Основы теории графов 11: гамильтоновы циклыAlex DainiakДоказываем достаточные условия существования в графе гамильтоновых циклов: условия Эрдёша—Хватала, Асратяна—Хачатряна, Хватала. Доказываем необходимые условия существования гамильтонова цикла в планарном графе (теорема Гринберга).
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Основы теории графов 10: экстремальная теория графовAlex DainiakДоказываем теорему Турана, а затем теорему Эрдёша—Стоуна—Симоновица(Шимоновича) о связи хроматического числа подграфа с максимальным числом рёбер в графе, его не содержащего.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Основы теории графов 09: раскраски планарных графов, совершенные графыAlex DainiakРассматриваем раскраски планарных графов и другие темы, связанные с раскрасками. Доказываем теорему Томассена о том, что списочное хроматическое число любого планарного графа не превышает пяти. Доказываем теорему Эрдёша о том, что существуют графы с большим хроматическим числом и одновременно большим обхватом.
Рассматриваем совершенные графы и доказываем слабую гипотезу Бержа.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Основы теории графов 08: раскраски и списочные раскраскиAlex DainiakВводим понятие списочной раскраски. Демонстрируем различие между обчным и списочным хроматическим числом. Доказываем теоремы Брукса и Визинга. Доказываем теорему Алона об оценки списочного хроматического числа через минимальную степень вершин. Доказываем верхнюю оценку на списочное хроматическое число через обычное.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Основы теории графов 07: сепараторы в планарных графахAlex DainiakДоказываем теорему Липтона—Тарджена о существовании хороших разделяющих множеств (сепараторов) в планарных графах.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Основы теории графов 06: триангуляции и трёхсвязные планарные графыAlex DainiakВводим понятие триангуляций. Доказываем, что триангуляции трёхсвязны. Доказываем критерий Татта о том, когда множество образует границу грани в трёхсвязном планарном графе. Доказываем теорему Вагнера—Фари о том, что у любого планарного графа существует укладка, в которой рёбра — отрезки прямых линий.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Основы теории графов 05: критерии планарности графовAlex DainiakВводим определение укладки, планарных графов, доказываем критерии планарности Вагнера и Понтрягина—Куратовского.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Основы теории графов 04: метрики на деревьяхAlex DainiakДоказываем теорему Зарецкого о существовании дерева с заданными расстояниями между вершинами.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Основы теории графов 03: связностьAlex DainiakОбсуждаем два определения k-связности. Доказываем теорему Менгера об их эквавалентности (через теорему Форда—Фалкерсона). Доказываем теоремы о построении 2-связных и 3-связных графов. Вводим деревья блоков и точек сочленения. Доказываем теорему Мадера о существовании k-связного подграфа.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Основы теории графов 01: напоминание определений, теорема Форда—ФалкерсонаAlex DainiakВспоминаем определения изоморфизма, связности, соседства и т.п. Доказываем (напоминаем) теорему Форда—Фалкерсона, из которой на следующей лекции выведем теорему Менгера.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Основы теории графов 02: факторизация графов (разложение на простые подграфы)Alex DainiakДоказываем теоремы о разложении полных графов на полные двудольные: Грэхема—Поллака и Анселя. Доказываем теорему Татта о критерии существования совершенного паросочетания в произвольном графе.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Конспект лекций по теории кодированияAlex DainiakСобранные в один файл конспекты лекций по теории кодов, исправляющих ошибки. Лекции читаются на факультете ФИВТ МФТИ.
Последняя версия этого файла всегда доступна на www.dainiak.com
Графовая модель канала связи. Шенноновская ёмкостьAlex DainiakГрафовая модель канала. Шенноновское произведение графов, шенноновская ёмкость. Теорема о верхней оценке шенноновской ёмкости.
Приложения теории кодированияAlex DainiakПриложения кодов, исправляющих ошибки. Рандомизированный протокол в коммуникационной сложности. Криптосхема МакЭлиса. Однородные (псевдослучайные) множества на основе кодов, их приложения к дерандомизации задачи выполнимости и к задаче разделения секрета.
Циклические коды БЧХ, Хемминга. Восстановление синхронизацииAlex DainiakКоды БЧХ.
Задача восстановления синхронизации. Восстановление синхронизации для смежных классов циклических кодов.
Циклическое представление кодов Хемминга. Совершенные коды. Коды Голея. Теорема Васильева.
Циклические коды. Граница БЧХAlex DainiakЦиклические коды. Проверочный и порождающий многочлены, критерий существования кода с заданным порождающим многочленом. Вид порождающей и проверочной матриц. Систематическое кодирование.
Граница Боуза—Чоудхури—Хоквингема.
Коды на основе многочленов и алгоритмы их декодированияAlex DainiakКоды Рида—Соломона. Алгоритм декодирования Берлекэмпа—Велча.
Коды Рида—Маллера: кодовое расстояние, алгоритм мажоритарного декодирования.
Варианты обобщений конструкции Рида—Маллера. Лемма Липтона—ДеМилло—Шварца—Зиппеля. Понятие об алгеброгеометрических кодах.
Задача о ближайшем кодовом слове. Коды Галлагера—Сипсера—ШпильманаAlex DainiakСложность задачи декодирования линейных кодов: задача NCP (задачи о ближайшем кодовом слове).
Графы-расширители. Вероятностное доказательство существования расширителей. Коды на основе двудольных графов. Кодовое расстояние кодов на основе расширителей. Алгоритм декодирования Сипсера—Шпильмана.
Линейные кодыAlex DainiakЛинейные коды. Определения. Порождающая и проверочная матрицы. Связь кодового расстояния с проверочной матрицей. Граница Варшамова—Гилберта. Систематическое кодирование. Декодирование по синдрому. Коды Хемминга.
Остаточный код. Граница Грайсмера—Соломона—Штиффлера.
Границы Плоткина и Элайеса—БассалыгоAlex DainiakГраница Плоткина.
Вложение метрических пространств. Лемма о числе векторов в евклидовом пространстве. Граница Элайеса—Бассалыго.
Коды, исправляющие ошибки. Простейшие границы. Коды Варшамова—Тененгольца.Alex DainiakЗадача исправления и обнаружения ошибок. Геометрическая интерпретация. Типы ошибок. Метрики Хемминга и Левенштейна. Кодовое расстояние. Основные задачи теории кодов, исправляющих ошибки.
Коды Варшамова—Тененгольца, алгоритмы исправления одиночных ошибок выпадения и вставки символов.
Простейшие границы для параметров кодов, исправляющих ошибки замещения: границы сферической упаковки, Синглтона.
Коды Адамара. Каскадные коды Форни.Alex DainiakМатрицы Адамара. Конструкции Сильвестра и Пэли. Коды на основе матриц Адамара.
Каскадные коды. Коды Форни: конструкция и простой алгоритм декодирования.
Основы теории графов 04: метрики на деревьяхAlex DainiakДоказываем теорему Зарецкого о существовании дерева с заданными расстояниями между вершинами.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Основы теории графов 03: связностьAlex DainiakОбсуждаем два определения k-связности. Доказываем теорему Менгера об их эквавалентности (через теорему Форда—Фалкерсона). Доказываем теоремы о построении 2-связных и 3-связных графов. Вводим деревья блоков и точек сочленения. Доказываем теорему Мадера о существовании k-связного подграфа.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Основы теории графов 01: напоминание определений, теорема Форда—ФалкерсонаAlex DainiakВспоминаем определения изоморфизма, связности, соседства и т.п. Доказываем (напоминаем) теорему Форда—Фалкерсона, из которой на следующей лекции выведем теорему Менгера.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Основы теории графов 02: факторизация графов (разложение на простые подграфы)Alex DainiakДоказываем теоремы о разложении полных графов на полные двудольные: Грэхема—Поллака и Анселя. Доказываем теорему Татта о критерии существования совершенного паросочетания в произвольном графе.
[Слайды курса, прочитанного в МФТИ в 2013 году.]
Конспект лекций по теории кодированияAlex DainiakСобранные в один файл конспекты лекций по теории кодов, исправляющих ошибки. Лекции читаются на факультете ФИВТ МФТИ.
Последняя версия этого файла всегда доступна на www.dainiak.com
Графовая модель канала связи. Шенноновская ёмкостьAlex DainiakГрафовая модель канала. Шенноновское произведение графов, шенноновская ёмкость. Теорема о верхней оценке шенноновской ёмкости.
Приложения теории кодированияAlex DainiakПриложения кодов, исправляющих ошибки. Рандомизированный протокол в коммуникационной сложности. Криптосхема МакЭлиса. Однородные (псевдослучайные) множества на основе кодов, их приложения к дерандомизации задачи выполнимости и к задаче разделения секрета.
Циклические коды БЧХ, Хемминга. Восстановление синхронизацииAlex DainiakКоды БЧХ.
Задача восстановления синхронизации. Восстановление синхронизации для смежных классов циклических кодов.
Циклическое представление кодов Хемминга. Совершенные коды. Коды Голея. Теорема Васильева.
Циклические коды. Граница БЧХAlex DainiakЦиклические коды. Проверочный и порождающий многочлены, критерий существования кода с заданным порождающим многочленом. Вид порождающей и проверочной матриц. Систематическое кодирование.
Граница Боуза—Чоудхури—Хоквингема.
Коды на основе многочленов и алгоритмы их декодированияAlex DainiakКоды Рида—Соломона. Алгоритм декодирования Берлекэмпа—Велча.
Коды Рида—Маллера: кодовое расстояние, алгоритм мажоритарного декодирования.
Варианты обобщений конструкции Рида—Маллера. Лемма Липтона—ДеМилло—Шварца—Зиппеля. Понятие об алгеброгеометрических кодах.
Задача о ближайшем кодовом слове. Коды Галлагера—Сипсера—ШпильманаAlex DainiakСложность задачи декодирования линейных кодов: задача NCP (задачи о ближайшем кодовом слове).
Графы-расширители. Вероятностное доказательство существования расширителей. Коды на основе двудольных графов. Кодовое расстояние кодов на основе расширителей. Алгоритм декодирования Сипсера—Шпильмана.
Линейные кодыAlex DainiakЛинейные коды. Определения. Порождающая и проверочная матрицы. Связь кодового расстояния с проверочной матрицей. Граница Варшамова—Гилберта. Систематическое кодирование. Декодирование по синдрому. Коды Хемминга.
Остаточный код. Граница Грайсмера—Соломона—Штиффлера.
Границы Плоткина и Элайеса—БассалыгоAlex DainiakГраница Плоткина.
Вложение метрических пространств. Лемма о числе векторов в евклидовом пространстве. Граница Элайеса—Бассалыго.
Коды, исправляющие ошибки. Простейшие границы. Коды Варшамова—Тененгольца.Alex DainiakЗадача исправления и обнаружения ошибок. Геометрическая интерпретация. Типы ошибок. Метрики Хемминга и Левенштейна. Кодовое расстояние. Основные задачи теории кодов, исправляющих ошибки.
Коды Варшамова—Тененгольца, алгоритмы исправления одиночных ошибок выпадения и вставки символов.
Простейшие границы для параметров кодов, исправляющих ошибки замещения: границы сферической упаковки, Синглтона.
Коды Адамара. Каскадные коды Форни.Alex DainiakМатрицы Адамара. Конструкции Сильвестра и Пэли. Коды на основе матриц Адамара.
Каскадные коды. Коды Форни: конструкция и простой алгоритм декодирования.
2. DFS-дерево и обратные рѐбра
При поиске в глубину рёбра графа разбиваются
на два типа:
• рёбра DFS-дерева (в «новые» вершины),
• обратные рёбра (в пройденные вершины).
3. DFS-дерево и обратные рѐбра
При поиске в глубину рёбра графа разбиваются
на два типа:
• рёбра DFS-дерева (в «новые» вершины),
• обратные рёбра (в пройденные вершины).
4. DFS-дерево и обратные рѐбра
При поиске в глубину рёбра графа разбиваются
на два типа:
• рёбра DFS-дерева (в «новые» вершины),
• обратные рёбра (в пройденные вершины).
5. DFS-дерево и обратные рѐбра
При поиске в глубину рёбра графа разбиваются
на два типа:
• рёбра DFS-дерева (в «новые» вершины),
• обратные рёбра (в пройденные вершины).
6. DFS-дерево и обратные рѐбра
При поиске в глубину рёбра графа разбиваются
на два типа:
• рёбра DFS-дерева (в «новые» вершины),
• обратные рёбра (в пройденные вершины).
7. DFS-дерево и обратные рѐбра
При поиске в глубину рёбра графа разбиваются
на два типа:
• рёбра DFS-дерева (в «новые» вершины),
• обратные рёбра (в пройденные вершины).
8. DFS-дерево и обратные рѐбра
При поиске в глубину рёбра графа разбиваются
на два типа:
• рёбра DFS-дерева (в «новые» вершины),
• обратные рёбра (в пройденные вершины).
9. DFS-дерево и обратные рѐбра
При поиске в глубину рёбра графа разбиваются
на два типа:
• рёбра DFS-дерева (в «новые» вершины),
• обратные рёбра (в пройденные вершины).
10. DFS-дерево и обратные рѐбра
При поиске в глубину рёбра графа разбиваются
на два типа:
• рёбра DFS-дерева (в «новые» вершины),
• обратные рёбра (в пройденные вершины).
11. DFS-дерево и обратные рѐбра
При поиске в глубину рёбра графа разбиваются
на два типа:
• рёбра DFS-дерева (в «новые» вершины),
• обратные рёбра (в пройденные вершины).
12. DFS-дерево и обратные рѐбра
При поиске в глубину рёбра графа разбиваются
на два типа:
• рёбра DFS-дерева (в «новые» вершины),
• обратные рёбра (в пройденные вершины).
13. DFS-дерево и обратные рѐбра
При поиске в глубину рёбра графа разбиваются
на два типа:
• рёбра DFS-дерева (в «новые» вершины),
• обратные рёбра (в пройденные вершины).
14. DFS-дерево и обратные рѐбра
При поиске в глубину рёбра графа разбиваются
на два типа:
• рёбра DFS-дерева (в «новые» вершины),
• обратные рёбра (в пройденные вершины).
17. Фундаментальные циклы
Любая пара фундаментальных циклов либо не имеют общих
рёбер, либо их пересечение — путь в DFS-дереве.
(Иначе противоречие с отсутствием циклов в дереве.)
18. Фундаментальные циклы
Если DFS произвести в плоском графе, то каждый
фундаментальный цикл будет сориентирован
• по часовой стрелке («вправо»)
19. Фундаментальные циклы
Если DFS произвести в плоском графе, то каждый
фундаментальный цикл будет сориентирован
• по часовой стрелке («вправо»)
• либо против часовой стрелки («влево»)
23. Развилки фундаментальных циклов
Развилка двух циклов, пересекающихся по
рёбрам, — это тройка рёбер
• последнее общее ребро,
• и следующие за ним два ребра, относящиеся
к различным циклам.
24. Фундаментальные циклы в укладке
планарного графа
• Два цикла, имеющие общие рёбра,
ориентированы одинаково т. и т.т.,
когда один цикл лежит внутри другого.
25. Фундаментальные циклы в укладке
планарного графа
• Два цикла, имеющие общие рёбра,
ориентированы одинаково т. и т.т.,
когда один цикл лежит внутри другого.
26. Фундаментальные циклы в укладке
планарного графа
• Два цикла, имеющие общие рёбра,
ориентированы одинаково т. и т.т.,
когда один цикл лежит внутри другого.
• Если циклы вложены друг в друга, то порядок
вложения зависит от порядка, в котором на
дереве расположены нижние точки обратных
рёбер.
42. Как по ЛП-разбиению строить укладку
Полный порядок в вершине устроен так:
• сначала входящее ребро
• затем левые исходящие рёбра, окружённые
своими левыми и правыми обратными рёбрами
• затем правые исходящие рёбра, окружённые
своими левыми и правыми обратными рёбрами