Analysis, Structure and Organization of Complex Networks - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Analysis, Structure and Organization of Complex Networks

Analyse, Structure et Organisation des Réseaux Complexes

Résumé

Network science has emerged as a fundamental eld of study to model many physical and real world systems around us. The discovery of small world and scale free properties of these real world networks has revolutionized the way we study, analyze, model and process these networks. In this thesis, we are interested in the study of networks having these properties often termed as complex networks. In our opinion, research conducted in this eld can be grouped into four categories, Analysis, Structure, Processes-Organization and Visualization. We address problems pertaining to each of these categories throughout this thesis. The initial chapters present an introduction and the necessary background knowledge required for readers. Chapters (3, 4, 5, 6, 7) all introduce a specic problem leading up to its solution. In Chapter 3, we present a visual analytics method to analyze complex networks. Based on this method, we also introduce a new metric to calculate the presence of densely connected vertices in networks. Chapter 4 deals with models to generate arti- cial networks having small world and scale free properties. We propose a new model to generate networks with these properties along with the presence of community structures. Extending from the results of our analysis in Chapter 3, we introduce a fast agglomerative clustering algorithm in Chapter 5. In Chapter 6, we address the issue of visualizing these complex networks through a system which combines simplication, clustering and dedicated layout algorithms. Finally we address the issue of evaluating the quality of clusters for complex networks that do not have densely connected vertices in Chapter 7. Each chapter is followed by a mini-conclusion and further research prospects. In the end, we summarize our results and conclude the thesis by presenting some research directions based on our ndings.
La Science des Réseaux est apparue comme un domaine d'étude fondamental pour modéliser un grand nombre de systèmes synthetiques ou du monde réel. La découverte du graphe petit monde et du graphe sans échelle dans ces réseaux a révolutionné la façon d'étudier, d'analyser, de modéliser et de traiter ces réseaux. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'étude des réseaux ayant ces propriétés et souvent qualifiés de réseaux complexes. À notre avis, les recherches menées dans ce domaine peuvent être regroupées en quatre catégories: l'analyse, la structure, le processus/organisation et la visualisation. Nous abordons des problèmes relatifs à chacune de ces catégories tout au long de cette thèse. Les premiers chapitres introduisent l'état de l'art nécessaire aux lecteurs. Les chapitres 3,4,5,6 et 7 abordent chacun un problème spécifique auquel nous proposons une solution. Dans le chapitre 3, nous présentons une méthode de visualisation analytique pour analyser les réseaux complexes. En s'appuyant sur cette méthode, nous introduisons une nouvelle métrique pour déterminer la présence de sommets largement connectés. Nous détaillons dans le chapitre 4 un ensemble de modèles pour générer des réseaux artificiels ayant les propriétés petit monde et sans échelle. Nous proposons un nouveau modèle générant des réseaux de ce type et qui contiennent, de plus, des structures communautaires. En extension des résultats d'analyse obtenus au chapitre 3, nous introduisons un algorithme de clustering agglomératif dans le chapitre 5. Dans le chapitre 6, nous abordons la question de la visualisation de ces réseaux complexes grâce à un système qui combine simplification et clustering avec des algorithmes de mise en page dédiée. Nous abordons enfin dans le chapitre 7 la question de l'évaluation de la qualité des clusters pour les réseaux complexes qui n'ont pas de sommets largement connectés. Nous concluons chaque chapitre par des perspectives de recherches dédiées. Enfin, nous résumons nos résultats et concluons cette thèse en proposant quelques futurs axes de recherches basés sur nos découvertes.
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Dates et versions

tel-00542703 , version 1 (03-12-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00542703 , version 1

Citer

Faraz Zaidi. Analysis, Structure and Organization of Complex Networks. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2010. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00542703⟩
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