第6章 图与网络图
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第六章 离散时间和连续时间模型的仿真§1 状态变量6.1.1 状态变量的基本概念1) 状态变量集计算机仿真中必须搞清楚实体相互关系的规则。
计算机记录描述变量的过去值,根据相互关系规则,可计算描述变量的未来值。
状态变量集是所有描述变量的一个子集,只要知道这些变量的现在值和输入变量值,就可计算模型的所有描述变量未来值。
2)模型完全描述完全描述模型:假设模型具有描述变量n ααα,,,21 ,如果在任一时间t ,变量1α的值为1y ,变量2α的值为2y ,…,若实体的相互关系规则对任一未来时间 t ′(大于 t )确定了值''2'1,,,ny y y 的唯一集,那么该模型是完全描述的。
模型完全描述的充要条件:如果各描述变量的各个值只在任一时间t 唯一确定所有这些变量在任一未来时间t ′的值,就说描述变量集的某个子集是状态变量集。
如果模型是完全描述的,n ααα,,,21 或它的真子集便是状态变量集。
模型是完全描述的充要条件是该模型的描述变量中存在状态变量集 例:二辆汽车面对而驶,V 1、V 26.1.2 状态变量的仿真性质1) 程序预置假设程序给出计算t ′时的''2'1,,,ny y y 的任务。
则仅需预置(也即是初始化)那些与状态变量有关的存储单元。
2) 重复操作假设给定t 时的n y y y ,,,21 值之后,因为丢失了第一次仿真操作的记录,要重复计算t ′时的''2'1,,,ny y y 值,只要与状态变量有关的单元,预置n y y y ,,,21 的相同值,则在不同计算机和不同时间作两次操作,结果仍然相同。
3) 程序中断和重新起动设计算t ′时的''2'1,,,ny y y 值之后,安排中断程序。
在某时间之后可以重新起动。
4) 程序恢复假设计算机在执行程序时发生事故,修复正常时,重新预置肯定将最终产生相同结果,但比从中断点重新起动要花费更多的时间。
第六章 图与网络图 一、选择1. 在图中用V 表示点,用E 表示边,如果有两个图G 1={V 1,E 1}和图G 2={V 2,E 2},若有V 1⊆V 2 ,E 1⊆ E 2,则称G 1 是G 2的一个(D )A 偶图B 部分图C 完全图D 子图 2. 3. 在树图中,顶点有v 个,边有e 条,那么顶点和边的数量关系是(B )A 、v =e B 、e =v -1 C 、v =e -14. 在图中用V 表示点,用E 表示边,如果有两个图G 1={V 1,E 1}和图G 2={V 2,E 2},若有V 1= V 2 ,E 1⊂ E 2,则称G 1 是G 2的一个(A )A 部分图B 子图C 二分图5.完全偶图中V 1含m 个顶点,V 2含有n 个顶点,则其边数共( C )条。
A m+n B m-n C m ×n D m ÷n6. 任何树中必存在次为( A )的点A 1B 2C 3 D4 7.含有n 个顶点的完全图,其边数有( B )条。
A nB )1(21-n n C n(n-1) D n-18.具有n 个顶点的树的边数恰好为(A )条。
A n-1条B n 条C )1(21-n n D n(n-1)9.在网络图中s →t 的最大流量( C )它的最小割集的容量。
A 大于 B 小于C 等于 D 无关10. 构成最大流问题的条件之一是(B )A 、网络有一个始点v sB 、网络有一个始点v s 和一个终点v tC 、网络有一个终点v tD 无要求11. 下图中(C )是完全二分图A BC D12.下面(D)是最短路问题A课程排序问题B 生产计划问题C 人力资源问题D选址问题13. 求网络图中任意两点之间的最短距离的方法是(C )A求最小部分树B矩阵算法C Dijkstra算法D 破圈法14.下面(A)是矩阵算法求最短路问题A 小学生选校址问题B课程排序问题C 生产计划问题D 人力资源问题15.下面(A)是最大流问题。
A桥梁问题B设施布局问题C生产计划问题D以上都不是16.二、填空1.在图论中,称(无圈的) 连通图为树。
2.树是无圈连通图中边数最多的,在树图上只要任意再加上一条边,必定会出现(圈)。
3.在图中一般用点表示(研究的对象),用边表示这些(对象的联系)。
4.如果给图中的点和边赋以具体的含义和权数,把这样的图称为(网络图)5. .图G可以定义为点和边的集合,记作(G=[V,E] )6.在图中,(链)是点可重复,边不可重复的。
7.在图中,(路)是点与边都不可以重复的。
8.如果边e的两个端点相重,称该边为(环)9.对无环、无多重边的图称为(简单图)10.与某一个点v i相关联的边的数目称为点v i的(次)11.对起点与终点相重合的链称为(圈)。
12.若在一个图中,如果每一对顶点之间至少存在一条链,称这样的图为(连通图)。
13. 若在一个图中,如果每一对顶点之间至少存在一条(链),称这样的图为连通图。
14.一个简单图中若任意两点之间均有边相连,称这样的图为(完全图)。
15. 一个(简单图)中若任意两点之间均有边相连,称这样的图为完全图。
16.对要研究的问题确定具体对象及这些对象间的性质联系,这就要对研究的问题建立(图的模型)17.(树)是无圈的连通图。
18.在树图中,称次为1的点为(悬挂点)19..如果G1是G2的部分图,又是树图,则称G1是G2的(部分树) 20.树枝总长最小的部分树,称为(最小支撑树)。
21.把图的所有点分成V 和-V 两个集合,则两个集合之间连线的最短边一定包含在(最小部分树)内。
22. (最短路问题)是指从给定的网络图中找出任意两点之间距离最短(权值和最小)的一条路。
23.矩阵算法中D (k )给出网络中任意两点直接到达,经过一个、两个、···,到(2k -1)个中间点时比较得到的最短距离。
24.设网络图有p 个点,则一般计算到不超过D (k ),k 的值按公式( ),即计算结束。
25. 对图中每条边规定指向的图称为(有向图) 26. 有向图的边称为(弧),记作(v i , v j ),27. 弧(v i , v j )的最大通过能力,称为该弧的(容量),记为c(v i , v j ) ,或简记为 c ij 。
28. (流)是指加在网络各条弧上的一组负载量,对加在弧(v i , v j )上的负载量记作 f (v i , v j ) ,或简记作 f ij29. (割)是指将容量网络中的发点和收点分割开,并使s →t 的流中断的一组弧的集合。
30. (割的容量)是组成它的集合中各弧容量之和。
31.如果在网络的发点和收点之间能找到一条链,在这条链上所有指向为 s →t 的弧(称前向弧,记作μ+),存在f < c (非饱和);所有指向为 t →s 的弧(称后向弧,记为μ -),存在f > 0(非零),这样的链称(增广链)。
32.求网络最大流的方法是(标号算法)33.34.求网络的最大流,是指满足(容量限制条件)和(中间点平衡)的条件下,使)(f v 值达到最大。
三、判断1.图论中的图不仅反映了研究对象之间的关系,而且是真实图形的写照,因而对图中点与点的相对位置、点与点连线的长短曲直等都要严格注意。
(不正确)2.在任一图G 中,当点集V 确定后,树图是G 中边数最少的连通图。
(正确)3.如图中某点v i有若干个相邻点,与其距离最远的相邻点为vj,则边 [i,j]必不包含在最小支撑树内。
(正确) 4.如图中从v 1至各点均有唯一的最短路,则连接v 1至其他各点的最短路在去掉重复部分后,k p k ≤-<-2lg )1lg(1恰好构成该图的最小支撑树。
(正确)5. Dijkstra 算法提供了从网络图中某一点到其他点的最短距离。
(正确 )6. 部分图不是子图,子图也不一定是部分图。
(不正确)7.树图的任意两个点之间有一条且仅有一条唯一通路。
(正确)8.一些重要的网络不能按数的结构设计。
(正确)9.. 一个图的最小部分树不唯一。
(正确)10. 不同解法得到的最小部分树所包含的边虽然可能不相同,但是,每个最小部分树中所有边权的总和一定都是相同的,即都达到了最小。
(正确)11. D (k)中的元素给出了各点间的最短距离,但是并没有给出具体是经过了哪些中间点才得到的这个最短距离,如果要知道中间点具体是什么,需要在计算过程中进行记录。
(正确) 12.零流不是可行流。
(不正确)13. 在网络中 s →t 的最大流量等于它的最小割集的容量。
(正确) 14. 标号算法其本质是判断是否存在增广链,并找出增广链。
(正确)15.求最小费用流时,一方面通过增广链来调整流量,另一方面要找出每一步费用最小的增广链。
是最大流和最短路问题的综合求解。
(正确)四.名词解释1.环:如果边e 的两个端点相重,称该边为环。
2.多重边 如果两个点之间的边多于一条,称为具有多重边。
3.简单图 无环,无多重边的图称为简单图。
4.次 与某一个点i v 相关联的边的数目称为点i v 的次(也叫做度或线度)。
5.奇点 次为奇数的点称作奇点。
6.偶点 次数为偶数的点称作偶点。
7.孤立点 次数为0的点称作孤立点。
8.链 有些点和边的交替序列μ={}k k v e v e v,,,,,110⋅⋅⋅,若其中各边k e e e ,,,21⋅⋅⋅互不相同,且任意1,-t i v 和it v (k t ≤≤2)均相邻,称μ为链。
9.路 如果链中所有的顶点k v v v ,,,10⋅⋅⋅也不相同,这样的链称为路。
10.圈 对起点与终点相重合的链称作圈。
11.回路 起点与终点重合的路称作回路。
12.连通图 若在一个图中,如果每一对顶点之间至少存在一条链,称这样的图为连通图,否则称该图是不连通的。
13.完全图 一个简单图中若任意两点之间均有边相连,称这样的图为完全图。
含有n 个顶 点的完全图,其边数有条)1(212-=n n C n 。
14.偶图 如果图的顶点能分成两 个互不相交的非空集合1V 和2V ,使在同一集合中任意两个顶点均不相邻,称这样的图为偶图(也称二分图)。
15.完全偶图:如果偶图的顶点集合1V ,2V 之间的每一对不同顶点都有一条边相连,称这样的图为完全偶图。
完全偶图中1V 含m 个顶点,2V 含n 个顶点,则其边数共m ·n 条。
16.网络图:如果给图中的点和边赋以具体的含义和权数,如距离、费用、容量等,把这样的图称为网络图。
17.端点:若有边e 可表示为[]v v jie ,=,称v i 和v j是边e 的端点。
18.关联边:若有边e 可表示为[]v v j i e ,=,称边e 为点v i 或v j的关联边。
19.点相邻:若点v i,vj与同一条边关联,称点v i和vj相邻。
20.边相邻:若边e i和ej具有公共的端点,称边e i和ej相邻。
21.子图:图EV G 111,=和图EV G 222,=,如果有VV 21⊆和EE 21⊆,称G 1是G2的一个子图。
22.部分图:如果有VV 21=和EE 21⊂,称G 1是G2的一个部分图。
23.图的模型:对要研究的问题确定具体对象及这些对象间的性质联系,并用图的形式表示出来,这就是对研究的问题建立图的模型。
24.树图:是无圈的连通图。
这类图与大自然中数的特征相似,因而得名树图。
25.部分树:如果G 1是G2的部分图,又是树图,则称G 1是G2的部分树。
26.树枝:树图的各条边称为树枝27.最小部分树:假定各边均有权重,一般图G2含有多个部分树,其中树枝总长最小的部分树,称为该图的最小部分树。
28.弧:有向图上的连线是有规定指向的,称作弧。
记作),(v v ji表明方向是从v i 点指向vj点。
29.弧的容量:对网络上的每条弧),(v v ji都给出一个最大的通过能力,称为该弧的容量,简写cij30.网络的最大流:网络中从发点到收点之间允许通过的最大流量。
31.流:加在网络各条弧上的一组负载量。
记fij32.零流:若网络上所有的fij=0,这个流称为零流。
33.割:指将容量网络中的发点和收点分割开,并使t s →的流中断的一组弧的集合。
34.割的容量:是组成它的集合中的各弧的容量之和,用),(-V V c 表示。
35.增广链:如果在网络的发点和收点之间能找到一条链,在这条链上所有指向为 s →t 的弧(称前向弧,记作μ+),存在f < c (非饱和);所有指向为 t →s 的弧(称后向弧,记为μ-),存在f > 0(非零),这样的链称增广链。
36.悬挂点:次为1的点为悬挂点。
37.悬挂边:与悬挂点关联的边称为悬挂边。
四、简答 2.2. 一些重要的网络不能按数的结构设计,这是为什么。