Local StructuresDetermine Performancewithin Complex NetworksZur Erlangung des akademischen Grades Doktor-Ingenieur (Dr.-Ing.)genehmigte Dissertation von Dipl.-Math. Lachezar Aleksandrov Krumov aus Pernik, BulgarienNovember 2010 — Darmstadt — D 17Fachbereich InformatikFachgebiet AlgorithmikLocal StructuresDetermine Performancewithin Complex NetworksGenehmigte Dissertation von Dipl.-Math. Lachezar Aleksandrov Krumov aus Pernik, Bulgarien1. Gutachten: Prof. Dr. Karsten Weihe2. Gutachten: Prof. Dr. Thorsten Strufe3. Gutachten: Prof. Dr. Jussi KangasharjuTag der Einreichung: Oktober 15, 2010Tag der Prüfung: Oktober 29, 2010Darmstadt — D 17Erklärung zur DissertationHiermitversichereichdievorliegendeDissertationohneHilfeDritternurmitdenangegebenenQuellenundHilfsmittelnangefertigtzuhaben. AlleStellen,dieausQuellenentnommenwurden,sindalssolchekenntlichgemacht. DieseArbeithatingleicheroderähnlicherFormnochkeinerPrüfungsbehördevorgelegen.Darmstadt,denNovember9,2010(L.A.Krumov)1AbstractNetworks are ubiquitous. We as individuals are part of various social networks and each of usdepends on multiple communication, traffic and supply networks in our everyday life. We are,however, still far from completely understanding and controlling those networks.Network motifs, few nodes (un)directed subgraphs, are a well-defined intermediate scale forcharacterizing the local structure of networks beyond the scope of single nodes.