Ο αλγόριθμος Bellman-Ford (επανεξετάζεται)

Slides:



Advertisements
Παρόμοιες παρουσιάσεις
Β. Μάγκλαρης 13/1/2014 ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΕΣ & ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗΣ ΣΤΟ INTERNET Β. Μάγκλαρης.
Advertisements

Στοιχειώδεις Δομές Δεδομένων TexPoint fonts used in EMF. Read the TexPoint manual before you delete this box.: AA A A A Τύποι δεδομένων στη Java • Ακέραιοι.
Απαντήσεις Προόδου II.
Απαντήσεις Προόδου I. Θέμα 1ο •Έστω Α = { , b}. Κατασκευάστε τα παρακάτω σύνολα: •(α) Α -  •(β) {  } – Α •(γ) Α  P(A) •(δ) Α  P(A)
Chord: A scalable Peer-to-Peer Lookup Service for Internet Applications Παρουσίαση: Αθανασόπουλος, Αλεξάκης, Δεβελέγκα, Πεχλιβάνη, Φωτιάδου, Φωτόπουλος.
Θέματα προς συζήτηση ... Ερωτήσεις από τα προηγούμενα lectures ...
Πιθανοκρατικοί Αλγόριθμοι
Πολυπλοκότητα Παράμετροι της αποδοτικότητας ενός αλγόριθμου:
Θεωρία Γράφων Θεμελιώσεις-Αλγόριθμοι-Εφαρμογές
Ο Αλγόριθμος FP-Growth. Αλγόριθμος FP-Growth Ο αλγόριθμος χρησιμοποιεί μια συμπιεσμένη αναπαράσταση της βάσης των συναλλαγών με τη μορφή ενός FP-δέντρου.
Θεωρία Γραφημάτων Θεμελιώσεις-Αλγόριθμοι-Εφαρμογές
Εισαγωγικές Έννοιες Διδάσκοντες: Σ. Ζάχος, Δ. Φωτάκης Επιμέλεια διαφανειών: Δ. Φωτάκης Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Εθνικό Μετσόβιο.
Πώς βρίσκουμε το πλήθοςτων επαναλήψεων μιας Δομής Επανάληψης με βήμα διάφορο του 1
Γραφήματα & Επίπεδα Γραφήματα
Moντέλα Καθυστέρησης και Ουρές
Δυναμικός Προγραμματισμός
Το Μ/Μ/1 Σύστημα Ουράς Μ (η διαδικασία αφίξεων είναι Poisson) /
Μέγιστη ροή TexPoint fonts used in EMF. Read the TexPoint manual before you delete this box.: AA A AA A A Συνάρτηση χωρητικότητας Κατευθυνόμενο γράφημα.
1 Χαρακτηριστικά ενός Μ/Μ/1 συστήματος : Αφίξεις κατανεμημένες κατά Poisson Εκθετικά κατανεμημένοι χρόνοι εξυπηρέτησης Οι χρόνοι εξυπηρέτησης είναι αμοιβαία.
Ισορροπημένα Δένδρα TexPoint fonts used in EMF. Read the TexPoint manual before you delete this box.: AA A A A Μπορούμε να επιτύχουμε χρόνο εκτέλεσης για.
Αλγόριθμοι Συσταδοποίησης και Κατηγοριοποίησης Βιολογικών Δεδομένων
1 Έλεγχος ροής και συμφόρησης (flow and congestion control) flow control Ο όρος έλεγχος ροής (flow control) χρησιμοποιείται συχνά για να περιγράψει τους.
Σχεδίαση Αλγορίθμων. Διεργασίες (1/2) Μία διεργασία αλληλεπιδρά με το περιβάλλον της δεχόμενη είσοδο και παράγοντας έξοδο.
Συντομότερες Διαδρομές
Διδάσκοντες: Σ. Ζάχος, Δ. Φωτάκης
1 routing Δρομολόγηση (routing) σε δίκτυα Αυτοδύναμα Πακέτα (Datagrams): απόφαση δρομολόγησης για κάθε πακέτο. Εικονικά Κυκλώματα (Virtual Circuits): μία.
1 Ιεραρχική δρομολόγηση hierarchical routing (hierarchical routing) Η μελέτη μας για τη δρομολόγηση μέχρι στιγμής είναι εξιδανικευμένη: όλοι οι δρομολογητές.
1 Βέλτιστη δρομολόγηση (optimal routing) Αντιμετώπιση της δρομολόγησης σαν «συνολικό» πρόβλημα βελτιστoποίησης. Γιατί: Η αλλαγή της δρομολόγησης μιας συνόδου.
Επανάληψη.
Δομές Αναζήτησης TexPoint fonts used in EMF. Read the TexPoint manual before you delete this box.: AA A A A Θέλουμε να υποστηρίξουμε δύο βασικές λειτουργίες:
Θεωρία Γράφων Θεμελιώσεις-Αλγόριθμοι-Εφαρμογές
1 Κατανεμημένοι αλγόριθμοι για την εύρεση γεννητικών δέντρων (spanning trees) 1.Ένας σταθερός κόμβος στέλνει ένα ‘start’ μήνυμα σε κάθε γειτονική του ακμή.
Θεωρία Γραφημάτων Θεμελιώσεις-Αλγόριθμοι-Εφαρμογές
Βάσεις Δεδομένων Ευαγγελία Πιτουρά 1 Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ερωτήσεων.
Θεωρία Γραφημάτων Θεμελιώσεις-Αλγόριθμοι-Εφαρμογές Ενότητα 4 Δ ΕΝΔΡΑ Σταύρος Δ. Νικολόπουλος 1.
Χρονική Πολυπλοκότητα και Μοντέλα
A Scalable Content-Addressable Network Μυρτώ Ντέτσικα Παναγιώτα Νικολαΐδου Ελένη Γεώργα Λαμπρινή Κώνστα Βαγγέλης Λάππας Γρηγόρης Τζώρτζης Γιώργος Καρπάθιος.
Μέγιστη ροή TexPoint fonts used in EMF. Read the TexPoint manual before you delete this box.: AA A AA A A Συνάρτηση χωρητικότητας Κατευθυνόμενο γράφημα.
ΕΠΛ 231 – Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι13-1 Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: Ο αλγόριθμος Dijkstra για εύρεση βραχυτέρων μονοπατιών.
Δρομολόγηση. Δρομολόγηση ονομάζεται το έργο εύρεσης του πως θα φθάσει ένα πακέτο στον προορισμό του Ο αλγόριθμος δρομολόγησης αποτελεί τμήμα του επιπέδου.
Δένδρα ΘΕΩΡΙΑ ΓΡΑΦΩΝ Εργαστήριο Τεχνολογίας & Επεξεργασίας Δεδομένων Θεωρία Γράφων Θεμελιώσεις-Αλγόριθμοι-Εφαρμογές Κεφάλαιο 3: Δένδρα.
Θεωρία Γράφων Θεμελιώσεις-Αλγόριθμοι-Εφαρμογές TSP, Μέτρα κεντρικότητας, Dijkstra Data Engineering Lab.
Ελαφρύτατες διαδρομές TexPoint fonts used in EMF. Read the TexPoint manual before you delete this box.: AA A AA A A.
ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ Αλγόριθμοι Δρομολόγησης 23/1/2008.
Μέγιστη ροή TexPoint fonts used in EMF. Read the TexPoint manual before you delete this box.: AA A AA A A Συνάρτηση χωρητικότητας Κατευθυνόμενο γράφημα.
Σχεδιασμός των Μεταφορών Ενότητα #6: Μοντέλα κατανομής μετακινήσεων – Distribution models. Δρ. Ναθαναήλ Ευτυχία Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών.
ΤΕΙ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ ΤΜΗΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΠΑΡΆΡΤΗΜΑ ΛΕΥΚΑΔΑΣ ΥΠΕΥΘΥΝΗ ΚΑΘΗΓΉΤΡΙΑ Δρ. ΤΣΙΝΤΖΑ ΠΑΝΑΓΙΩΤΑ Οι παρουσιάσεις του μαθήματος βασίζονται στο.
Εκλογή Αρχηγού Ειδικά Θέματα Κατανεμημένων Συστημάτων.
Για μτ από ατ μέχρι ττ [με_βήμα β] εντολές Τέλος_επανάληψης : περιοχή εντολών μτ : η μεταβλητή της οποίας η τιμή θα περάσει από την αρχική.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΕΥΡΕΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ Άπληστη Αναζήτηση και Αναζήτηση Α* ΣΠΥΡΟΣ ΛΥΚΟΘΑΝΑΣΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ.
Γράφημα Συνδυαστικό αντικείμενο που αποτελείται από 2 σύνολα:
ΕΥΡΕΣΗ ΕΛΑΧΙΣΤΩΝ ΜΟΝΟΠΑΤΙΩΝ & ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ
Επίλυση Προβλημάτων με Αναζήτηση
Δένδρα Δένδρο είναι ένα συνεκτικό άκυκλο γράφημα. Δένδρο Δένδρο Δένδρο
Μέγιστη ροή Κατευθυνόμενο γράφημα 12 Συνάρτηση χωρητικότητας
Βέλτιστη δρομολόγηση (optimal routing)
ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗΣ
Σχεδιασμός των Μεταφορών
ΔΟΜΗ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ «ΓΙΑ» Για μτ από ατ μέχρι ττ [με_βήμα β] εντολές Τέλος_επανάληψης : περιοχή εντολών μτ : η μεταβλητή της.
Μέγιστη ροή Κατευθυνόμενο γράφημα 12 Συνάρτηση χωρητικότητας
Σχεδιασμός των Μεταφορών
Συντομότερα Μονοπάτια
Δυναμικός Προγραμματισμός
Β. Μάγκλαρης 2/11/2015 ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ Δρομολόγηση στο Internet (II) Αλγόριθμοι Distance Vector (Bellman)
Από τη Δομή Ακολουθίας στις Δομές Επανάληψης
Προβλήματα Μεταφοράς: Παραδείγματα και Εφαρμογές
Δυναμικός Κατακερματισμός
Μη Γραμμικός Προγραμματισμός
Slow APSP.
Μεταγράφημα παρουσίασης:

Ο αλγόριθμος Bellman-Ford (επανεξετάζεται) Αρχικές συνθήκες: όπου = το μήκος του συντομότερου μονοπατιού από τον κόμβο i στον 1, που χρησιμοποιεί το πολύ k συνδέσμους. Ο αλγόριθμος τερματίζει το πολύ σε Ν-1 βήματα. Μπορεί να υλοποιηθεί και με κατανεμημένο τρόπο. Πρόβλημα 1: συχνά είναι προτιμότερο να στέλνονται οι αποστάσεις ασύγχρονα, από το να αναμένονται από όλους τους γείτονες τα , πριν από κάθε νέα επανάληψη. Λύση: κάθε κόμβος (εκτός του 1) ανανεώνει ασύγχρονα: , όπου Dj είναι η τελευταία εκτίμηση από τον κόμβο j. Ο λόγος που λειτουργεί: μετά από κάθε ανανέωση, Di είναι η απόσταση από τον κόμβο i στον 1, μέσω κάποιου μονοπατιού (δεδομένων των αρχικών συνθηκών ).

Πριν ο σύνδεσμος (4,1) πέσει, . Πρόβλημα 2: Στην πράξη, τα μήκη των συνδέσμων dij περιστασιακά αλλάζουν. Λύση: Απλά, οι κόμβοι συνεχίζουν να εκτελούν επαναλήψεις ασύγχρονα, με τα νέα μήκη, ξεκινώντας από τις τιμές των Dj που υπάρχουν εκείνη την στιγμή: προορισμός Πριν ο σύνδεσμος (4,1) πέσει, . Μόλις ο κόμβος 4 καταλάβει ότι αρχίζει επαναλήψεις μέχρι να επιτευχθεί σύγκλιση. Παρατήρηση: τα κακά νέα μπορεί και να ταξιδεύουν αργά.

Λήμμα: Ο ασύγχρονος αλγόριθμος , με τα dij σταθερά, συγκλίνει στα σωστά συντομότερα μονοπάτια, αν οι αρχικές συνθήκες είναι: (αρχικές συνθήκες στο ) ή , για κάθε i (αρχικές συνθήκες στο 0). Θεώρημα: Για τον Bellman-Ford αλγόριθμο: Έστω η τιμή οποιαδήποτε χρονική στιγμή με κάποιες αυθαίρετες αρχικές καταστάσεις. Έστω η τιμή που θα είχαμε, αν οι αρχικές καταστάσεις ήταν . Έστω η τιμή που θα είχαμε, αν οι αρχικές καταστάσεις ήταν 0. Τότε Εφόσον οι και συγκλίνουν στις σωστές αποστάσεις, τότε και η συγκλίνει στις σωστές αποστάσεις.

Παράδειγμα: Bellman-Ford (αρχικές συνθήκες στο ) κόστος προορισμός 1ο βήμα τρέχουσα απόσταση από τον κόμβο 1 2ο βήμα 3ο βήμα 4ο βήμα

Παράδειγμα: Bellman-Ford (αρχικές συνθήκες στο 0) προορισμός

Ο αλγόριθμος Floyd-Warshall Υπολογίζει τις συντομότερες αποστάσεις Dij για όλα τα ζεύγη πηγή-προορισμός (i,j). = συντομότερη απόσταση από τον κόμβο i στον j, χρησιμοποιώντας μόνο κόμβους από το σύνολο {1,2,...,k} ως ενδιάμεσους κόμβους. Οι είναι οι τελικές αποστάσεις (όπου Ν το πλήθος των κόμβων).

Παράδειγμα: Floyd-Warshall μήκος ακμής ID κόμβου κανένας ενδιάμεσος κόμβος

ενδιάμεσος κόμβος ο 1 έχει αλλάξει ενδιάμεσοι κόμβοι οι {1,2}

(οι τελικές συντομότερες αποστάσεις) ενδιάμεσοι κόμβοι οι {1,2,3} ενδιάμεσοι κόμβοι οι {1,2,3,4} (οι τελικές συντομότερες αποστάσεις)