作式两种,下文对这两种调度方式分别展开详细的研究和分析。抢占式线程调度,指的是计算机的内核控制和管理线程的方式,线程的工作状况同应用层对其的控制状况没有任何关联。抢占式线程调度中的调度器严格把控CPU的控制权,会根据前一线程运行的具体情况加强调度,也就是说,可能在某个不应该暂停线程工作的时刻,调度器会强制将CPU控制权转交给另一个线程,这样会让前一个线程在运行过程中无法满足当前线程的个性化需求,最终发生计算机的网络系统彻底崩溃的问题。协作式线程调度,指的是所有应用层共同合作来让线程处于工作状态的方式。这种类型的调度方式对于CPU的掌控程度要高于抢占式调度,只有在线程停止数据处理的时候,其他线程才能得到CPU的使用掌控权。但是在进行高实时性的任务处理时,选择抢占式线程调度要好于协作式,因为协作式线程调度的实用性相对较低。通常情况下,线程调度器都位于计算机的内核里面,所以必须经过系统内核的调用才能对线程进行有效操作,这样在处理复杂性和并发性较高的任务时,会花费更多时间,其性能的发挥还会被复杂的调度算法所影响,而且移植线程代码是个极其困难的过程[2]。例如,Windows系统可以同时运行抢占式线程和协作式线程,可是Linux系统却只能运行抢占式线程,而在一些资源非常稀少的系统内,根本就不能进行线程的运行。(三)混合性并发模型。从以上的分析可知,在工作中上述两种模型均存在较大的局限性。因此,一些网络程序员们为了解决这个尴尬的局面,把这两个模型进行取长补短的大胆融合,开发出了新型的并发模型,即混合性并发模型,它的适用性更强,适用范围更加的广泛。在实际的工作中,混合性并发模型可以转换驱动的方式。驱动转换的方式可分成翻译时转换、运行时转换两种。翻译时转换目前有着一些尚未得到解决的问题,所以其通用性非常低,也不能和其他体系的应用程序展开合作,运行时转换的实用性则相对较强。在当前的技术条件下,能一并支持事件驱动模型和多线程模型,可是其处理问题所用的方式过于复杂。混合性并发模型还处于刚刚兴起的阶段,其发展时间并不长,实际应用也较少,相关性能仍需进一步研究和改进。
综上所述,并发性问题在网络程序的开发设计过程中是无法避免的,情况也极其复杂,以当前的技术条件,还不能将这些问题彻底地解决。因此,相关的技术人员们应以实际情况出发,结合具体的问题采用针对性的并发处理模型,不断提升自身的并发处理能力,具体事件具体解决,尽量缩小并发处理的规模,做到让网络程序的性能变得更为良好和稳定。
作者:刘西 单位:西南交通大学希望学院
1复杂网络数据流密度分析
对于一个多种网络形式并存的复杂网络,假设复杂网络作为一个网络社区,在复杂网络中存在的网络类型数即社区数。我们用一个无向遍历图GV,E来表示整个网络社区,如果网络中有两个节点有两条不重合的网络路径,则说明这两个节点处于一个网络环路当中,网络中的数据流需要经过网络环路到达特定的节点。当在某个时间段里需要传送的数据流个数大于网络节点数时,则说明该网络的数据流密度较大,为了能够准确地在复杂网络中挖掘出所需的数据流,则需要根据数据流密度来划分整个网络社区,寻找数据流处于哪个社区,再确定数据流所在社区的环路。在这里我们通过设计算法确定网络数据流密度,来对复杂网络进行社区划分,再对社区进行无向环路遍历,并通过遍历得到该社区网络的所环路,确定所需查询的数据流位于哪个环路。以下为复杂网络中需要用到的符号说明。
2增量子空间数据挖掘算法
为了能够有效地在复杂网络中挖掘出目的数据流,使用了复杂网络数据流密度的分析方法在对复杂网络进行社区划分后,通过对社区网络进行无向环路遍历并得到社区网络的所有环路。接下来挖掘算法先后挖掘出目的数据流所属的社区以及环路,最终确定目的数据流的具体位置。
2.1基于社区网络遍历的数据流挖掘
当数据流i与社区k的相关度最大时,说明数据流i位于社区k的可能性就最大。但是当多个数据流的大小区别不大时,以数据流的大小作为指标来定义相关度会导致挖掘精度较低。这里我们也引入数据流的特征集和数据流中的分组队列长度来计算相关度。
2.2基于多增量空间的数据流挖掘
在采用基于社区网络遍历的数据流挖掘方法得到数据流的所属社区后,我们接着采用基于多增量空间的数据流挖掘方法来挖掘出数据流的所属环路。先将社区网络的环路进行多增量空间扩展,即先得到
目标数据流所经过的环路,再得到数据流所经过的节点与时间的相关系数,这样就可以在时空上确定目的数据流位于环路的哪个节点中。
3实验结果
为了验证本文提出的基于复杂网络数据流密度的增量子空间数据挖掘算法的效果,我们通过matlab7.0软件进行算法仿真,其中仿真的复杂网络由多种网络形式组成,网络节点有200个,数据流大小为500bytes,节点的接收能耗为10nJ/bit,发射能耗为50nJ/bit,进行信号处理和功率放大的能耗为10nJ/bit。其他节点干扰而产生的能量消耗为5nJ/bit。在对本文算法进行分析的过程中,我们采用了对比分析的方法,Lopez-Yanez等人提出一种基于时间序列数据挖掘的新的关联模型,该模型是基于伽玛分类,是一种监督模式识别模型,目的是为了挖掘已知模式中的时间序列,以预测未知的值。由Negrevergne等人提出的一种PARAMINER算法:一个通用的模式挖掘算法的多核架构。多核架构采用的是一种新的数据集缩减技术(称之为EL-还原),在算法中通过结合新的技术用于处理多核心架构的并行执行数据集。为了验证本文算法的挖掘有效性,我们分别在增多节点数量和社区网络数的情况下获取算法的数据挖掘精度。实验采用的精度为NMI[16],实验结果如图3和图4所示。在不同节点数量下基于复杂网络数据流密度的增量子空间数据挖掘算法的挖掘精度更高,挖掘精度高于85%,而文献[14]的挖掘精度在77%以上,挖掘精度在76%以上。因为、提出的关联模型、提出的多核架构没有准确把握数据流在不同时间段里与环路位置的相关情况。而本文算法采用社区网络遍历和多增量空间的方法可以有效地确定这种相关性。图4为不同社区数下的算法挖掘精度,从图中可以看出,当社区网络的种类增多时,会对算法的挖掘精度造成影响,本文算法的挖掘精度在社区数为10时是95.7%,当社区数增加到50时为87.5%。而基于时间序列数据挖掘方法的挖掘精度在社区数为10时是88.6%,在社区数为50时是77.4%,而PARAMINER算法在社区数为10时是86.7%,社区数为50时是78.2%。因此从数据分析来看,本文算法的数据挖掘精度在社区数增多时仍能保持在较高水平。
4结论
为了提高网络数据流的挖掘精度,本文提出了一种基于复杂网络数据流密度的增量子空间数据挖掘算法,该算法对复杂网络进行数据流密度分析,根据数据流密度并采用无向环路遍历的方法来划分整个网络社区,确定数据流所属社区。利用基于社区网络遍历的数据流挖掘方法来挖掘出数据流位于哪一个社区,接着采用基于多增量空间的数据流挖掘方法来挖掘出数据流的所属环路,并最终确定数据流在某一刻时间里位于哪个节点。在实验中通过数据分析和对比,证明了算法在数据挖掘精度上的有效性。
作者:侯燕李巍文乔农单位:周口师范学院西南科技大学
1前言
自1960年起,随机图论一直是复杂网络的主要研究理论。到90年代末期,美国康奈尔大学的Watts和Srro-gatz通过文章《“小世界”网络的群体动力行为》建立了小世界网络模型,通过这个模型进一步揭示了复杂网络的小世界特性;1999年,Barabasi和Albert发表了《随机网络中标度的涌现》一文,该文进一步揭示了复杂网络的无标度性质,并建立了一个无标度网络模型。这两篇文章发现了复杂网络的小世界性和无标度性,开辟了复杂网络研究的新纪元。以这两篇文章的发表为起点,复杂网络的研究不仅仅局限于数学领域的研究,它开始涉及物理、系统科学、交通运输、机械制造和物流等多个领域的研究,为这些领域的研究发展做出了重大的贡献。本文将从四个方面对复杂网络理论在物流领域的应用进行论述。
2复杂网络在物流领域的应用
2.1基于复杂网络的物流网络的研究
在物流网络中各种各样的制约因素影响着运输、仓储、包装、流通和配送等各个物流环节,这种复杂性可以让我们运用复杂网络的研究方法去研究物流网络中存在的问题。在研究物流网络时,以各级影响因素为节点,对有制约关系的节点连边,根据各节点的性质赋予每个节点不同的边权,这时将该网络视为一个简单的加权网络,通过构建模型等方法,可以得出物流网络具有鲜明的无标度性质。目前,国内外学者运用复杂网络对物流网络主要进行了以下的研究:潘坤友等依据三轴和完全覆盖原则、时间最短原则、多重枢纽配置原则等构建了干线通道和支线通道,形成安徽沿江地区中心城镇“轴—辐”物流网络。董艳梅等认为城市节点作为区域物流网络系统的重要组成部分,应建构在经济中心城市或节点间的轴线(物流,信息流)之上。在应用复杂网络知识研究物流网络时,许多学者认为他的理论研究基础是,物流节点相互之间的关系并不是独立的而是相互依赖、相互作用的。杨广华等分析区域物流网络关系的程度中心性、中介中心性、凝聚性、核心—边缘结构性等结构关系指标,通过与其他数据结合分析,对区域物流结构进行优化。杨广华在其博士论文中以复杂网络理论为基础进一步对区域物流网络进行了研究,构建了区域物流网络节点优化模型和线路优化模型,为构建区域物流网络物流节点、线路、网络等提供参考。覃儒展等分析各个节点在整个物流网络中的重要程度,反映各个环节的瓶颈问题以及物流网络中节点的相互变化、市场的变化和环境的变化对物流网络的影响。通过以上文献综述可知:采用复杂网络理论可以有效补充物流管理领域宏观层面研究的不足。当代网络分析技术特别是网络模型分析技术取得了重大进展,通过研究网络整体运作及对网络整体进行模拟等,揭示出物流网络的结构。这些都对物流网络理论的研究提供了重要工具。在以后的研究中,复杂网络在物流领域可以重点研究各个物流节点之间的关系怎样影响以及在多大程度上影响网络成员的行为、物流网络整体发展对单个物流节点的限制和制约等诸如此类的问题。
2.2复杂网络在供应链中的应用
供应链在本质上讲它是一个开放的复杂巨系统,其复杂性体现在它的实体复杂性、结构复杂性和各环节相互联系的复杂性等。将复杂网络理论应用于供应链时,把核心企业、顾客和供应商作为节点,供应链中存在的物流、信息流、资金流和决策流等各种意义上的“流”作为网络的边,创建一个以复杂网络理论为基础的供应链网络。通过对这种网络的分析可知:复杂供应链网络的结构不是稳定的网络结构,它将随着外部条件的改变而改变。刘燕楚建立了集聚型供应链网络动态演化模型,分析了供应链网络的鲁棒性与不确定性、抗毁性的关系,最终从供应链视角提出了两种集聚型供应链网络的鲁棒性优化方案。刘小峰、陈国华分析了供应链网络在受到不同干扰以及有无局部联盟的情形下,供应链网络的稳定鲁棒性和性能鲁棒性表现,为实际进行供应链鲁棒性分析、提高其抗干扰能力、增强其鲁棒性提供了一定的研究思路。朱冰心等从评价网络结构、衡量网络效率、识别重要网络节点三个方面阐述了复杂网络在供应链应急管理中的应用前景。ChristianKuhnert发现城市的物资供应中,占少数的核心节点发挥重要的物资调度和配送作用,整个物资供应是一个无标度网络。叶笛认为,可以利用复杂网络理论来深入分析供应链系统整体运行规律和宏观行为、供应链网络的特征以及供应链网络动态生长演化规律。张纪会、徐军芹提出了基于复杂系统理论的适应性供需网的一个初步框架,并建立了其复杂网络演化模型。刘利军对煤炭的供应链特性进行分析,证明了煤炭供应链网络的复杂性和无标度性。郭进利建立了Poisson有向网络,通过对网络的研究发现有向网络的出度分布幂律特性受老节点之间相互连接的概率控制,但是入度分布与该概率无关。从以上文献综述可知,学者运用复杂网络理论在供应链的结构、网络等方面对其进行初步的研究,但是现有的研究一般只是证明供应链符合小世界特性、无标度特性,具有高鲁棒性等,没有给出具体的模型。随着复杂网络理论在供应链中的研究不断地深入,我们不应仅仅是建立一个供应链网络结构的描述性模型,还应朝着细化各种模型参数并量化模型的方向进行研究。
2.3复杂网络在配送网络中的优化研究
在利用复杂网络对配送网络优化的研究中,主要研究问题有道路最短研究、配送中心选址研究和配送路线优化研究三方面。薛艳肖通过对配送网络中的节点进行分类,基于无标度网络形成机理,建立了物流配送网络演化生长模型。运用平均场解析方法计算分析该模型的度分布函数,指出了配送网络具备复杂网络的无标度、小世界等特性。聂郁兰在研究配送网络时以复杂适应理论为指导,构建分析复杂物流配送系统的适应能力,为配送网络的研究提供新的研究思路和方法。张旭凤等通过计算分析发现第三方物流企业的配送网络符合无标度特性,为建立物流配送网络中的配送节点和客户节点的生成模型提供理论基础。从以上的文献研究可以看出,学者证明配送网络符合无标度网络的特征,同时利用无标度网络,进行了配送网络的建模和优化、从无标度网络的统计性质的角度进行分析构建复杂物流配送网络的模型等研究,但是现在国内外有关于复杂网络理论在配送网络中的应用还是很少。
2.4复杂网络在物流其他领域中的应用
武云霞以中铁快运行包快捷运输服务网络为例,证明了行包快捷货运服务网络具有小世界特性。白世贞、王文利从系统的自组织角度出发,通过构造吸引力函数,给出了各地区物流行业投资吸引力的计算方法。高义佳利用无标度网络模型,确定影响冷链物流网络抵抗各种随机或恶意毁坏的关键统计参数,并进行优化仿真分析,通过调整网络参数,改变网络结构,实现网络优化的最终目的。通过以上文献综述可以看出,学者运用不同的方式证明了冷链物流网络、集装箱运输网络和行包快捷运输网络符合无标度特性,并进行了相关的建模和优化。复杂网络在这些领域的研究还是相对较少,有关的研究也没有深入。
3结论
本文对复杂网络的基本知识、复杂网络的发展以及其特征度量、复杂网络分类及应用等情况进行了简单介绍。然后在物流网络、配送网络和供应链等几个方面,对复杂网络在物流行业的应用进行了分析。随着复杂网络理论和应用的发展,复杂网络在物流中的应用将会越来越广泛,并积极地促进物流行业的发展。