Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Def. Множество и набор U пар элементов из V называется графом G = (V,U).
Элементы множества V называются вершинами графа. Элементы набора U называются ребрами графа. Про ребро говорят, что оно соединяет вершины . Ребра вида называются петлями.
Вершины, соединенные ребром, называются смежными. Ребра, имеющие общую вершину, называются смежными.
В наборе U могут встречаться одинаковые пары, которые называются кратными (или параллельными) ребрами. Количество одинаковых пар в U называется кратностью ребра .
В литературе граф с кратными ребрами и петлями обычно называют псевдографом. Псевдограф без петель (но с кратными ребрами) называют мультиграфом. Собственно графом, как правило, называют псевдограф без петель и кратных ребер. Такого определения мы и будем придерживаться.
Если пары в наборе U являются упорядоченными, то граф называется ориентированным или кратко орграфом. Ребра орграфа часто называют дугами. В дальнейшем мы ограничимся рассмотрением только орграфов, сохранив при этом терминологию, используемую для графов. Так часто делают в специальной литературе, если это не вызывает путаницы.
Если - ребро графа, то вершина называется началом ребра x, а вершина - концом ребра x. В этом случае говорят, что ребро x соединяет вершины . Если вершина a является началом или концом ребра x, то говорят, что a и x инцидентны.
Два ребра называются смежными, если имеют общую вершину. Две вершины называются смежными, если .
Степенью вершины a называется число ребер, инцидентных вершине a. Вершина графа, имеющая степень 0, называется изолированной, а степень 1 – висячей.
Если множество V и набор U состоят из конечного числа элементов и пар, то граф G называется конечным. Граф, у которого любые две вершины соединены ребром, называется полным.
Система ребер называется путем, соединяющим вершины , если конец каждого ребра (за исключением последнего) совпадает с началом следующего. Для любого ребра, принадлежащего пути , говорят, что путь проходит через это ребро. Аналогично, если вершина принадлежит некоторому ребру пути , то говорят, что этот путь проходит через вершину .
Путь , не проходящий дважды ни через одно ребро, называется циклом.
Граф G называется связным, если для его любых двух различных вершин существует путь, соединяющий эти вершины.
Весьма наглядной является геометрическая реализация графа G в виде фигуры Г, вершины которой соответствуют вершинам графа G, а ребрам графа G - отрезки прямых или дуги, соединяющие соответствующие вершины.
Справедлива следующая теорема.
Теорема. Каждый конечный граф G можно реализовать в трехмерном евклидовом пространстве.
Для характеристики графа G используются следующие числовые характеристики:
1) число вершин графа (элементов) n;
2) число ребер графа (связей) m;
3) число его связных частей (компонент) p;
4) цикломатическое число v(G) = m - n + p;
5) хроматическое число графа v(G).
Смысл первых трех характеристик ясен без комментариев.
Цикломатическое число v(G) равно максимальному числу независимых циклов.
Подробнее поясним смысл хроматического числа. Если все вершины графа окрашены kцветами так, что никакие две смежные вершины не окрашены одним цветом, то граф называется хроматическим порядка k. Минимальное число k, при котором граф является хроматическим порядка k, называется хроматическим числом графа G и обозначается v(G), т.е. v(G) = min k.
Взяв в качестве вершин графа элементы системы, а в качестве ребер связи между ними, получаем структурную схему системы в виде вершинного графа. Взяв в качестве ребер графа элементы системы, а в качестве вершин связи между ними, получаем структурную схему системы в виде реберного графа. Выбор типа графа определяется целями исследования. Существует методика преобразования вершинного графа в реберный и наоборот. В дальнейшем изложении мы ограничимся рассмотрением только вершинных графов.
Представляя структуру системы в виде графа, мы получаем наглядную модель системы. Заметим, что реальные системы характеризуются разнообразием элементов и связей между ними. Переходя к графу, мы абстрагируемся от природы и физической сущности объектов и связей между ними.
Граф - это топологическая модель, отображающая некоторую совокупность связей между элементами системы.
Связь - это некоторое отношение между двумя элементами, т.е., используя графы, мы имеем дело с бинарными отношениями.
Дата публикования: 2015-10-09; Прочитано: 531 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!