科学技術と共に歩む

第0 部序—情報ネットワーク科学
1. 情報ネットワークの科学基盤はあったか？
2. 情報ネットワーク科学：本書のアプローチ
第1 部情報ネットワークのための数理基礎
1. 情報ネットワークの基本的性質を捉える数理
1.1 ネットワークの構造
1.1.1 現実のさまざまなネットワーク
1.1.2 グラフの定義と性質
1.1.3 現実のネットワークが持つ性質
1.1.4 ネットワーク生成モデル
1.2 ネットワークの最適化
1.2.1 最適化とアルゴリズムと計算量
1.2.2 最短路問題
1.2.3 最大フロー問題
1.2.4 信頼性の高いネットワーク設計
コラム：スケールフリーネットワークの信頼性

2. 複雑系理論と情報ネットワーク
2.1 複雑系とカオス
2.2 カオスと通信
2.3 カオスと最適化
コラム：カオスデザイン

3. プロトコル設計と数理基礎理論
3.1 CSMA/CA の動作解析
3.1.1 CSMA/CA の基本動作
3.1.2 フレーム衝突の発生要因
3.2 マルチホップネットワークへの拡張
3.2.1 マルチホップネットワークの数理モデル
3.2.2 フロー制限に基づく特性解析
3.2.3 数理モデルの評価と考察
3.3 数理モデルの構築とプロトコル設計

第2 部ネットワークダイナミクスを扱う情報ネットワーク科学
4. 生命のしくみに学ぶ情報ネットワーク
4.1 生命における自己組織化とネットワークへの応用
4.2 生命の環境適応性と情報ネットワーク
4.3 生命の階層性と情報ネットワーク

5. 自然界の階層構造に学ぶ自律分散制御モデル
5.1 近接作用の考え方に基づく自律分散制御
5.1.1 遠隔作用と近接作用
5.1.2 近接作用と偏微分方程式
5.1.3 偏微分方程式に基づく自律分散制御
5.2 時間的・空間的スケールと自律分散制御
5.2.1 自律分散制御とスケールの階層構造
5.2.2 自律分散制御の必要性
5.3 拡散型フロー制御技術
5.3.1 拡散型フロー制御技術の構成法
5.3.2 拡散型フロー制御技術の動作特性

6. 自然界のダイナミクスに学ぶ情報ネットワーク機能
6.1 固体光電子系におけるネットワーク
6.2 制約充足問題の解決
6.3 充足可能性問題の解決
6.4 意思決定問題の解決

第3 部リアルワールド情報ネットワーク科学
7. 情報ネットワークと消費エネルギー
7.1 情報ネットワークの消費エネルギー
7.2 通信ネットワークの消費電力
7.3 コンピュータ・データセンタの低消費電力化
7.4 低消費電力化の限界
7.5 低消費電力ネットワークの実現

8. センシングと情報ネットワークの基本課題
8.1 センシング技術の基本構造
8.1.1 センサフュージョンの基本
8.1.2 センサフュージョンをネットワークにおいて実現するための基本課題
8.2 センシングから見たネットワーク技術の基本課題

第4 部人・社会に拡がる情報ネットワークの科学
9. 情報ネットワークとレジリエンス
9.1 地域メッシュデータ
9.2 レジリエントな情報ネットワークに向けて：災害時に必要な情報，物資，人材
9.3 レジリエントな玉葱状ネットワーク
コラム：ノード攻撃に耐える玉葱状構造

10. 通信行動とユーザ心理のモデル化
10.1 通信ネットワークのQoE
10.1.1 QoE とは
10.1.2 インターネットサービスのQoE 測定方法
10.1.3 QoE 評価に基づくネットワークの設計手法
10.2 人とネットワークの相互作用
10.3 心理・行動のモデル化
10.3.1 「待つ」行為の認知モデル
10.3.2 待ち時間満足度の数理モデル
10.4 通信行動のモデル化に向けて
コラム：マルチタスキングは，パフォーマンスを低下させる？

11. ソーシャルネットワーク構造を反映した情報ネットワーク制御モデル
11.1 ソーシャルネットワーク構造と社会的距離
11.1.1 社会的距離とコンテンツ流通範囲
11.1.2 さまざまな社会的距離の尺度とソーシャルネットワーク構造の変化
11.2 社会的距離を反映したネットワーク制御
11.2.1 社会的距離に基づく論理ネットワークの制御
11.2.2 社会的距離に基づく物理ネットワークの制御
11.3 ソーシャルネットワークの構造・分割・ノード間相互作用のモデル
11.3.1 ラプラシアン行列とその基本的な性質
11.3.2 ラプラシアン行列によるグラフの分割
11.3.3 ネットワーク上の拡散方程式とノード間の非対称相互作用
コラム：普遍性と不変性

12. 社会的ネットワークと情報ネットワーク科学の創発
12.1 グラフ理論の応用・社会的ネットワーク分析・情報ネットワーク
12.2 情報ネットワーク科学と社会的ネットワーク分析の相互の貢献
12.3 社会的ネットワークに固有な特徴
12.4 情報ネットワーク科学との創発へ
引用・参考文献
索引