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Universität Erlangen-Nürnberg

Master of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Introduction to Network Science - Cheatsheet
Introduction to Network Science - Cheatsheet Knoten, Kanten und Netzwerktopologien Definition: Grundlegende Bausteine der Netzwerkwissenschaft - Erklären die Struktur von Netzwerken. Details: Knoten (Nodes): Repräsentieren Entitäten (z. B. Personen, Computer). Kanten (Edges): Verbindungen zwischen Knoten, können gerichtet oder ungerichtet sein. Netzwerktopologien: Struktur eines Netzwerks, beschre...

Introduction to Network Science - Cheatsheet

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Introduction to Network Science - Exam
Introduction to Network Science - Exam Aufgabe 1) Betrachte ein Netzwerk mit Knoten und Kanten. Das Netzwerk hat 100 Knoten, die in einer Stern-Topologie angeordnet sind. Analysiere die Eigenschaften dieses Netzwerks und führe die untenstehenden Aufgaben durch. a) Berechne die Anzahl der Kanten in diesem Netzwerk. Erläutere Deinen Lösungsweg. Lösung: Um die Anzahl der Kanten in einem Netzwerk mit ...

Introduction to Network Science - Exam

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Was repräsentiert ein Knoten (Node) in der Netzwerkwissenschaft?

Welche Formel beschreibt die Anzahl der Knoten in einem Netzwerk?

Welche Netzwerktopologie hat eine zentrale Einheit, die mit allen anderen verbunden ist?

Wie wird der Grad (Degree) eines Knotens in einem Netzwerk definiert?

Wie wird die Dichte eines Netzwerks berechnet?

Was beschreibt der Clustering-Koeffizient in einem Netzwerk?

Was ist das Ziel von Flussproblemen in Netzwerken?

Welche Bedingung muss die Flussfunktion in einem Netzwerk erfüllen?

Was besagt das Max-Flow-Min-Cut-Theorem?

Was ist das Ziel der Community Detection in einem Netzwerk?

Nenne einen Algorithmus zur Community Detection.

Welches Maß wird zur Bewertung der Clusterqualität in Netzwerken verwendet?

Was ist Netzwerksicherheit?

Was ist eine Firewall?

Was bedeutet Verschlüsselung in der Netzwerksicherheit?

Was beschreiben Genregulations- und Protein-Interaktions-Netzwerke?

Wie werden Genregulationsnetzwerke mathematisch dargestellt?

Nenne drei wichtige Begriffe im Kontext von Genregulations- und Protein-Interaktions-Netzwerken.

Was beschreibt das SIR-Modell in Epidemiemodellen?

Welche mathematische Gleichung beschreibt die Änderung der Anzahl Infizierter im SIR-Modell?

Was ist der Hauptunterschied zwischen SIR- und SIS-Modell?

Was versteht man unter der Stabilität eines Netzwerks?

Welche Eigenschaft beschreibt die Widerstandsfähigkeit eines Netzwerks gegen Ausfälle?

Welche Messgröße wird verwendet, um die Vernetzungsdichte eines Netzwerks zu beschreiben?

Weiter

Diese Konzepte musst du verstehen, um Introduction to Network Science an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

01
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Grundlagen der Netzwerktheorie

In diesem Abschnitt werden die grundlegenden Konzepte und Prinzipien der Netzwerktheorie eingeführt. Die Studierenden lernen, Netzwerke zu identifizieren und zu analysieren.

  • Definition und Eigenschaften von Netzwerken
  • Knoten, Kanten und Netzwerktopologien
  • Mathematische Darstellung von Netzwerken
  • Netzwerkmetriken und -kennzahlen
  • Anwendungen und Beispiele aus der Praxis
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Graphentheorie

Die Graphentheorie bildet die mathematische Grundlage der Netzwerktheorie. In diesem Abschnitt werden die grundlegenden Begriffe und Theoreme der Graphentheorie behandelt.

  • Graphen: Definition und Typen
  • Pfad- und Kreisprobleme
  • Flussprobleme in Netzwerken
  • Graphenfärbung und -partitionierung
  • Graphenalgorithmen und ihre Komplexität
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Soziale Netzwerke

Soziale Netzwerke sind ein bedeutendes Anwendungsgebiet der Netzwerktheorie. Hier wird untersucht, wie soziale Strukturen und Interaktionen mathematisch modelliert werden können.

  • Modelle sozialer Netzwerke
  • Zentralitäts- und Einflussmaßen in sozialen Netzwerken
  • Community Detection und Netzwerkcluster
  • Dynamiken und Evolution sozialer Netzwerke
  • Einfluss von sozialen Netzwerken auf Verhalten und Meinungsbildung
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Biologische Netzwerke

Dieser Abschnitt behandelt die Anwendung der Netzwerktheorie auf biologische Systeme. Die Studierenden lernen, biologische Prozesse als Netzwerke zu modellieren und zu analysieren.

  • Metabolische Netzwerke
  • Genregulations- und Protein-Interaktions-Netzwerke
  • Netzwerkmodellierung in der Systembiologie
  • Netzwerkdynamik in biologischen Prozessen
  • Analyse und Visualisierung biologischer Netzwerke
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Computernetzwerke

Computernetzwerke sind eine zentrale Anwendung der Netzwerktheorie in der Informatik. Der Schwerpunkt liegt auf der Architektur, den Protokollen und der Performance von Netzwerken.

  • Netzwerkarchitektur und -protokolle
  • Routing- und Switching-Technologien
  • Netzwerksicherheit und -schutzmechanismen
  • Leistungsanalyse von Netzwerken
  • Modellierung und Simulation von Computernetzwerken
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Netzwerkdynamik

In dieser Sektion werden die zeitlichen Aspekte von Netzwerken und ihrer Entwicklung behandelt. Der Fokus liegt auf dem Verständnis und der Modellierung der Dynamik in Netzwerken.

  • Dynamische Prozesse und Ausbreitungsmodelle
  • Epidemiemodelle in Netzwerken
  • Stabilität und Robustheit von Netzwerken
  • Selbstorganisation und emergente Phänomene
  • Simulation und Analyse dynamischer Netzwerke
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Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Introduction to Network Science an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Die Vorlesung „Introduction to Network Science“, die an der Universität Erlangen-Nürnberg im Rahmen des Studiengangs Informatik angeboten wird, bietet Dir einen umfassenden Einblick in die Welt der Netzwerktheorie. Du lernst die grundlegenden Prinzipien und aktuellen Forschungsergebnisse der Netzwerkforschung kennen, wobei die Vorlesung sowohl theoretische Grundlagen als auch praktische Anwendungen abdeckt. Die regelmäßigen Lehrveranstaltungen fördern nicht nur Dein Verständnis der Netzwerktheorie, sondern auch Deine Fähigkeit, praktische Probleme mit graphentheoretischen Methoden zu lösen.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung besteht aus wöchentlichen Vorlesungen und Übungsgruppen. Die wöchentlichen Vorlesungseinheiten dauern 90 Minuten.

Studienleistungen: Die Prüfungsleistung erfolgt durch eine schriftliche Klausur am Ende des Semesters.

Angebotstermine: Die Veranstaltung wird im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Grundlagen der Netzwerktheorie, Graphentheorie, Soziale Netzwerke, Biologische Netzwerke, Computernetzwerke, Netzwerkdynamik

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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