46791 (607943), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Из данной матрицы можно увидеть, что сумма всех элементов матрицы равна числу дуг орграфа. Сумма элементов строки i равна полустепени исхода вершины i, а сумма элементов столбца j равна полустепени захода вершины j.
-
Матрица инциденций
Матрицей инциденций орграфа, имеющего n вершин и m дуг, называется матрица B=||
||nm, у которой
=1, если дуга j инцидентна вершине i и направлена от нее,
= -1, если дуга j инцидентна вершине i и направлена к ней, и
=0 в противном случае. На рисунке 2.3 представлена матрица инциденций ГСУ «Общежитие».
| 1/4 | 1/10 | 2/10 | 3/5 | 4/5 | 4/10 | 5/4 | 5/6 | 5/10 | 5/12 | 6/5 | 6/8 | 7/5 | 8/6 | 9/4 | 9/5 | 10/5 | 11/10 | 12/5 | 13/5 | 13/10 | 14/5 | 15/5 | |||
| 1 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||
| 2 | 1 | ||||||||||||||||||||||||
| 3 | 1 | ||||||||||||||||||||||||
| 4 | -1 | 1 | 1 | -1 | -1 | ||||||||||||||||||||
| 5 | -1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | |||||||||||
| 6 | -1 | 1 | 1 | -1 | |||||||||||||||||||||
| 7 | 1 | ||||||||||||||||||||||||
| 8 | -1 | 1 | |||||||||||||||||||||||
| 9 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||
| 10 | -1 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | -1 | ||||||||||||||||||
| 11 | 1 | ||||||||||||||||||||||||
| 12 | -1 | 1 | |||||||||||||||||||||||
| 13 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||
| 14 | 1 | ||||||||||||||||||||||||
| 15 | 1 |
Рисунок 2.3 – Матрица инциденций B
-
Матрица основных контуров
Матрицей основных контуров орграфа называется матрица С=
, состоящая из подматрицы остовного дерева T орграфа и единичной подматрицы E, порядок которой равен числу хорд остовного дерева T. Остовным деревом называется граф, не имеющий контуров и полуконтуров. Число основных контуров связного орграфа
определяется формулой:
,
где m – число дуг;
n – число вершин.
Согласно этой формуле ГСУ «Общежитие» содержит 9 основных контуров (
=23-15+1=9). Остовное дерево ГСУ «Общежитие» представлено на рисунке 2.4, а матрица основных контуров на рисунке 2.5.
Рисунок 2.4 – Остовное дерево ГСУ «Общежитие»
| 1/4 | 4/5 | 4/10 | 5/12 | 6/5 | 8/6 | 9/5 | 10/5 | 13/5 | 1/10 | 2/10 | 3/5 | 5/4 | 5/6 | 5/10 | 6/8 | 7/5 | 9/4 | 11/10 | 12/5 | 13/10 | 14/5 | 15/5 | |||
| 1/4 | 1 | -1 | -1 | 1 | |||||||||||||||||||||
| 4/5 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||
| 4/10 | 1 | 1 | -1 | ||||||||||||||||||||||
| 5/12 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||
| 6/5 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||
| 8/6 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||
| 9/5 | 1 | 1 | -1 | ||||||||||||||||||||||
| 10/5 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||
| 13/5 | 1 | 1 | -1 |
Рисунок 2.5 – Матрица основных контуров С
-
Матрица расстояний
Матрицей расстояний орграфа называется матрица R=||
||nn, в которой элемент
равен длине кратчайшего пути из вершины i в вершину j. Если такого пути нет, то соответствующий элемент полагается равным бесконечности
=∞, а
=0. Матрица расстояний ГСУ «Общежитие» представлена на рисунке 2.6.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |||
| 1 | ∞ | ∞ | 1 | 2 | 3 | ∞ | 4 | ∞ | 1 | ∞ | 3 | ∞ | ∞ | ∞ | |||
| 2 | ∞ | ∞ | 3 | 2 | 3 | ∞ | 4 | ∞ | 1 | ∞ | 3 | ∞ | ∞ | ∞ | |||
| 3 | ∞ | ∞ | 2 | 1 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | 2 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | |||
| 4 | ∞ | ∞ | ∞ | 1 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | 1 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | |||
| 5 | ∞ | ∞ | ∞ | 1 | 1 | ∞ | 2 | ∞ | 1 | ∞ | 1 | ∞ | ∞ | ∞ | |||
| 6 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 1 | ∞ | 1 | ∞ | 2 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | |||
| 7 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 5 | 2 | 3 | ∞ | 2 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | |||
| 8 | ∞ | ∞ | ∞ | 3 | 2 | 1 | ∞ | ∞ | 3 | ∞ | 3 | ∞ | ∞ | ∞ | |||
| 9 | ∞ | ∞ | ∞ | 1 | 1 | 2 | ∞ | 3 | 2 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | |||
| 10 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 1 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | |||
| 11 | ∞ | ∞ | ∞ | 3 | 2 | 3 | ∞ | 4 | ∞ | 1 | 3 | ∞ | ∞ | ∞ | |||
| 12 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 1 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | ∞ | |||
| 13 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 1 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | 1 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | |||
| 14 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 1 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | 2 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | |||
| 15 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 1 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | 2 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ |
Рисунок 2.6 – Матрица расстояний R
-
Матрица достижимостей
Матрицей достижимостей орграфа называется матрица D=||
||nn, в которой элемент
=1, если существует путь из вершины i в вершину j (т.е. вершина j достижима из вершины i), иначе
=0, а
=1. Матрица достижимостей ГСУ «Общежитие» представлена на рисунке 2.7.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |||
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||||||||
| 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||||||||
| 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||||||||
| 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||||||||
| 5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||||||||
| 6 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||||||||
| 7 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||||||||
| 8 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||||||||
| 9 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||||||||
| 10 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||||||||
| 11 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||||||||
| 12 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||||||||
| 13 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||||||||
| 14 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||||||||
| 15 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Рисунок 2.7 – Матрица достижимостей D
-
-
Матрица обходов
Матрицей обходов орграфа называется матрица S=||
||nn, в которой элемент
равен длине наибольшего пути из вершины i в вершину j, если такого пути нет, то соответствующий элемент полагается равным бесконечности, т. е.
=∞. Матрица обходов ГСУ «Общежитие» представлена на рисунке 2.8.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |||
| 1 | ∞ | ∞ | ∞ | 3 | 2 | 3 | ∞ | 4 | ∞ | 3 | ∞ | 3 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 2 | ∞ | ∞ | ∞ | 3 | 2 | 3 | ∞ | 4 | ∞ | 1 | ∞ | 3 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 3 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 1 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | 3 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 4 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 2 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | 2 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 5 | ∞ | ∞ | ∞ | 1 | 2 | 1 | ∞ | 2 | ∞ | 2 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 6 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 1 | 2 | ∞ | 1 | ∞ | 2 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 7 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 5 | 6 | ∞ | 3 | ∞ | 2 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 8 | ∞ | ∞ | ∞ | 3 | 2 | 1 | ∞ | 2 | ∞ | 4 | ∞ | 3 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 9 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 2 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | 3 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 10 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 1 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | 2 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 11 | ∞ | ∞ | ∞ | 3 | 2 | 3 | ∞ | 4 | ∞ | 1 | ∞ | 3 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 12 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 1 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | 2 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 13 | ∞ | ∞ | ∞ | 3 | 2 | 3 | ∞ | 4 | ∞ | 2 | ∞ | 3 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 14 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 1 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | 3 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ | ||
| 15 | ∞ | ∞ | ∞ | 2 | 1 | 2 | ∞ | 3 | ∞ | 3 | ∞ | 2 | ∞ | ∞ | ∞ |
Рисунок 2.8 – Матрица обходов S
-
-
. Анализ числовых характеристик СУ «Общежитие»
Для сравнения структурных свойств различных графов определяют их числовые характеристики (инварианты), которые выражаются числами или системами чисел, характеризуют определенные свойства и являются одинаковыми для изоморфных графов. Простейшими инвариантами графа являются числа его вершин n и дуг m. Ниже будут рассмотрены более сложные числовые характеристики ГСУ и их интерпретация.
-
Степень (полустепень) вершины
Полустепенью исхода вершины орграфа называется число инцидентных дуг, выходящих из вершины, а полустепенью захода — число инцидентных дуг, заходящих в вершину. Для определения данной числовой характеристики используется матрица смежностей (рисунок 2.2), в которой сумма элементов строки равна полустепени исхода соответствующей вершины, а сумма элементов столбца – полустепени захода.












