Информатика и информационные технологии: конспект лекций
Добавить в закладки К обложке
- ЛЕКЦИЯ № 1. Введение в информатику - Страница 1
- 2. Системы счисления - Страница 2
- 3. Представление чисел в ЭВМ - Страница 3
- 4. Формализованное понятие алгоритма - Страница 4
- ЛЕКЦИЯ № 2. Язык Pascal - Страница 5
- 2. Стандартные процедуры и функции - Страница 6
- 3. Операторы языка Pascal - Страница 8
- ЛЕКЦИЯ № 3. Процедуры и функции - Страница 10
- 2. Процедуры в Pascal - Страница 11
- 3. Функции в Pascal - Страница 12
- 4. Опережающие описания и подключение подпрограмм. Директива - Страница 13
- ЛЕКЦИЯ № 4. Подпрограммы - Страница 14
- 2. Типы параметров подпрограмм - Страница 15
- ЛЕКЦИЯ № 5. Строковый тип данных - Страница 17
- 2. Процедуры и функции для переменных строкового типа - Страница 18
- 3. Записи - Страница 19
- 4. Множества - Страница 20
- ЛЕКЦИЯ № 6. Файлы - Страница 21
- 2. Модули. Виды модулей - Страница 24
- ЛЕКЦИЯ № 7. Динамическая память - Страница 26
- 2. Работа с динамической памятью. Нетипизированные указатели - Страница 27
- ЛЕКЦИЯ № 8. Абстрактные структуры данных - Страница 28
- 2. Стеки - Страница 29
- 3. Очереди - Страница 30
- ЛЕКЦИЯ № 9. Древовидные структуры данных - Страница 31
- 2. Операции над деревьями - Страница 32
- 3. Примеры реализации операций - Страница 33
- ЛЕКЦИЯ № 10. Графы - Страница 34
- 2. Представление графа списком инцидентности. Алгоритм обхода графа в глубину - Страница 35
- 3. Представление графа списком списков. Алгоритм обхода графа в ширину - Страница 36
- ЛЕКЦИЯ № 11. Объектный тип данных - Страница 37
- 2. Наследование - Страница 39
- 3. Создание экземпляров объектов - Страница 40
- 4. Компоненты и область действия - Страница 41
- ЛЕКЦИЯ № 12. Методы - Страница 42
- 2. Конструкторы и деструкторы - Страница 44
- 3. Деструкторы - Страница 45
- 4. Виртуальные методы - Страница 47
- 5. Поля данных объекта и формальные параметры метода - Страница 48
- ЛЕКЦИЯ № 13. Совместимость типов объектов - Страница 49
- 2. Расширяющиеся объекты - Страница 50
- 3. Совместимость типов объектов - Страница 52
- ЛЕКЦИЯ № 14. Ассемблер - Страница 53
- 2. Программная модель микропроцессора - Страница 54
- 3. Пользовательские регистры - Страница 55
- 4. Регистры общего назначения - Страница 56
- 5. Сегментные регистры - Страница 57
- 6. Регистры состояния и управления - Страница 58
- ЛЕКЦИЯ № 15. Регистры - Страница 59
- 2. Регистры управления - Страница 60
- 3. Регистры системных адресов - Страница 61
- 4. Регистры отладки - Страница 62
- ЛЕКЦИЯ № 16. Программы на Ассемблере - Страница 63
- 2. Синтаксис ассемблера - Страница 64
- 3. Директивы сегментации - Страница 68
- ЛЕКЦИЯ № 17. Структуры команд на Ассемблере - Страница 71
- 2. Способы задания операндов команды - Страница 73
- 3. Способы адресации - Страница 75
- ЛЕКЦИЯ № 18. Команды - Страница 77
- 2. Арифметические команды - Страница 81
- ЛЕКЦИЯ № 19. Команды передачи управления - Страница 90
- 2. Команды передачи управления - Страница 95
ЛЕКЦИЯ № 10. Графы
1. Понятие графа. Способы представления графа
Граф – пара G = (V,E), где V – множество объектов произвольной природы, называемых вершинами, а Е – семейство пар ei = (vil, vi2), vijOV, называемых ребрами. В общем случае множество V и (или) семейство Е могут содержать бесконечное число элементов, но мы будем рассматривать только конечные графы, т. е. графы, у которых как V, так и Е конечны. Если порядок элементов, входящих в ei, имеет значение, то граф называется ориентированным, сокращенно – орграф, иначе – неориентированным. Ребра орграфа называются дугами. В дальнейшем будем считать, что термин «граф», применяемый без уточнений (ориентированный или неориентированный), обозначает неориентированный граф.
Если е = <u,v>, то вершины v и и называются концами ребра. При этом говорят, что ребро е является смежным (инцидентным) каждой из вершин v и и. Вершины v и и также называются смежными (инцидентными). В общем случае допускаются ребра вида е = <v, v>; такие ребра называются петлями.
Степень вершины графа – это число ребер, инцидентных данной вершине, причем петли учитываются дважды. Поскольку каждое ребро инцидентно двум вершинам, сумма степеней всех вершин графа равна удвоенному количеству ребер: Sum(deg(vi), i=1…|V|) = 2 * |E|.
Вес вершины – число (действительное, целое или рациональное), поставленное в соответствие данной вершине (интерпретируется как стоимость, пропускная способность и т. д.). Вес, длина ребра – число или несколько чисел, которые интерпретируются как длина, пропускная способность и т. д.
Путем в графе (или маршрутом в орграфе) называется чередующаяся последовательность вершин и ребер (или дуг – в орграфе) вида v0, (v0,v1), v1…, (vn – 1,vn), vn. Число n называется длиной пути. Путь без повторяющихся ребер называется цепью, без повторяющихся вершин – простой цепью. Путь может быть замкнутым (v0 = vn). Замкнутый путь без повторяющихся ребер называется циклом (или контуром в орграфе); без повторяющихся вершин (кроме первой и последней) – простым циклом.
Граф называется связным, если существует путь между любыми двумя его вершинами, и несвязным – в противном случае. Несвязный граф состоит из нескольких связных компонент (связных подграфов).
Существуют различные способы представления графов. Рассмотрим каждый из них в отдельности.
1. Матрица инцидентности.
Это прямоугольная матрица размерности n х щ, где n – количество вершин, am – количество ребер. Значения элементов матрицы определяются следующим образом: если ребро xi и вершина vj инцидентны, то значение соотвествующего элемента матрицы равно единице, в противном случае значение равно нулю. Для ориентированных графов матрица инцидентности строится по следующему принципу: значение элемента равно – 1, если ребро xi исходит из вершины vj, равно 1, если ребро xi заходит в вершину vj, и равно О в противном случае.
2. Матрица смежности.
Это квадратная матрица размерности n х n, где n – количество вершин. Если вершины vi и vj смежны, т. е. если существует ребро, их соединяющее, то соответствующий элемент матрицы равен единице, в противном случае он равен нулю. Правила построения данной матрицы для ориентированного и неориентированного графов не отличаются. Матрица смежности более компактна, чем матрица инцидентности. Следует заметить, что эта матрица также сильно разрежена, однако в случае неориентированного графа она является симметричной относительно главной диагонали, поэтому можно хранить не всю матрицу, а только ее половину (треугольную матрицу).
3. Список смежности (инцидентности).
Представляет собой структуру данных, которая для каждой вершины графа хранит список смежных с ней вершин. Список представляет собой массив указателей, i-ый элемент которого содержит указатель на список вершин, смежных с i-ой вершиной.
Список смежности более эффективен по сравнению с матрицей смежности, так как исключает хранение нулевых элементов.
4. Список списков.
Представляет собой древовидную структуру данных, в которой одна ветвь содержит списки вершин, смежных для каждой из вершин графа, а вторая ветвь указывает на очередную вершину графа. Такой способ представления графа является наиболее оптимальным.