Một số bài toán tối ưu trên mạng xã hội

Một số bài toán tối ưu trên mạng xã hội Một số bài toán tối ưu trên mạng xã hội Một số bài toán tối ưu trên mạng xã hội luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Văn Cảnh MỘT SỐ BÀI TOÁN TỐI ƯU TRÊN MẠNG XÃ HỘI LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Hà Nội – 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Văn Cảnh MỘT SỐ BÀI TOÁN TỐI ƯU TRÊN MẠNG XÃ HỘI Chuyên ngành: Mã số: Khoa học máy tính 62480101 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS Thái Trà My PGS TS Hoàng Xuân Huấn Hà Nội – 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án kết nghiên cứu tôi, thực hướng dẫn GS TS Thái Trà My PGS TS Hoàng Xuân Huấn Các kết số liệu trình bày luận án hồn tồn trung thực chưa công bố công trình khác Các nội dung trích dẫn từ nghiên cứu tác giả khác mà trình bày luận án ghi rõ nguồn phần tài liệu tham khảo Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Người thực Phạm Văn Cảnh i LỜI CẢM ƠN Trước hết, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc tới tập thể Thầy Cô hướng dẫn, GS TS Thái Trà My PGS TS Hồng Xn Huấn Tơi vơ biết ơn GS TS Thái Trà My, bận rộn dành thời gian quan tâm hướng dẫn tơi hồn thành nghiên cứu Cơ ln động viên khích lệ tơi vượt qua thử thách khoa học sống Tôi vơ biết ơn giúp đỡ tận tình, q báu thầy PGS TS Hoàng Xuân Huấn dành cho tơi suốt q trình thực luận án Nhờ có động viên, khích lệ, tài liệu q báu mà thầy cung cấp, tơi hồn thành luận án Thầy cho nhiều kinh nghiệm quý báu nghiên cứu sống giúp tơi vững tin vượt qua khó khăn suốt q trình nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy Cô Khoa Công nghệ thông tin, đặc biệt Thầy Cô Bộ mơn Khoa học máy tính, trường Đại học Cơng nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội, kiến thức mà thầy cô truyền dạy hành trang quý báu để tơi hồn thành học phần luận án Tơi xin gửi lời cảm ơn đến GS TS Nguyễn Thanh Thủy, PGS TS Hà Quang Thụy, TS Trần Quốc Long, TS Hà Minh Hoàng, TS Nguyễn Trung Thành TS Đồn Trung Sơn có góp ý q báu buổi seminar để tơi hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn TS Sử Ngọc Anh, lãnh đạo Khoa công nghệ An ninh thông tin - Học viện An ninh nhân dân tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành khóa học, tơi xin cảm ơn tất đồng nghiệp Khoa Công nghệ An ninh thơng tin, đặc biệt Tổ Bộ mơn Tốn ứng dụng hỗ trợ, giúp đỡ suốt q trình học tập Trường Đại học Cơng nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội Cuối cùng, luận án khơng hồn thành thiếu động viên mặt gia đình Từ tận đáy lịng, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bố mẹ tôi, người vất vả để tơi có ngày hơm Tơi xin gửi lời cảm ơn biết ơn chân thành tới bố mẹ vợ tôi, người ủng hộ, giúp đỡ khích lệ tơi vượt qua khó khăn học tập sống Tôi xin cảm ơn tới vợ, tôi, người động lực tinh thần giúp vững bước q trình học tập, nghiên cứu khó khăn cuộc sống Tôi xin cảm ơn tất người thân gia đình ln ủng hộ, chia sẻ khó khăn tơi Phạm Văn Cảnh ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Danh sách hình vẽ vii Danh mục từ viết tắt ix MỞ ĐẦU Chương Tổng quan tốn lan truyền thơng tin 1.1 Giới thiệu mạng xã hội 1.1.1 Những đặc điểm chung MXHTT 1.1.2 Lợi ích MXHTT 1.1.3 Những tác hại MXHTT 1.2 Các mơ hình phát tán thông tin MXHTT 1.2.1 Mơ hình phát tán thơng tin rời rạc 10 1.2.2 Mơ hình Ngưỡng tuyến tính (LT) 11 1.2.3 Mơ hình Bậc độc lập (IC) 13 1.2.4 Mơ hình cạnh trực tuyến (live-edge) 14 1.3 Một số tốn lan truyền thơng tin MXHTT 17 1.3.1 Tối đa ảnh hưởng (IM) 17 1.3.1.1 Các thuật toán cho toán IM 18 1.3.1.2 Một số biến thể toán cực đại ảnh hưởng 22 1.3.2 Ngăn chặn ảnh hưởng (IB) 24 1.3.2.1 Loại bỏ tập người dùng liên kết 25 1.3.2.2 Tẩy nhiễm thông tin 26 1.4 Kết luận chương 27 Chương Bài toán tối ưu tổ hợp số phương pháp giải toán tối ưu tổ hợp 29 2.1 Bài toán TƯTH 29 2.2 Phân loại lớp toán TƯTH 29 2.3 Một số phương pháp giải toán TƯTH 34 2.3.1 Thuật toán xấp xỉ 34 2.3.2 Phương pháp Mote-Carlo 37 2.3.2.1 Bài tốn tìm giá trị cực đại 38 2.3.2.2 Bài toán uớc lượng kỳ vọng biến ngẫu nhiên 39 iii 2.3.3 Thuật toán heuristic cấu trúc 40 2.3.4 Thuật toán Metaheuristic 40 2.4 Kết luận chương 41 Chương Tối đa ảnh hưởng cạnh tranh với ràng buộc thời gian ngân sách 42 3.1 Đặt vấn đề phát biểu toán 42 3.1.1 Đặt vấn đề 42 3.1.2 Phát biểu tốn mơ hình đề xuất 45 3.1.2.1 Bài toán BCIM 45 3.1.2.2 Mơ hình ảnh hưởng cạnh tranh 46 3.2 Thuật toán xấp xỉ cho toán BCIM 53 3.2.1 Các hàm xấp xỉ xấp xỉ 54 3.2.1.1 Hàm xấp xỉ 55 3.2.1.2 Hàm xấp xỉ 57 3.2.2 Thuật toán PBA cho toán cực đại hàm xấp xỉ 59 3.2.2.1 Mơ tả thuật tốn PBA 60 3.2.2.2 Phân tích tỷ lệ xấp xỉ thuật tốn PBA 61 3.2.2.3 Phân tích độ phức tạp 65 3.2.3 Thuật toán SPBA cho toán BCIM 65 3.3 Thực nghiệm kết 67 3.3.1 Dữ liệu tham số 67 3.3.2 Kết thực nghiệm 69 3.3.2.1 Trường hợp chi phí tổng quát 69 3.3.2.2 Trường hợp chi phí đồng 70 3.3.2.3 So sánh thời gian chạy 70 3.3.2.4 Ảnh hưởng bước thời gian τ 71 3.4 Bài toán tối đa ảnh hưởng cạnh tranh mơ hình cạnh tranh ngưỡng tuyến tính xác định 72 3.4.1 Mơ hình định nghĩa toán 73 3.4.2 Các thuật toán cho CIM mơ hình DCLT 75 3.4.3 Thực nghiệm 77 3.5 Kết luận chương 78 iv Chương Ngăn chặn thông tin sai lệch với ràng buộc ngân sách thời gian 80 4.1 Đặt vấn đề phát biểu toán 80 4.1.1 Đặt vấn đề 80 4.1.2 Phát biểu toán 83 4.1.3 Mô hình ngưỡng tuyến tính ràng buộc thời gian (TLT) 83 4.1.4 Hàm mục tiêu 84 4.2 Độ khó toán 85 4.3 Các thuật toán cho MMR 88 4.3.1 Các thuật toán xấp xỉ 88 4.3.1.1 Thuật toán FPTAS trường hợp có gốc 88 4.3.1.2 Thuật toán xấp xỉ trường hợp tổng quát 92 4.3.1.3 Thuật toán tham lam tăng tốc (SG) 96 4.3.2 Thuật toán heuristic PR-DAG 100 4.3.2.1 Xây dựng DAG từ đồ thị ban đầu 100 4.3.2.2 Ước lượng hàm mục tiêu dựa DAG 102 4.3.2.3 Thuật toán PR-DAG 103 4.3.3 Thực nghiệm kết 105 4.3.3.1 Dữ liệu tham số 105 4.3.3.2 Kết thực nghiệm 106 4.4 Ngăn chặn thông tin sai lệch mơ hình ngưỡng tuyến tính xác định 111 4.4.1 Định nghĩa toán độ phức tạp 111 4.4.2 Các thuật toán đề xuất cho MMRD 113 4.4.3 Kết thực nghiệm với MMRD 116 4.5 Kết luận chương 121 Chương Ngăn chặn thơng tin sai lệch có chủ đích 122 5.1 Phát biểu toán độ phức tạp toán 123 5.2 Các thuật tốn đề xuất cho TMB mơ hình LT 126 5.2.1 Thuật toán tham lam 126 5.2.2 Thuật toán STMB-LT 128 5.2.3 Thực nghiệm kết 130 5.2.3.1 Dữ liệu thiết lập tham số 131 5.2.3.2 Các kết 133 5.3 Thuật toán cho TMB mơ hình IC 135 v 5.3.1 Xây dựng hệ quy hoạch tuyến tính 135 5.3.2 Thuật toán STMB-IC 138 5.3.3 Thực nghiệm kết 140 5.3.3.1 Dữ liệu thiết lập tham số 141 5.3.3.2 Kết thực nghiệm 143 5.4 Kết luận chương 144 KẾT LUẬN 146 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 148 Tài liệu tham khảo 149 vi DANH SÁCH HÌNH VẼ 1.1 Ví dụ cho mơ hình LT 12 1.2 Ví dụ cho mơ hình IC 14 3.1 Mô tả khác TB-WPP luật TB-PP 49 3.2 Ví dụ cho hàm mục tiêu khơng có tính chất submodular 53 3.3 Mô tả khái quát Thuật toán SPBA 54 3.4 Mô tả cho CU (g, v) 55 3.5 Mô tả cho CL (g, v) 57 3.6 So sánh thuật tốn trường hợp chi phí tổng qt với τ = 70 3.7 So sánh thuật tốn trường hợp chi phí đồng 71 3.8 So sánh thời gian thực thuật toán 72 3.9 So sánh thuật toán τ thay đổi L cố định 73 3.10 So sánh thuật toán k thay đổi 78 3.11 So sánh thuật toán d thay đổi 78 4.1 Xây dựng phép dẫn từ Knapsack đến MMR 86 4.2 Phép dẫn từ I1 tới I2 87 4.3 Các thuật toán đề xuất cho MMR 88 4.4 Cây T (I, d) 89 4.5 Sơ lược thuật toán SG 96 4.6 Sinh từ đồ thị trộn đỉnh nguồn với d = 98 4.7 Cập nhật hàm h sau loại bỏ đỉnh 99 4.8 Ví dụ xây dựng DAG từ G 102 4.9 Chất lượng lời giải thuật tốn với chi phí tổng qt 107 4.10 Chất lượng lời giải thuật tốn với chi phí đồng 108 4.11 Thời gian chạy PR-DAG SG Oregon với chi phí tổng quát 110 4.12 Thời gian chạy PR-DAG SG Oregon với chi phí đồng 110 4.13 So sánh chất lượng lời giải thời gian chạy thuật toán θ thay đổi k = 50, d = 118 4.14 So sánh chất lượng lời giải thời gian chạy thuật toán k thay đổi, d = 5, θ = 0.5 119 4.15 So sánh chất lượng lời giải thời gian chạy thuật toán d thay đổi, k = 50, θ = 0.5 với liệu Gnutella 120 vii 5.1 Ví dụ cho toán TBM 122 5.2 Phép dẫn từ toán s-t paths đến TMB 123 5.3 Ví dụ tạo gốc I từ G mơ hình LT 129 5.4 So sánh chất lượng lời giải thuật tốn cho TMB mơ hình LT 133 5.5 So sánh thời gian chạy thuật tốn cho TBM mơ hình LT 134 5.6 Ví dụ sinh có gốc I từ đồ thị G mơ hình IC 139 5.7 So sánh chất lượng lời giải thuật tốn mơ hình IC 142 5.8 So sánh thời gian chạy thuật tốn mơ hình IC 143 viii ... quan qua đề xuất giải pháp 28 CHƯƠNG BÀI TOÁN TỐI ƯU TỔ HỢP VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TOÁN TỐI ƯU TỔ HỢP Tối ưu tổ hợp (TƯTH) lớp toán thường gặp đời sống công nghệ đối tượng nghiên cứu... Chương Bài toán tối ưu tổ hợp số phương pháp giải toán tối ưu tổ hợp 29 2.1 Bài toán TƯTH 29 2.2 Phân loại lớp toán TƯTH 29 2.3 Một số phương...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Văn Cảnh MỘT SỐ BÀI TOÁN TỐI ƯU TRÊN MẠNG XÃ HỘI Chuyên ngành: Mã số: Khoa học máy tính 62480101 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI