Что такое весовая матрица в информатике

Весовая матрица это в информатике

В случае ориентированного графа с n вершинами и m дугами элемент матрицы инцидентности равен:

Строки матрицы также соответствуют вершинам, а столбцы — дугам.

Матрица инцидентности однозначно определяет структуру графа (см. рис. 1.1. а—в, д-ж). В каждом столбце матрицы B ровно две единицы. Равных столбцов нет.

Недостаток данного представления состоит в том, что требуется n m единиц памяти, большинство из которых будет занято нулями. Не всегда удобен доступ к информации. Например, для ответа на вопросы “есть ли в графе дуга (x, y)?” или “к каким вершинам ведут ребра из вершины x?” может потребоваться перебор всех столбцов матрицы.

Ответ или решение 3

Матрица это некоторая структура, в которой каждый элемент занимает определённую позицию. Например, в матрице

элемент 9 занимает позицию [3,3].

Двоичная матрица это матрица, в который каждый элемент может принимать либо значение «0», либо значение «1».

Итак, граф — это (непустое) множество вершин и множество соединяющих их ребер. Эта структура естественно появляется тогда, когда в задаче есть несколько однотипных объектов и каждый из них может быть связан с произвольным количеством других объектов. В качестве объектов могут быть железнодорожные станции, маршрутизаторы локальных и глобальных сетей и т.п. В первом случае ребра графа — это дороги между станциями, во втором — каналы связи (кабельные, оптоволоконные, спутниковые и т.д.).

Для человека наиболее естественно использовать изображения графов (рисунки, схемы) для объяснения связей между элементами какой-то системы. Поскольку информатика занимается автоматической обработкой данных с помощью компьютеров, сразу возникает вопрос: “Как представить информацию о графе в памяти компьютера?” Хранить ее в виде рисунка (растрового или векторного) неэффективно, потому что рисунок предназначен для восприятия человеком, а не компьютером.

Компьютеру удобнее всего хранить информацию в виде таблиц (массив тоже можно считать простейшей таблицей). Для описания графа часто используют квадратную таблицу, которая описывает все возможные связи между узлами (без учета дублирования). Если, например, на пересечении строки Aи столбца Bзаписано число 1, это означает, что есть ребро, соединяющее вершины Aи B; число 0 в этой ячейке означает, что такого ребра нет. Такую таблицу называют матрицей смежности. На рисунке показанаи схема дорог, соответствующий ей

граф и его матрица смежности:

Единица на главной диагонали (выделенной серым цветом) показывает, что в графе есть петля — ребро, которое начинается и заканчивается в одной и той же вершине.

Обратите внимание, что матрица смежности симметрична относительно главной диагонали, то есть если существует ребро из вершины Aв вершину B, то существует и ребро из Bв A. Такой граф называют неориентированным — ребра не имеют направления и каждое из них учтено в матрице смежности дважды.

Во многих практических задачах (например, при определении кратчайшего пути из одной вершины в другую) важную роль играет не только наличие связей между вершинами, но и “длины” этих связей, которые в теории графов называют “весами” (от слова “вес”). Весом может быть, например, длина дороги или стоимость авиаперелета. В этом случае вместо матрицы смежности используют весовую матрицу, в клетках которой записывают веса ребер, а если ребра нет, то клетку оставляют пустой. На рисунке показана схема, на которой указаны длины дорог, соответствующий ей граф и его весовая матрица:

Заметим, что весовая матрица никак не определяет взаимное расположение вершин. Например, рассмотренный выше граф можно нарисовать совсем иначе, например, так:

Однако с точки зрения теории графов это будет тот же самый граф, поскольку весовая матрица не изменилась. По аналогии можно вспомнить, что в математике записи 0,5, 1/2, 3/6 и 5/10 обозначают одно и то же число.

Что можно выяснить с помощью весовой матрицы? Во-первых, определить, есть ли ребро между двумя заданными вершинами, и если есть, какова его длина (вес). Для этого достаточно посмотреть в соответствующую ячейку. Например, значение, выделенное кружком на рисунке, показывает, что между вершинами Bи Cесть ребро с весом 5:

Предполагая, что веса ребер обозначают расстояния между вершинами, можно определить длину пути, проходящего через заданные вершины, — сумму длин ребер, составляющих этот путь. В данном случае длина замкнутого пути ABCDAскладывается из длин ребер AB, BC, CDи DA, которые определяются по таблице. Получаем: 3 + 5 + 6 + 4 = 18.

Наконец, полезно научиться рисовать граф по заданной весовой матрице. Нужно только помнить, что это можно сделать разными способами.

Для последней приведенной матрицы рисунок может быть, например, таким:

Вопросы и задачи:

1) Как по весовой матрице графа определить количество ребер (количество петель)?

2) Как можно обозначить отсутствие связи между вершинами при хранении весовой матрицы в памяти реального компьютера (рассмотрите разные варианты)?

3) Для каждой приведенной ниже весовой матрицы:

· определите вес ребра между вершинами Bи D(если оно есть);

· предполагая, что веса ребер обозначают расстояния между вершинами, определите длину пути ABDCEA;

· укажите, какой из трех путей — ABDC, ADECили AEBC— самый короткий, а какой самый длинный:

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Студент — человек, постоянно откладывающий неизбежность. 11388 — | 7617 — или читать все.

Источник

Задание 4 ОГЭ информатика

Объяснение 4 задания ОГЭ по информатике

Графы

Иногда очень трудно структурировать информацию описанными структурами из-за сложных «взаимоотношений» между объектами. Тогда можно использовать графы:

Граф – это набор вершин и связей между ними, называющихся рёбрами:

Граф, отображающий дороги между поселками

Матрица и список смежности

Связный граф – это граф, между любыми вершинами которого существует путь.

Дерево — связный граф без циклов

Взвешенные графы и весовая матрица

У взвешенных графов указан «вес ребра»:

Из взвешенных графов получается весовая матрица, обратное преобразование тоже возможно.

Поиск кратчайшего пути (перебор)

Определение кратчайшего пути между пунктами A и D

ОГЭ информатика разбор задания 4

Подробный видеоразбор по ОГЭ 4 задания:

Рассмотрим, как решать 4 задание по информатике ОГЭ.

В таблице приведена стоимость перевозок между соседними железнодорожными станциями, укажите схему, соответствующую таблице:

A	B	C	D	E
A	2	7	4
B	2
C	7	3	5
D	3	3
E	4	5	3

Ответ: 3

На схеме приведена стоимость перевозок между соседними железнодорожными станциями, укажите таблицу, соответствующую схеме:

A	B	C	D	E	F
A	3	2	2
B	3	3	5	4
C	3	3	5
D	3	2
E	5	5	2
F	2	4

2.

A	B	C	D	E	F
A	3	2
B	3	3	5	4
C	3	2	5
D	2	3
E	5	5	3
F	2	4

3.

A	B	C	D	E	F
A	3	2
B	3	3	5	4
C	3	2	5
D	2
E	5	5	3
F	2	4	3

4.

A	B	C	D	E	F
A	3	2
B	3	3	5	4
C	3	2	3
D	2	5
E	5	3	5
F	2	4

Ответ: 2

В таблице приведена стоимость перевозок между соседними железнодорожными станциями. Укажите таблицу, для которой минимальное расстояние от точки A до точки F больше 8.

A	B	C	D	E	F
A	2	3
B	2	5	5
C	3	4
D	5	4	2
E	5	3
F	2	3

2.

A	B	C	D	E	F
A	3	4
B	4	2	2
C	3	4	4
D	4	2
E	4	2
F	2	2

3.

A	B	C	D	E	F
A	3	5
B	4	2
C	1	2
D	3	4
E	5	1	4
F	2	2	4

4.

A	B	C	D	E	F
A	2	3
B	2	5	5
C	5	3
D	3	3
E	5	3	2
F	3	2

Ответ: 1

Между населёнными пунктами А, В, С, D, Е, F построены дороги, протяжённость которых (в километрах) приведена в таблице:

A	B	C	D	E	F
A	5	5	4
B	5	2
C	5	2	1
D	4	1	3
E	1	1
F	1	3	1

Определите длину кратчайшего пути между пунктами А и F. Передвигаться можно только по дорогам, протяжённость которых указана в таблице.

Ответ: 2

Между населёнными пунктами A, B, C, D, E построены дороги, протяжённость которых (в километрах) приведена в таблице.

Определите длину кратчайшего пути между пунктами A и Е, проходящего через пункт С.
Передвигаться можно только по дорогам, протяжённость которых указана в таблице. Каждый пункт можно посетить только один раз.

Источник

Содержание урока

Взвешенный граф

Взвешенный граф

Если в нашем примере нас заинтересует не только наличие дорог между посёлками, но ещё и расстояния между ними, каждой связи нужно сопоставить число — вес ребра (рис. 3.22).

Взвешенный граф — это граф, с каждым ребром которого связано некоторое число — вес ребра.

Весом может быть не только расстояние, но и, например, стоимость проезда или другая величина.

Так же как и матрица смежности, весовая матрица симметрична относительно диагонали.

Что означают пустые ячейки в весовой матрице?

Как по весовой матрице сразу определить, сколько рёбер в графе?

Определите по весовой матрице (рис. 3.24) длины путей ADBEC, ABDCE, DEBAC. Как вы рассуждали?

Следующая страница Оптимальный путь в графе

Cкачать материалы урока

Источник

Описание графа

Итак, граф — это (непустое) множество вершин и множество соединяющих их ребер. Эта структура естественно появляется тогда, когда в задаче есть несколько однотипных объектов и каждый из них может быть связан с произвольным количеством других объектов. В качестве объектов могут быть железнодорожные станции, маршрутизаторы локальных и глобальных сетей и т.п. В первом случае ребра графа — это дороги между станциями, во втором — каналы связи (кабельные, оптоволоконные, спутниковые и т.д.).

Для человека наиболее естественно использовать изображения графов (рисунки, схемы) для объяснения связей между элементами какой-то системы. Поскольку информатика занимается автоматической обработкой данных с помощью компьютеров, сразу возникает вопрос: “Как представить информацию о графе в памяти компьютера?” Хранить ее в виде рисунка (растрового или векторного) неэффективно, потому что рисунок предназначен для восприятия человеком, а не компьютером.

Компьютеру удобнее всего хранить информацию в виде таблиц (массив тоже можно считать простейшей таблицей). Для описания графа часто используют квадратную таблицу, которая описывает все возможные связи между узлами (без учета дублирования). Если, например, на пересечении строки Aи столбца Bзаписано число 1, это означает, что есть ребро, соединяющее вершины Aи B; число 0 в этой ячейке означает, что такого ребра нет. Такую таблицу называют матрицей смежности. На рисунке показанаи схема дорог, соответствующий ей

граф и его матрица смежности:

Единица на главной диагонали (выделенной серым цветом) показывает, что в графе есть петля — ребро, которое начинается и заканчивается в одной и той же вершине.

Обратите внимание, что матрица смежности симметрична относительно главной диагонали, то есть если существует ребро из вершины Aв вершину B, то существует и ребро из Bв A. Такой граф называют неориентированным — ребра не имеют направления и каждое из них учтено в матрице смежности дважды.

Во многих практических задачах (например, при определении кратчайшего пути из одной вершины в другую) важную роль играет не только наличие связей между вершинами, но и “длины” этих связей, которые в теории графов называют “весами” (от слова “вес”). Весом может быть, например, длина дороги или стоимость авиаперелета. В этом случае вместо матрицы смежности используют весовую матрицу, в клетках которой записывают веса ребер, а если ребра нет, то клетку оставляют пустой. На рисунке показана схема, на которой указаны длины дорог, соответствующий ей граф и его весовая матрица:

Заметим, что весовая матрица никак не определяет взаимное расположение вершин. Например, рассмотренный выше граф можно нарисовать совсем иначе, например, так:

Однако с точки зрения теории графов это будет тот же самый граф, поскольку весовая матрица не изменилась. По аналогии можно вспомнить, что в математике записи 0,5, 1/2, 3/6 и 5/10 обозначают одно и то же число.

Что можно выяснить с помощью весовой матрицы? Во-первых, определить, есть ли ребро между двумя заданными вершинами, и если есть, какова его длина (вес). Для этого достаточно посмотреть в соответствующую ячейку. Например, значение, выделенное кружком на рисунке, показывает, что между вершинами Bи Cесть ребро с весом 5:

Предполагая, что веса ребер обозначают расстояния между вершинами, можно определить длину пути, проходящего через заданные вершины, — сумму длин ребер, составляющих этот путь. В данном случае длина замкнутого пути ABCDAскладывается из длин ребер AB, BC, CDи DA, которые определяются по таблице. Получаем: 3 + 5 + 6 + 4 = 18.

Наконец, полезно научиться рисовать граф по заданной весовой матрице. Нужно только помнить, что это можно сделать разными способами.

Для последней приведенной матрицы рисунок может быть, например, таким:

Вопросы и задачи:

1) Как по весовой матрице графа определить количество ребер (количество петель)?

2) Как можно обозначить отсутствие связи между вершинами при хранении весовой матрицы в памяти реального компьютера (рассмотрите разные варианты)?

3) Для каждой приведенной ниже весовой матрицы:

· определите вес ребра между вершинами Bи D(если оно есть);

· предполагая, что веса ребер обозначают расстояния между вершинами, определите длину пути ABDCEA;

· укажите, какой из трех путей — ABDC, ADECили AEBC— самый короткий, а какой самый длинный:

Источник

Весовая матрица это в информатике

В случае ориентированного графа с n вершинами и m дугами элемент матрицы инцидентности равен:

Строки матрицы также соответствуют вершинам, а столбцы — дугам.

Матрица инцидентности однозначно определяет структуру графа (см. рис. 1.1. а—в, д-ж). В каждом столбце матрицы B ровно две единицы. Равных столбцов нет.

Недостаток данного представления состоит в том, что требуется n m единиц памяти, большинство из которых будет занято нулями. Не всегда удобен доступ к информации. Например, для ответа на вопросы “есть ли в графе дуга (x, y)?” или “к каким вершинам ведут ребра из вершины x?” может потребоваться перебор всех столбцов матрицы.

Ответ или решение 3

Матрица это некоторая структура, в которой каждый элемент занимает определённую позицию. Например, в матрице

элемент 9 занимает позицию [3,3].

Двоичная матрица это матрица, в который каждый элемент может принимать либо значение «0», либо значение «1».

Итак, граф — это (непустое) множество вершин и множество соединяющих их ребер. Эта структура естественно появляется тогда, когда в задаче есть несколько однотипных объектов и каждый из них может быть связан с произвольным количеством других объектов. В качестве объектов могут быть железнодорожные станции, маршрутизаторы локальных и глобальных сетей и т.п. В первом случае ребра графа — это дороги между станциями, во втором — каналы связи (кабельные, оптоволоконные, спутниковые и т.д.).

Для человека наиболее естественно использовать изображения графов (рисунки, схемы) для объяснения связей между элементами какой-то системы. Поскольку информатика занимается автоматической обработкой данных с помощью компьютеров, сразу возникает вопрос: “Как представить информацию о графе в памяти компьютера?” Хранить ее в виде рисунка (растрового или векторного) неэффективно, потому что рисунок предназначен для восприятия человеком, а не компьютером.

Компьютеру удобнее всего хранить информацию в виде таблиц (массив тоже можно считать простейшей таблицей). Для описания графа часто используют квадратную таблицу, которая описывает все возможные связи между узлами (без учета дублирования). Если, например, на пересечении строки Aи столбца Bзаписано число 1, это означает, что есть ребро, соединяющее вершины Aи B; число 0 в этой ячейке означает, что такого ребра нет. Такую таблицу называют матрицей смежности. На рисунке показанаи схема дорог, соответствующий ей

граф и его матрица смежности:

Единица на главной диагонали (выделенной серым цветом) показывает, что в графе есть петля — ребро, которое начинается и заканчивается в одной и той же вершине.

Обратите внимание, что матрица смежности симметрична относительно главной диагонали, то есть если существует ребро из вершины Aв вершину B, то существует и ребро из Bв A. Такой граф называют неориентированным — ребра не имеют направления и каждое из них учтено в матрице смежности дважды.

Во многих практических задачах (например, при определении кратчайшего пути из одной вершины в другую) важную роль играет не только наличие связей между вершинами, но и “длины” этих связей, которые в теории графов называют “весами” (от слова “вес”). Весом может быть, например, длина дороги или стоимость авиаперелета. В этом случае вместо матрицы смежности используют весовую матрицу, в клетках которой записывают веса ребер, а если ребра нет, то клетку оставляют пустой. На рисунке показана схема, на которой указаны длины дорог, соответствующий ей граф и его весовая матрица:

Заметим, что весовая матрица никак не определяет взаимное расположение вершин. Например, рассмотренный выше граф можно нарисовать совсем иначе, например, так:

Однако с точки зрения теории графов это будет тот же самый граф, поскольку весовая матрица не изменилась. По аналогии можно вспомнить, что в математике записи 0,5, 1/2, 3/6 и 5/10 обозначают одно и то же число.

Что можно выяснить с помощью весовой матрицы? Во-первых, определить, есть ли ребро между двумя заданными вершинами, и если есть, какова его длина (вес). Для этого достаточно посмотреть в соответствующую ячейку. Например, значение, выделенное кружком на рисунке, показывает, что между вершинами Bи Cесть ребро с весом 5:

Предполагая, что веса ребер обозначают расстояния между вершинами, можно определить длину пути, проходящего через заданные вершины, — сумму длин ребер, составляющих этот путь. В данном случае длина замкнутого пути ABCDAскладывается из длин ребер AB, BC, CDи DA, которые определяются по таблице. Получаем: 3 + 5 + 6 + 4 = 18.

Наконец, полезно научиться рисовать граф по заданной весовой матрице. Нужно только помнить, что это можно сделать разными способами.

Для последней приведенной матрицы рисунок может быть, например, таким:

Вопросы и задачи:

1) Как по весовой матрице графа определить количество ребер (количество петель)?

2) Как можно обозначить отсутствие связи между вершинами при хранении весовой матрицы в памяти реального компьютера (рассмотрите разные варианты)?

3) Для каждой приведенной ниже весовой матрицы:

· определите вес ребра между вершинами Bи D(если оно есть);

· предполагая, что веса ребер обозначают расстояния между вершинами, определите длину пути ABDCEA;

· укажите, какой из трех путей — ABDC, ADECили AEBC— самый короткий, а какой самый длинный:

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Студент — человек, постоянно откладывающий неизбежность. 11388 — | 7617 — или читать все.

Источник