Definice 7.2. Nejmenší přirozené číslo k, pro které je graf G k-obarvitelný, se nazývá chromatické číslo (barevnost) grafu G a značí se χ(g).

Podobné dokumenty
Definice 9.4. Nedeterministický algoritmus se v některých krocích může libovolně rozhodnout pro některé z několika možných různých pokračování.

Složitost Filip Hlásek

Předpokládané znalosti: v rozsahu KMA/DMA Diskrétní matematika. Skripta DMA: - R J. Holenda, Z. Ryjáček: Lineární algebra II - Skripta

Složitost. Teoretická informatika Tomáš Foltýnek

3. Třídy P a NP. Model výpočtu: Turingův stroj Rozhodovací problémy: třídy P a NP Optimalizační problémy: třídy PO a NPO MI-PAA

Definice 1 eulerovský Definice 2 poloeulerovský

IV. Základní pojmy matematické analýzy IV.1. Rozšíření množiny reálných čísel

Z. Sawa (VŠB-TUO) Teoretická informatika 11. prosince / 63

Teoretická informatika průběh výuky v semestru 1

Složitost 1.1 Opera ní a pam ová složitost 1.2 Opera ní složitost v pr rném, nejhorším a nejlepším p ípad 1.3 Asymptotická složitost

VLASTNOSTI GRAFŮ. Doc. RNDr. Josef Kolář, CSc. Katedra teoretické informatiky, FIT České vysoké učení technické v Praze. BI-GRA, LS 2010/2011, Lekce 5

Algoritmus. Přesné znění definice algoritmu zní: Algoritmus je procedura proveditelná Turingovým strojem.

Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Czech Technical University in Prague

TGH12 - Problém za milion dolarů

VLASTNOSTI GRAFŮ. Vlastnosti grafů - kap. 3 TI 5 / 1

Zdůvodněte, proč funkce n lg(n) roste alespoň stejně rychle nebo rychleji než než funkce lg(n!). Symbolem lg značíme logaritmus o základu 2.

Třída PTIME a třída NPTIME. NP-úplnost.

Grafy. RNDr. Petra Surynková, Ph.D. Univerzita Karlova v Praze Matematicko-fyzikální fakulta.

Teorie grafů Jirka Fink

Operační výzkum. Síťová analýza. Metoda CPM.

(viztakéslidyktétopřednášce...) Poznámka. Neudělali jsme vše tak podrobně, jak je to v zápisu.

H {{u, v} : u,v U u v }

Princip funkce počítače

Diskrétní matematika. DiM /01, zimní semestr 2018/2019

Limita posloupnosti, limita funkce, spojitost. May 26, 2018

Vrcholová barevnost grafu

Třídy složitosti P a NP, NP-úplnost

PŘÍJMENÍ a JMÉNO: Login studenta: DATUM:

PŘEDNÁŠKA 2 POSLOUPNOSTI

Vybíravost grafů, Nullstellensatz, jádra

NP-úplnost problému SAT

TGH09 - Barvení grafů

10. Složitost a výkon

p 2 q , tj. 2q 2 = p 2. Tedy p 2 je sudé číslo, což ale znamená, že

5 Orientované grafy, Toky v sítích

Úvod do vybíravosti grafů, Nullstellensatz, polynomiální metoda

Výpočetní složitost I

Kostry. 9. týden. Grafy. Marie Demlová (úpravy Matěj Dostál) 16. dubna 2019

Barevnost grafů MFF UK

4. NP-úplné (NPC) a NP-těžké (NPH) problémy

Od Turingových strojů k P=NP

Turingovy stroje. Teoretická informatika Tomáš Foltýnek

59. ročník Matematické olympiády 2009/2010

Euklidovský prostor. Funkce dvou proměnných: základní pojmy, limita a spojitost.

Věta o dělení polynomů se zbytkem

Teoretická informatika Tomáš Foltýnek Barvení grafů Platónská tělesa

ALGEBRA. Téma 5: Vektorové prostory

Formalisace intuitivního pojmu algoritmus

Algoritmy I. Číselné soustavy přečíst!!! ALGI 2018/19

Limita a spojitost LDF MENDELU

Automaty a gramatiky(bi-aag) Formální překlady. 5. Překladové konečné automaty. h(ε) = ε, h(xa) = h(x)h(a), x, x T, a T.

Obsah přednášky. programovacího jazyka. Motivace. Princip denotační sémantiky Sémantické funkce Výrazy Příkazy Vstup a výstup Kontinuace Program

AUTOMATY A GRAMATIKY. Pavel Surynek. Kontextové uzávěrové vlastnosti Turingův stroj Rekurzivně spočetné jazyky Kódování, enumerace

Funkce a limita. Petr Hasil. Podpořeno projektem Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF)

1. Převeďte dané číslo do dvojkové, osmičkové a šestnáctkové soustavy: a) b)

Vektorové podprostory, lineární nezávislost, báze, dimenze a souřadnice

Cílem kapitoly je opakování a rozšíření středoškolských znalostí v oblasti teorie množin.

Třída PTIME a třída NPTIME. NP-úplnost.

Základní pojmy teorie grafů [Graph theory]

Naproti tomu gramatika je vlastně soupis pravidel, jak

Použití derivací. V této části budou uvedena některá použití derivací. LEKCE08-PRU. Použití derivací. l Hospital

Základní pojmy. Program: Algoritmus zapsaný v programovacím jazyce, který řeší nějaký konkrétní úkol. Jedná se o posloupnost instrukcí.

1 LIMITA FUNKCE Definice funkce. Pravidlo f, které každému x z množiny D přiřazuje právě jedno y z množiny H se nazývá funkce proměnné x.

PQ-stromy a rozpoznávání intervalových grafů v lineárním čase

Strojový kód k d a asembler procesoru MIPS SPIM. MIPS - prostředí NMS NMS. 32 ks 32bitových registrů ( adresa registru = 5 bitů).

a jiné elektronické přístroje včetně mobilů. Pracujte samostatně. Povolen je 1 list A4 vlastnoručně psaných poznámek k předmětu...

Úvod do teorie grafů

Použití derivací L HOSPITALOVO PRAVIDLO POČÍTÁNÍ LIMIT. Monotónie. Konvexita. V této části budou uvedena některá použití derivací.

Vztah teorie vyčíslitelnosti a teorie složitosti. IB102 Automaty, gramatiky a složitost, /31

Základy algoritmizace

Limita a spojitost funkce

0.1 Úvod do matematické analýzy

Kristýna Kuncová. Matematika B3

Posloupnosti a jejich limity

10 Přednáška ze

Graf. Uzly Lokality, servery Osoby fyzické i právní Informatické objekty... atd. Hrany Cesty, propojení Vztahy Informatické závislosti... atd.

Bakalářská matematika I

LEKCE10-RAD Otázky

Základy elementární teorie čísel

Funkce, které jsme až dosud probírali, se souhrnně nazývají elementární funkce. Elementární snad proto, že jsou takové hladké, žádný nečekaný zlom.

Strojový kód. Instrukce počítače

Vyučovací hodina. 1vyučovací hodina: 2vyučovací hodiny: Opakování z minulé hodiny. Procvičení nové látky

10 Podgrafy, isomorfismus grafů

3. Grafy a matice. Definice 3.2. Čtvercová matice A se nazývá rozložitelná, lze-li ji napsat ve tvaru A =

11. Číselné a mocninné řady

Úvod do informatiky. Miroslav Kolařík

2.1 Podmínka typu case Cykly Cyklus s podmínkou na začátku Cyklus s podmínkou na konci... 5

Lineární algebra Operace s vektory a maticemi

René Grežďo. Vrcholové barvení grafu

Kapitola 2: Spojitost a limita funkce 1/20

Matematika III. Miroslava Dubcová, Daniel Turzík, Drahoslava Janovská. Ústav matematiky

Jednoduché cykly

DMA Přednáška Rekurentní rovnice. takovou, že po dosazení odpovídajících členů do dané rovnice dostáváme pro všechna n n 0 + m pravdivý výrok.

3 Lineární kombinace vektorů. Lineární závislost a nezávislost

Otázku, kterými body prochází větev implicitní funkce řeší následující věta.

B i n á r n í r e l a c e. Patrik Kavecký, Radomír Hamřík

Architektury počítačů a procesorů

10. Soustavy lineárních rovnic, determinanty, Cramerovo pravidlo

Poznámka. Je-li f zobrazení, ve kterém potřebujeme zdůraznit proměnnou, píšeme f(x) (resp. f(y), resp. f(t)) je zobrazení místo f je zobrazení.

Kristýna Kuncová. Matematika B3

Transkript:

7 Barevnost grafu Definice 71 Graf G se nazývá k-obarvitelný, jestliže každému jeho uzlu lze přiřadit jednu z barev 1 k tak, že žádné dva sousední uzly nemají stejnou barvu Definice 72 Nejmenší přirozené číslo k, pro které je graf G k-obarvitelný, se nazývá chromatické číslo (barevnost) grafu G a značí se χ(g) Tvrzení 71 Nechť G obsahuje jako podgraf úplný graf K k Pak χ(g) k Věta 71 Pro každý graf G platí χ(g) (G) + 1, kde (G) je maximální stupeň grafu G 1

Věta 72 (Brooks) Pro každý graf G platí χ(g) (G) až na tyto dvě výjimky: I G má komponentu K ( (G)+1), II (G) = 2 a G má za komponentu kružnici liché délky Důsledek 71 Je-li G souvislý graf, který není úplným grafem ani kružnicí liché délky, pak χ(g) (G) Věta 73 Nechť G je graf Pak je χ(g) = 2 právě když H(G) a G neobsahuje kružnici liché délky Věta 74 Úloha: určete, zda je daný graf G 3-obarvitelný je NP-úplná Věta 75 Pro graf G s chromatickým číslem χ(g) a nezávislostí α(g) platí: 1 χ(g) α(g) U(G), 2 χ(g) + α(g) U(G) + 1 2

3

Věta 76 (Haken, Appel) Každý rovinný graf je 4-obarvitelný 4

8 Modely výpočtu Definice algoritmu: Turingův počítač rekurzivní funkce program v některém programovacím jazyku Churchova teze : každá úloha, algoritmizovatelná podle některé definice, je algoritmizovatelná i podle všech ostatních definic 5

81 Počítač s libovolným přístupem vstupní jednotka vstupní páska pole vstupní hlava Programová jednotka Programový registr Program Aritmetická jednotka 0 1 2 3 4 5 pracovní registr indexový registr paměťová buňka paměťová buňka výstupní výstupní jednotka hlava výstupní páska pole V polích vstupní i výstupní pásky jsou celá čísla libovolně velká Paměťových buněk je neomezený počet a lze do nich vkládat neomezeně velká čísla čísla před registry a paměťovými buňkami udávají adresu 6

Konfigurace počítače: přiřazení, které každému poli vstupní pásky poli výstupní pásky paměťové buňce programovému registru přiřazuje celé číslo (= popis okamžitého stavu počítače) Počáteční konfigurace: existuje n takové, že pole vstupní pásky s adresami n, n + 1, všechna pole výstupní pásky všechny paměťové buňky obsahují nuly a programový registr má hodnotu 1 (tj na polích vstupní pásky s adresami 0,, n 1 jsou vstupní data) Výpočet počítače: posloupnost konfigurací C 0, C 1, taková, že C 0 je počáteční konfigurace, a krok je dán některým z příkazů (viz dále) Program počítače: konečná posloupnost p 1,, p n příkazů 7

Příkazy Přesuny v paměti LOAD operand STORE operand Aritmetické příkazy ADD operand SUBTRACT operand MULTIPLY operand DIVIDE operand Vstupy, výstupy READ WRITE do pracovního registru uloží hodnotu operandu (ostatní nezměněno) do paměť buňky s adresou rovnou adrese operandu uloží obsah prac registru k obsahu prac registru se přičte hodnota operandu od obsahu prac registru se odečte hodnota operandu obsah prac registru se násobí hodnotou operandu obsah prac registru se dělí hodnotou operandu do prac registru dá obsah aktuálního pole vstupní pásky a posune hlavu o 1 vpravo obsah prac registru uloží do aktuálního pole výstupní pásky a posune hlavu o 1 vpravo Skoky JUMP návěští uloží návěští do programového registru JZERO návěští provede příkaz JUMP, pokud je obsah pracovního registru roven nule JGE návěští provede příkaz JUMP, pokud obsah prac registru je 0 Návěštím rozumíme číslo instrukce či příkazu programu, tj přirozené číslo 8

Zastavení STOP ukončí výpočet ACCEPT ukončí výpočet, u rozhodovacích úloh má pravdivostní hodnotu 1 REJECT totéž jako ACCEPT, ale dává hodnotu 0 Způsoby zadání operandu: j (j je přirozené číslo nebo nula) - adresa operandu je j, hodnota operandu je obsah buňky s adresou j j (j je celé číslo) - adresa operandu je i + j, kde i je obsah indexového registru, hodnota je obsah buňky s adresou i + j = j (j je celé číslo) - hodnota je j, adresa není definována Adresovací chyba: nastane, když se u operandu j objeví okamžitá hodnota i + j záporná Výpočet se v takovémto případě zastaví 9

82 Časová a paměťová náročnost výpočtu Definice 81 řekneme, že výpočet počítače trval dobu t, jestliže v t-tém kroku došlo k: provedení příkazu zastavení, nebo adresovací chybě, nebo dělení nulou, v krocích 0, 1,, t 1 žádný z uvedených případů nenastal řekneme, že výpočet počítače pracoval s pamětí velikosti m, jestliže nebyl proveden příkaz s adresou > m, byl proveden příkaz s adresou = m Omezení 1 Nechť p je pevně daný polynom Připouštíme jen výpočty, pro něž v žádné buňce paměti není číslo v absolutní hodnotě větší než p(max{n, c 1, c 2,, c n }), kde c 1,, c n jsou vstupní data Věta 81 Nechť f je funkce a M počítač, který každou vstupní posloupnost délky n zpracuje v čase f(n) Pak existuje počítač M, který zpracuje týž vstup v čase O ( (f(n)) 2) a v paměti O(f(n)) a dá týž výstup Důsledek 81 Jestliže existuje počítač, který každou vstupní posloupnost délky n zpracuje v polynomiálním čase, pak existuje počítač, který každou vstupní posloupnost zpracuje v polynomiálním čase i paměti 10

83 Problémy (jazyky) třídy P Definice 82 Vstupními daty nebo slovem nazveme konečnou posloupnost nul a jedniček Délkou slova rozumíme počet členů posloupnosti vstupních dat Jazykem nazveme konečnou (nebo i nekonečnou) množinu slov Definice 83 Přijímací počítač je počítač, který má následující dvě vlastnosti: (i) jeho program neobsahuje příkazy WRITE ani STOP, (ii) pro každé slovo w se výpočet zastaví po konečném počtu kroků provedením příkazů ACCEPT nebo REJECT (aniž by došlo k adresovací chybě nebo dělení nulou) řekneme, že přijímací počítač přijímá slovo w, pokud se výpočet zastaví příkazem ACCEPT, a odmítá slovo q, pokud výpočet skončí příkazem REJECT Množina přijímaných slov se nazývá jazyk přijímaný počítačem Definice 84 Nechť J je jazyk a f : N N časová (paměťová) složitost jazyka J je nejvýše f, jestliže existuje přijímací počítač M, který přijímá J a každé slovo jazyka J délky n zpracuje v čase (paměti) f(n) Definice 85 Třída P je třída všech jazyků J, pro něž existuje polynom p takový, že časová složitost jazyka J je nejvýše p 11