- •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.
- •13.4. Функциональная полнота бф
- •13.3. Алгебра Жегалкина
- •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
Контрольные вопросы
Откуда произошло понятие алгоритма?
Приведите пять основных особенностей алгоритма, данные Д. Кнутом.
Приведите основные определения алгоритма.
Что такое алгоритмический процесс, шаг алгоритма, интуиция?
Что является основной особенностью алгоритма?
Какие типы данных используются в алгоритме?
Приведите пример виртуального представления алгоритма в виде «черного ящика».
Что такое правильный и неправильный алгоритмы?
Перечислите способы записей алгоритмов.
Что такое массовость и результативность алгоритма?
Что такое определенность алгоритма?
Поясните понятие «порочный круг».
Что такое детерминированность и корректность алгоритма?
Что такое алгоритмический язык и язык операндов?
Что такое имитирующие и эмпирические алгоритмы? Приведите примеры.
Что такое случайные и самоизменяющиеся алгоритмы?
Дайте определение эвристических алгоритмов и приведите примеры.
Что такое линейные, разветвляющиеся и циклические алгоритмы?
Что такое поисковые алгоритмы. Приведите примеры алгоритмов поиска в глубину и в ширину.
Приведите примеры следующих видов алгоритмов: логических; обработки данных; регулирования; эволюционных; оптимизации; решения задач вычислительной математики; проблемно-ориентированных; предметно-ориентированных; решения системных задач ЭВМ.
В чем заключаются алгоритмы сортировки?
Приведите пример представления псевдокода алгоритма.
Задания для самостоятельной работы
1. Следуя образцу (рис. 1.3), покажите, как работает алгоритм сортировки вставками для входной числовой последовательности А = (101, 71, 49, 66, 81, 38).
2. Предложите другой алгоритм сортировки по убыванию (возрастанию).
3. Постройте алгоритм поиска в глубину для нахождения максимального числа в массиве.
4. Запишите псевдокод алгоритма поиска в ширину нахождения минимального числа в массиве A = (2, 17, 33, 10, 22).
5. Приведите итерационный алгоритм нахождения максимального числа в массиве B = (20, 10, 40, 60, 30).
6. Постройте псевдокод последовательного алгоритма сортировки одномерного массива C = (55, 32, 20, 13, 48) по возрастанию.
7. Пусть задана матрица размера 3 4. Запишите псевдокод для нахождения суммы элементов главной диагонали.
8. Пусть задана матрица размера 3 4. Запишите псевдокод для нахождения суммы элементов первой строки и четвертого столбца.
Алгоритм - это набор правил, указывающих определенные действия, в результате которых входные данные преобразуются в выходные.
Все действия в живой и неживой природе можно описать с помощью алгоритмов.
Глава 10. Универсальные алгоритмические модели
Природа устроена рационально, а все явления протекают по точному и неукоснительному плану, который, в конечном счете, является математическим.
Аристотель
Виды универсальных алгоритмов, абстрактный алфавит, числовая функция, машина Тьюринга, графическая схема алгоритма, структурная схема алгоритма, логическая схема алгоритма, алгоритмы Маркова, алгоритмы Ван-Хао, словесное описание алгоритма
ЦЕЛИ
Освоив эту главу, учащиеся должны уметь и знать:
Строить алгоритмические модели;
Составлять логическую схему алгоритма;
Записывать графическую схему алгоритма;
Составлять структурную схему алгоритма;
Записывать словесную схему алгоритма;
Выполнять преобразования на основе алгоритмов Маркова и Ван-Хао.
