- •Глава 16. Специальные циклы и метрика графов 345
- •Глава 17. Графовые инварианты 404
- •Введение
- •Цели и задачи преподавания дисциплины «дискретная математика»
- •Модуль 1. Основы Теории множеств (2 кредита)
- •Комплексная цель и задачи изучения модуля
- •Глава 1. Исчисление множеств
- •1.1. Понятие множества
- •1.2. Способы задания множеств
- •1.3. Подмножество
- •2. Пустое множество не имеет собственных и истинных подмножеств.
- •3. Одноэлементное множество имеет два подмножества - сaмo себя и , т.Е. Не имеет собственных подмножеств.
- •Множество – это многое, мыслимое как единое.
- •Глава 2. Операции над множествами
- •2.1. Объединение множеств
- •2.2. Пересечение множеств
- •2.3. Разность множеств
- •2.4. Дополнение множества
- •2.5. Тождества алгебры множеств
- •2.6. Доказательства тождеств с множествами
- •Глава 3. Упорядоченные множества
- •3.1. Кортеж (Упорядоченное множество)
- •3.2. Декартово произведение
- •3.3. Операция проектирования множеств
- •3.4. График
- •Декартово произведение множеств позволяет перейти к графическому представлению упорядоченных множеств.
- •Глава 4. Отношения
- •4.1. Основные понятия отношений
- •4.2. Основные свойства отношений
- •4.3. Операции над отношениями
- •4.4. Основные свойства специальных отношений
- •4.5. Разбиение множеств
- •4.6. Отношение порядка
- •Использование отношений позволяет строить модели взаимосвязей между любыми обьектами в природе.
- •5. Соответствия
- •5.1. Определение соответствия
- •5.2. Операции над соответствиями
- •5.3. Понятия образа и прообраза при соответствии
- •5.4. Доказательства тождеств с соответствиями
- •5.5. Основные свойства соответствий
- •5.6. Функция
- •Глава 6. Упорядоченные бесконечные множества
- •6.1. Основные сведения об упорядоченных бесконечных множествах
- •6.2. Проблема континуума
- •Глава 7. Основные понятия теории мультимножеств
- •7.1. Понятие мультимножества
- •7.2. Операции над мультимножествами
- •Возможность многократного вхождения элементов в мультимножество создает новое качество и позволяет расширить класс описываемых, анализируемых и синтезируемых математических объектов.
- •8. Нечеткие множества
- •8.1. Нечеткие высказывания
- •8.2. Операции над нечеткими множествами
- •8.3. Нечеткие отношения и соответствия
- •Тестовые задания к модулю 1
- •24. Множество называется графиком, если каждый его элемент ...
- •25. Соответствие может быть задано … способом.
- •Критерии оценки
- •Нечеткие и приближенные высказывания, множества, соответствия и отношения позволяют формально задавать расплывчатую информацию в виде, удобном для обработки на эвм.
- •Глоссарий к модулю 1
- •Глава 1.
- •Глава 2.
- •Глава 3.
- •Глава 4.
- •Глава 5.
- •Глава 6.
- •Глава 7.
- •Глава 8.
- •Галилей Модуль 2. Основы теории алгоритмов (1,5 кредита) Комплексная цель и задачи изучения модуля
- •Глава 9. Введение в теорию алгоритмов
- •9.1. Понятие алгоритма
- •9.2. Основные свойства алгоритмов
- •9.3. Классификация алгоритмов
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •10.1. Преобразование слов в произвольных абстрактных алфавитах
- •10.2. Числовые функции
- •10.3. Построение алгоритмов по принципу «разделяй и властвуй»
- •10.4. Представление алгоритма в виде детерминированного устройства
- •10.5. Универсальные схемы алгоритмов
- •10.5. “Жадные” алгоритмы
- •10.6. Нечеткие (расплывчатые) алгоритмы
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •11.1. Анализ алгоритмов
- •11.2. Сложность алгоритмов
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания к модулю 2
- •Критерии оценки
- •Модуль 3. Алгебра логики (1,5 кредита) Комплексная цель и задачи изучения модуля
- •Глава 12. Элементы алгебры логики
- •12.1. Логические функции
- •12.2. Основные логические тождества и законы
- •12.3. Булевы функции одной и двух переменных
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •13.1. Дизъюнктивная и конъюнктивная нормальные формы
- •13.2. Способы перехода от нормальных к совершенным нормальным формам
- •2. Графический способ.
- •13.3. Алгебра Жегалкина
- •13.4. Функциональная полнота бф
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •14.1. Реализация булевых функций
- •14.2. Минимизация булевых функций
- •14.3. Карты Карно
- •14.4. Метод Квайна - Мак-Класски
- •14.5. Переход от бф к простейшим комбинационным схемам
- •Контрольные вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •Критерии оценки
- •Глоссарий к модулю 3
- •Модуль 4. Основы Теории графОв (2 кредита) Комплексная цель и задачи изучения модуля
- •Глава 15. Введение в теорию графов
- •15.1. Способы задания графов и виды графов
- •15.1.1. Способы задания графов
- •15.1.2. Виды графов
- •15.1.3. Нечеткие неориентированные графы
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •15.2. Маршруты, цепи, циклы
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •При моделировании систем модели и алгоритмы нахождения маршрутов, цепей, циклов, разрезов, связности графов позволяют строить эффективные алгоритмы преобразования графов.
- •15.3. Нахождение кратчайших маршрутов (цепей)
- •15.3.1. Алгоритм Форда
- •15.3.2. Алгоритм Дейкстры
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •Алгоритмы Форда и Дейкстры являются эффективным способом определения кратчайшей по стоимости цепи между двумя вершинами графа.
- •Глава 16. Специальные циклы и метрика графов
- •16.1. Эйлеровы и гамильтоновы цепи и циклы
- •16.1.1. Связь между эйлеровыми и гамильтоновыми графами
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •16.2. Алгоритмы построения гамильтонова цикла
- •16.2.1. Алгоритм Робертса ─ Флореса
- •16.2.2. Алгебраический метод
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •16.3. Задача о коммивояжере и алгоритмы ее решения
- •16.3.1. Алгоритм Хелда и Карпа
- •16.3.2. Геометрический метод решения
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •16.4. Расстояния на графах
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •16.5. Деревья
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 17. Графовые инварианты
- •17.1. Цикломатическое и хроматическое числа графа
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •17.2. Числа внутренней и внешней устойчивости графа
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •Числа внутренней и внешней устойчивости относятся к инвариантам графа. Они позволяют определить специальные группы вершин в графах.
- •17.3. Планарность графов
- •17.3.1. Плоские и планарные графы
- •17.3.2. Эвристики для определения планарности
- •17.3.3. Минимизация пересечений ребер графов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •17.4. Ориентированные графы
- •17.4.1. Способы задания
- •17.4.2. Решение стандартных графовых задач с использованием орграфов
- •17.4.3. Выделение сильносвязных компонент
- •17.4.4. Нечеткие ориентированные графы
- •Примеры решения задач
- •Вопросы
- •Задания для самостоятельной работы
- •175 Гиперграфы
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания к модулю 4
- •Критерии оценки
- •Глоссарий к модулю 4 Глоссарий к главе 1
- •Глоссарий к главе 2
- •Глоссарий к главе 3
- •Библиографический комментарий
- •Литература
- •Заключение
- •Приложение 1
- •Учебное издание Гладков Леонид Анатольевич, Курейчик Владимир Викторович, Курейчик Виктор Михайлович
Библиографический комментарий
Книги – корабли мысли, странствуюшие по волнам времени и бережно несущие свой драгоценный груз от поколения к поколению.
Ф. Бэкон
Модуль 1.
Задачам теории множеств посвящена обширная библиография, привести которую авторы не считают необходимым. Авторы при написании данного учебного пособия использовали концепции построения и описания множеств, приведенные в книге Шихановича [1]. Энциклопедической монографией по части 1 является классический труд группы известных французских математиков под псевдонимом Бурбаки [2]. Она может быть использована для углубления знаний, полученных при изучении данного пособия.
Различным аспектам теории множеств посвящены книги [3 – 10]. Всевозможные операции над множествами и большое количество примеров приведено в книгах [1, 3, 8 - 10]. Более подробный материал по упорядоченным множествам и кортежам можно найти в книгах [1, 2, 8 - 13]. Сведения об отношениях в том или ином объеме включены в множество книг по теоретико-множественной тематике. Различные способы представления отношений описаны в книгах [1, 2, 8 - 11].
Наиболее полно вопросы представления соответствий и примеры представления и преобразования соответствий даны в монографии Шихановича [1]. Материал по бесконечным множествам наиболее удачно для студентов описан в книгах [1, 2, 12, 13, 23]. Понятие мультимножества является относительно новым и более полно описано в монографии Петровского [14].
Основателем теории нечетких множеств является Заде [15]. Для подробного изучения теории нечетких множеств рекомендуем следующую литературу [11, 16 - 20]. Различные разделы дискретной математики описаны на доступном языке в учебнике [21,22].
Вопросы посвященные приближенным множествам подробно описаны в книге [24].
Модуль 2.
Задачам теории алгоритмов посвящена обширная библиография. Авторы при написании данного учебного пособия использовали концепции классического учебника Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. «Алгоритмы: построение и анализ». Он является энциклопедической монографией по дискретной математике. Кроме того, этот учебник может быть использован для углубления знаний, полученных при изучении данного пособия [25], Авторы советуют также книги О.П. Кузнецова «Дискретная математика для инженеров» [7, 26], Сигорского В.П. «Математический аппарат инженера», а также методические разработки по теории алгоритмов авторов данного пособия [27,42-44].
Различным аспектам теории алгоритмов посвящены книги [28 – 31,35,45]. Всевозможные описания типов универсальных алгоритмических моделей приведены в учебном пособии Гладков Л.А., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Основы теории алгоритмов [27]. Более подробный материал по нечетким моделям и алгоритмам можно найти в книгах [17-20,32].
Наиболее полно примеры и задачи с решениями приведены в книге Шапорева [33] и учебном пособии авторов [27].
В книге [34] изложены методы и средства теории алгоритмов. Освещены основные математические свойства теории алгоритмов, необходимые для реальной практической деятельности.
В учебнике Дж. Макконелла [35] обсуждаются алгоритмы решения распространенных задач программирования: сортировки, сравнения с образцом, на графах, поиска и выборки и др.
Фундаментальный учебник Д.А. Андерсона [8] по дискретной математике подробно рассматривает вопросы логики, исчисления предикатов, алгоритмов и рекурсии. Особое внимание уделено теории доказательств. Книга содержит большое количество примеров и упражнений.
Сведения о комбинаторике в том или ином объеме включены в множество книг по дискретной математике.
Модуль 4.
В книге [34] приведены методы и средства дискретной математики как инструментарий при обработке информации на ЭВМ. Книга удобна для студентов, так как содержит обширный материал по решению задач, особенно в разделе по теории графов.
В книге [35] широко обсуждаются практические алгоритмы на графах. Книга будет особенно интересна студентам, так как содержит описание реальных программ для решения графовых задач.
Книга [8] – это современный классический учебник по дискретной математике. Особое внимание уделено теории доказательств. Материал сопровождается многочисленными примерами и упражнениями, особенно по теории графов.
Книгу [30] можно рассматривать как справочник по графовым и сортировочным алгоритмам. Для студентов интерес может представлять наличие программ.
Пособие [47] можно рекомендовать для студентов с углубленной математичской подготовкой. В нем в сжатой форме приведены основные разделы теории графов с задачами.
В книге [48] представлено систематизированное введение в теорию графов с доказательствами теорем и примерами.
Учебник [3] является единым методически взаимосвязанным курсом. Особый интерес для студентов может представлять раздел по графам и мографам, ориентированный на практическое применение в области информационных технологий.
Книга [49] представляет интерес для студентов тем, что авторы показали связь общей теории сетей с прикладными задачами на графах различного вида.
В учебном пособии [50] с методической точки зрения излагается теория графов. Особый интерес для студентов представляет сведение прикладных практических задач к задачам теории графов.
Учебное пособие [51] ориентировано на студентов технических вузов с хорошей математической подготовкой.
Книга [24] ориентирована на инженеров в области информационных технологий. Особое внимание уделено оптимизационным задачам на графах, имеющим практическое применение.
В монографии [52] изложены фундаментальные основы ИКТ с применением теории графов. Интерес для студентов может представлять наличие программных кодов для решения основных графовых задач.
В книге [53] с математической точки зрения рассматривается решение важнейшей теоретической и практической задачи: «сколько существует графов». Интерес для студентов представляет обзор решенных и нерешенных задач, перечисления графов.
Книга [54] дает полное представление о направлениях исследований в теории графов, приводятся упражнения и нерешенные задачи.
В книге [55] приводится множество интересных приложений теории графов в различных областях науки и техники.
В учебном пособии [56] особое внимание уделено алгоритмическим методам теории графов.
Основное внимание в учебнике [57] уделено алгебраическим методам анализа графов, ориентированным на практические инженерные задачи.
Книгу [58] можно использовать как справочное руководство по современной теории графов.
В книге [59] описаны основы теории графов и ее применение к сетям в ЭВМ.
Также при изучении теории графов студентам могут быть полезны книги, приведенные в дополнительном списке литературы.
