- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •ГЛАВА 1
- •1.1. Основное определение
- •1.2. Орграфы, псевдографы, мультиграфы и гиперграфы
- •1.3. Смежность
- •1.4. Изоморфизм графов
- •1.5. Элементы графов
- •1.6. Виды графов
- •1.7. Графы и отношения
- •1.8. Способы представления графов в памяти компьютера
- •ГЛАВА 2
- •2.1. Объединение графов и компоненты связности
- •2.2. Вершинная и реберная связность
- •2.3. Непересекающиеся цепи и разделяющие множества
- •2.4. Теорема Менгера
- •2.5. Теорема Холла
- •2.6. Связность в орграфах
- •2.7. Алгоритмы нахождения кратчайших путей
- •ГЛАВА 3
- •3.2. Потоки в сетях
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- •Приложение
В. А. Карнаухов |
Теория графов и сетей при моделировании |
|
процессов УВД. Учебное пособие. |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Берж, К. Теория графов и ее применения / К. Берж. – М. : Иностр. лит., 1962. – 320 с.
2.Глухих, И. Н. Основы теории УВД : учеб.-метод. пособие / И. Н. Глухих.
–Ульяновск : УВАУ ГА, 1998. – 29 с.
3.Евстигнеев, В. А. Применение теории графов в программировании / В. А. Евстигнеев. – М. : Наука, 1985. – 352 с.
4.Емеличев, В. А. Лекции по теории графов / В. А. Емеличев, О. И. Мельников и др. – М. : Наука, 1990. – 384 с.
5.Зыков, А. А. Основы теории графов / А. А. Зыков. – М. : Наука, 1987. –
382 с.
6.Кристофидес, Н. Теория графов, алгоритмический подход / Н. Кристофи-
дес. – М. : Мир, 1978. – 432 с.
7.Новиков, Ф. А. Дискретная математика для программистов : учеб. для вузов / Ф. А. Новиков. – 3-е изд. – СПб. : Питер, 2009. – 364 с.
8.Уилсон, Р. Введение в теорию графов / Р. Уилсон. – М. : Мир, 1977. – 207 с.
9.Харари, Ф. Теория графов / Ф. Харари. – М. : Мир, 1973. – 300 с.
© НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и), 2012 г |
59 |
В. А. Карнаухов |
|
|
|
|
|
|
|
|
Теория графов и сетей при моделировании |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
процессов УВД. Учебное пособие. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приложение |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Основные обозначения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Метаобозначения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Обозначение |
|
Смысл |
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
def |
|
|
|
|
По определению есть |
|
|
|
|
|
|
|
|
def |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
:= |
|
|
|
|
Положим равным |
|
|
|
|
|
|
|
|
с : (a b)/2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
= |
|
|
|
|
Равно |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 = 2,2 × 2 = 4 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Числовые множества |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Обозначение |
|
Название |
|
|
|
|
|
|
|
Пример |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
N |
|
|
|
Натуральные числа |
|
|
|
|
|
1, 2, 3 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Z |
|
|
|
Целые числа |
|
|
|
|
|
|
|
0, 1, –1, 2, –2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Q |
|
|
|
Рациональные числа |
|
|
1 |
, |
1 |
, |
553 |
, 2,718281828 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
113 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
R |
|
|
|
Вещественные числа |
|
|
|
|
|
|
1, 1,5, 2, , e |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Совокупности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Обозначение |
|
|
|
|
Применение |
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
{a1, …, an} |
|
Неупорядоченное множество различных элементов |
|
{1, 2, 3} |
|
|
|
|||||||||||||||
|
(a1, …, an) |
|
Упорядоченная |
последовательность |
однородных |
|
(0, 1, 0, 1) |
|
|
||||||||||||||
|
|
элементов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
A, B, C |
|
Упорядоченная |
последовательность |
разнородных |
|
R, |
, * |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
элементов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
a1, ..., an |
|
ментовУпорядоченная |
последовательность составных |
эле- |
|
a 01, b 10 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Операции с множествами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Обозначение |
|
|
|
|
Прочтение |
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
а А |
|
|
Элемент а принадлежит множеству А |
|
|
|
|
|
1 {1, 2, 3} |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
а |
|
А |
|
Элемент а не принадлежит множеству A |
|
4 |
|
{1, 2, 3}, |
|
|
Q |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||||
|
A B |
|
Множество A является подмножеством мно- |
|
|
|
|
{2, 3} {1, 2, 3} |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
жества В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
A B |
|
|
Объединение множеств A и В |
|
|
|
|
|
|
{1, 2} {2, 3} = {1, 2, 3} |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
© НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и), 2012 г |
60 |
В. А. Карнаухов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Теория графов и сетей при моделировании |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
процессов УВД. Учебное пособие. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозначение |
|
|
|
|
|
|
Прочтение |
|
|
|
Пример |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A B |
|
|
|
Пересечение множеств A и В |
|
{1, 2} {2, 3} = {2} |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A \ B |
|
|
|
|
Разность множеств A и В |
|
{1, 2} \ {2, 3} = {1} |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
A B |
|
Симметрическая разность множеств A и В |
{1, 2} {2, 3} = {1, 3} |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A B |
|
|
Прямое произведение множеств A и В |
{1, 2} × {2, 3} = |
|
||||||||||||||||
|
|
|
= {(1, 2), (1, 3), (2, 2), (2, 3)} |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пустое множество |
|
{ |
} |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
Мощность множества A |
|
|
|
{1,2} |
|
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Логические обозначения |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Обозначение |
|
|
|
|
|
Название |
|
|
Прочтение |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
P |
|
|
|
|
|
Отрицание |
|
|
Не P |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
P Q |
|
|
|
|
Дизъюнкция |
|
|
P или Q |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
P & Q |
|
|
|
|
Конъюнкция |
|
|
P и Q |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
P Q |
|
|
|
|
Импликация |
|
|
Если Р, то Q |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
x (P(x)) |
|
|
|
Квантор всеобщности |
|
Для всех x выполнено P(x) |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
x (P(x)) |
|
|
Квантор существования |
|
Существует x такой, что выполнено |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P(x) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Отношения |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Обозначение |
|
Название |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
R S |
|
Композиция отношений |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rn |
|
Степень отношения |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Матрица отношений |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отношение эквивалентности |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отношение порядка |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
< |
|
|
Отношение строгого линейного порядка |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отношение нестрогого линейного порядка |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Функции |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Обозначение |
|
|
|
|
Прочтение |
|
|
Примечание |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
f: A B |
|
|
|
Функция f из A в B |
|
|
f A B |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
b = f(a) |
|
b является значением функции f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для аргумента а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
© НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и), 2012 г |
61 |
В. А. Карнаухов |
|
|
|
|
Теория графов и сетей при моделировании |
||||
|
|
|
|
|
|
процессов УВД. Учебное пособие. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Обозначение |
|
Прочтение |
|
|
Примечание |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
f g |
|
Суперпозиция функций f и g |
|
|
(f g)(x) f (g(x)) |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
f –1 |
|
Обратная функция к f |
|
|
f –1 : B A |
|
||
|
Dom f |
Множество определения функции |
|
a Dom f ( b B(b f (a))) |
|
||||
|
|
f: A B |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Im f |
|
Множество значений функции |
|
b Im f ( a A (b f (a))) |
|
|||
|
|
f: |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. Групповые операции |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
Обозначение |
|
Прочтение |
|
Примечание |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
ai |
|
Сумма элементов a1, …, an |
|
ai |
a1 |
... an |
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
ai |
|
Произведение элементов a1, …, an |
|
ai |
a1 |
... an |
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
min(a1 , ..., an ) |
|
Минимальный из элементов a1, …, an |
|
min(a, b) a & min (a, b) b |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
max(a1 , ..., an ) |
|
Максимальный из элементов a1, …, an |
|
max(a, b) a & max (a, b) b |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
© НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и), 2012 г |
62 |
Учебное пособие
ТЕОРИЯ ГРАФОВ И СЕТЕЙ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПРОЦЕССОВ УВД
Составитель КАРНАУХОВ
ВЛАДИМИР АНАТОЛЬЕВИЧ
Редактор Е. А. Сиротина Компьютерная верстка И. А. Ерёмина
Подписано в печать 2010. Формат 60 90/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 4,0. Уч.-изд. л. 3,19.
Тираж Заказ
РИО и типография УВАУ ГА(И). 432071, г. Ульяновск, ул. Можайского, 8/8