拓扑图算法
Ⅰ 2.网络的拓扑图如图所示,使用距离矢量路由算法。路由器e收到的矢量如下:来自
你画的图上不是菱形,你后面又说是菱形,还有你这里BDE的矢量里面那么多数字代表什么意思啊?不太明白埋棚你的意思.不过距离适量的工作方式就是每个人都通告自己本毕耐地和手液春学到的路由,然后其他人就选距离最小的度量,也就是基于传闻的路由协议.
Ⅱ 网络拓扑图:网络拓扑图介绍及在线制作
网络拓扑图就是指用传输媒体互联各种各样机器设备的物理布局,即哪种方法把互联网中的电子计算机等机器设备相互连接。拓扑绘画出云端服务器、服务中心的互联网配备和相互之间的联接。互联网的拓扑结构有很多种多样,关键有星形构造、环型构造、总线
网络拓扑图往往是由网络拓扑图软件绘制,网络拓扑图软件可以让使用者方便地对网络拓扑图进行添加,修改、保存、复制等操作。这些事情如果是由手工绘制来操作的话,会麻烦许多。但对于网络拓扑图软件来说,都不是问题。另外对于有条件上网的使用者来说,以软件形式存在的网络拓扑图无疑能够更方便地与他人共享。
星型拓扑结构
星型结构是最古老的一种连接方式,大家每天都使用的电话属于这种结构。星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点,其他节点(工作站、服务器)都与中央节点直接相连,这种结构以中央节点为中心,因此又称为集中式网络。
这种结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点,也带来了易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信。同时它的网络延迟时间较小,传输误差较低。但这种结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏,整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份,以提高系统的可靠性。
环型网络拓扑结构
环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户,直到将所有的端用户连成环型。数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输,信息从一个节点传到另一个节点。这种结构显而易见消除了端用户通信时对中心系统的依赖性。
环行结构的特点是:每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作,于是便有上游端用户和下游端用户之称;信息流在网中是沿着固定方向流动的,两个节点仅有一条道路,故简化了路径选择的控制;环路上各节点都是自举控制,故控制软件简单;由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点,当环中节点过多时,势必影响信息传输速率,使网络的响应时间延长;环路是封闭的,不便于扩充;可靠性低,一个节点故障,将会造成全网瘫痪;维护难,对分支节点故障定位较难。
总线拓扑结构
总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式,也就是说,连接端用户的物理媒体由所有设备共享,各工作站地位平等,无中心节点控制,公用总线上的信息多以基带形式串行传递,其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散,如同广播电台发射的信息一样,因此又称广播式计算机网络。各节点在接受信息时都进行地址检查,看是否与自己的工作站地址相符,相符则接收网上的信息。
使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。在点到点链路配置时,这是相当简单的。如果这条链路是半双工操作,只需使用很简单的机制便可保证两个端用户轮流工作。在一点到多点方式中,对线路的访问依靠控制端的探询来确定。然而,在LAN环境下,由于所有数据站都是平等的,不能采取上述机制。对此,研究了一种在总线共享型网络使用的媒体访问方法:带有碰撞检测的载波侦听多路访问,英文缩写成CSMA/CD。
这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据,其它端用户必须等待到获得发送权;媒体访问获取机制较复杂;维护难,分支节点故障查找难。尽管有上述一些缺点,但由于布线要求简单,扩充容易,端用户失效、增删不影响全网工作,所以是LAN技术中使用最普遍的一种。
分布式拓扑结构
分布式结构的网络是将分布在不同地点的计算机通过线路互连起来的一种网络形式。
分布式结构的网络具有如下特点:由于采用分散控制,即使整个网络中的某个局部出现故障,也不会影响全网的操作,因而具有很高的可靠性;网中的路径选择最短路径算法,故网上延迟时间少,传输速率高,但控制复杂;各个节点间均可以直接建立数据链路,信息流程最短;便于全网范围内的资源共享。缺点为连接线路用电缆长,造价高;网络管理软件复杂;报文分组交换、路径选择、流向控制复杂;在一般局域网中不采用这种结构。
树型拓扑结构
树型结构是分级的集中控制式网络,与星型相比,它的通信线路总长度短,成本较低,节点易于扩充,寻找路径比较方便,但除了叶节点及其相连的线路外,任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。
网状拓扑结构
在网状拓扑结构中,网络的每台设备之间均有点到点的链路连接,这种连接不经济,只有每个站点都要频繁发送信息时才使用这种方法。它的安装也复杂,但系统可靠性高,容错能力强。有时也称为分布式结构。
蜂窝拓扑结构
蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。它以无线传输介质(微波、卫星、红外等)点到点和多点传输为特征,是一种无线网,适用于城市网、校园网、企业网。
混合拓扑结构
混合拓扑结构是由星型结构或环型结构和总线型结构结合在一起的网络结构,这样的拓扑结构更能满足较大网络的拓展,解决星型网络在传输距离上的局限,而同时又解决了总线型网络在连接用户数量上的限制。
混合拓扑的优点:应用相当广泛,它解决了星型和总线型拓扑结构的不足,满足了大公司组网的实际需求。扩展相当灵活。速度较快:因为其骨干网采用高速的同轴电缆或光缆,所以整个网络在速度上应不受太多的限制。缺点是:由于仍采用广播式的消息传送方式,所以在总线长度和节点数量上也会受到限制。同样具有总线型网络结构的网络速率会随着用户的增多而下降的弱点。较难维护,这主要受到总线型网络拓扑结构的制约,如果总线断,则整个网络也就瘫痪了。
创建网络拓扑图的方式有很多,若选择在线绘制网络拓扑图,推荐使用在线制图网站: freedgo Design。 freedgo Design ,其访问地址为: https://www.freedgo.com 。freedgo design 在线制图网站是一款多类型的图形图表设计软件,软件内容自带丰富的几何图形模板,可以用于绘制专业的网络拓扑图,泳道图、影响图、SDL图、审批图、会计网络拓扑图等,提供丰富的网络图例子,上手更轻松
在具体的网络拓扑图中需要把业务逻辑分解成更小、更具体的步骤。 然后,考虑流程中任何可能的异常,如果是,为备选路径添加决策节点。
继续重复这个过程,直到你达到了每个人都能完全理解的简单步骤。
现在,一起开看如何使用Freedgo Design制好看的网络拓扑图。
步骤一:
访问 https://www.freedgo.com ,先注册一个用户,注册成功后,登录到 首页
步骤二:
访问 https://www.freedgo.com/draw_index.html ,进入制图页面,或者从 首页 页面 顶部菜单点击开始制作。
进入制图页面后 点击 文件 -> 从类型中新建 -> 网络架构 -> 网络图
或者点击图例,在图例中找到 网络架构 -> 网络图,选择一个类似的图例进行改动
步骤三:
从左侧符号栏拖拽合适的几何图形至画布,松手后,椭圆图形就被固定画布上,双击几何图形,还可输入文字。当鼠标放置在图形上时,
图形四周会显示“小三角形”,是为了方便用户点击后能够快速生成新的图形。
步骤四:
软件提供多种连接样式,在该网络拓扑图中,可以选择普通的直角连接线。在连接线上,还可以输入文字做进一步的说明。
步骤五:
网络拓扑图制作工具拥有一套功能丰富的样式,用户可以对封闭图形进行单色填充、渐变填充、文本大小位置颜色调整。经过图案填充的网络拓扑图,颜值提升了不少。
步骤六:
按照绘图要求,一步一步的地完成网络拓扑图的绘制。最终完成了整幅的绘制任务。
[注]: 在线网络拓扑图设计 如何在线制图网络拓扑图 网络拓扑部署制作 怎么画网络拓扑图 网络拓扑工具 物理网络部署图 网络拓扑图与部署架构图 基本网络图制作 网络拓扑图制作
Ⅲ 拓扑图的准确概念
英文 topology 的音译.
拓扑学就是以空间几何的形式来表现事物内部的结构,原理,工作状况等.
比如你的计算机吧,学过戚皮友搜索算法吧(广度优先(breath-first)和深度优先(depth-first, 不知道中文译的对不对)算法).你在分析的时候不是把所有的状态画成一个树状表,然后来看一握正步步怎样查找的么.这就是运用拓扑逻辑的方法. 当然,从这里你就可以看到,拓扑都在处理离散的状态.
说白了高槐,系统逻辑流程图也是拓扑图.
听起很深奥,很玄,其实常常用到.
Ⅳ 有谁知道拓扑图的匹配算法有哪些
可以在网上查看下!有很的资料的。。。 具体的分析也很多。
Ⅳ 网状结构的拓扑图具有哪些优点和缺点
优点:系统可靠性高,比较容易扩展,但是结构源老复杂,每一结点都与多点进行连结,因此必枣消须采用路由算法和流量控制方法
缺点凳裂知:控制复杂,软件复杂。
线路费用高,不易扩充。
Ⅵ 什么是拓扑关系呀
拓扑学
拓扑学,是近代发展起来的一个研究连续性现象的数学分支。中文名称起源于希腊语Τοπολογία的音译。Topology原意为地貌,于19世纪中期由科学家引入,当时主要研究的是出于数学分析的需要而产生的一些几何问题。发展至今,拓扑学主要研究拓扑空间在拓扑变换下的不变性质和不变量。
分支学科
点集拓扑学又称为一般拓扑学
组合拓扑学
代数拓扑学
微分拓扑学
几何拓扑学
拓扑学
拓扑学是数学中一个重要的、基础的分支。起初它是几何学的一支,研究几何图形在连续变形下保持不变的性质(所谓连续变形,形象地说就是允许伸缩和扭曲等变形,但不许割断和粘合);现在已发展成为研究连续性现象的数学分支。由于连续性在数学中的表现方式与研究方法的多样性,拓扑学又分成研究对象与方法各异的若干分支。在拓扑学的孕育阶段,19世纪末,就拓扑已出现点集拓扑学与组合拓扑学两个方向。现在,前者演化为一般拓扑学,后者则成为代数拓扑学。后来,又相继出现了微分拓朴学、几何拓扑学等分支。
在数学上,关于哥尼斯堡七桥问题、多面体的欧拉定理、四色问题等都是拓扑学发展史的重要问题。
哥尼斯堡(今俄罗斯加里宁格勒)是东普鲁士的首都,普莱格尔河横贯其中。十八世纪在这条河上建有七座桥,将河中间的两个岛和河岸联结起来。人们闲暇时经常在这上边散步,一天有人提出:能不能每座桥都只走一遍,最后又回到原来的位置。这个问题看起来很简单有很有趣的问题吸引了大家,很多人在尝试各种各样的走法,但谁也没有做到。看来要得到一个明确、理想的答案还不那么容易。
1736年,有人带着这个问题找到了当时的大数学家欧拉,欧拉经过一番思考,很快就用一种独特的方法给出了解答。欧拉把这个问题首先简化,他把两座小岛和河的两岸分别看作四个点,而把七座桥看作这四个点之间的连线。那么这个问题就简化成,能不能用一笔就把这个图形画出来。经过进一步的分析,欧拉得出结论——不可能每座桥都走一遍,最后回到原来的位置。并且给出了所有能够一笔画出来的图形所应具有的条件。这是拓扑学的“先声”。
在拓扑学的发展历史中,还有一个着名而且重要的关于多面体的定理也和欧拉有关。这个定理内容是:如果一个凸多面体的顶点数是v、棱数是e、面数是f,那么它们总有这样的关系:f+v-e=2。
根据多面体的欧拉定理,可以得出这样一个有趣的事实:只存在五种正多面体。它们是正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体。
着名的“四色问题”也是与拓扑学发展有关的问题。四色问题又称四色猜想,是世界近代三大数学难题之一。
四色猜想的提出来自英国。1852年,毕业于伦敦大学的弗南西斯.格思里来到一家科研单位搞地图着色工作时,发现了一种有趣的现象:“看来,每幅地图都可以用四种颜色着色,使得有共同边界的国家都被着上不同的颜色。”
1872年,英国当时最着名的数学家凯利正式向伦敦数学学会提出了这个问题,于是四色猜想成了世界数学界关注的问题。世界上许多一流的数学家都纷纷参加了四色猜想的大会战。1878~1880年两年间,着名律师兼数学家肯普和泰勒两人分别提交了证明四色猜想的论文,宣布证明了四色定理。但后来数学家赫伍德以自己的精确计算指出肯普的证明是错误的。不久,泰勒的证明也被人们否定了。于是,人们开始认识到,这个貌似容易的题目,其实是一个可与费马猜想相媲美的难题。
进入20世纪以来,科学家们对四色猜想的证明基本上是按照肯普的想法在进行。电子计算机问世以后,由于演算速度迅速提高,加之人机对话的出现,大大加快了对四色猜想证明的进程。1976年,美国数学家阿佩尔与哈肯在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上,用了1200个小时,作了100亿判断,终于完成了四色定理的证明。不过不少数学家并不满足于计算机取得的成就,他们认为应该有一种简捷明快的书面证明方法。
上面的几个例子所讲的都是一些和几何图形有关的问题,但这些问题又与传统的几何学不同,而是一些新的几何概念。这些就是“拓扑学”的先声。
什么是拓扑学?
拓扑学的英文名是Topology,直译是地志学,也就是和研究地形、地貌相类似的有关学科。我国早期曾经翻译成“形势几何学”、“连续几何学”、“一对一的连续变换群下的几何学”,但是,这几种译名都不大好理解,1956年统一的《数学名词》把它确定为拓扑学,这是按音译过来的。
拓扑学是几何学的一个分支,但是这种几何学又和通常的平面几何、立体几何不同。通常的平面几何或立体几何研究的对象是点、线、面之间的位置关系以及它们的度量性质。拓扑学对于研究对象的长短、大小、面积、体积等度量性质和数量关系都无关。
举例来说,在通常的平面几何里,把平面上的一个图形搬到另一个图形上,如果完全重合,那么这两个图形叫做全等形。但是,在拓扑学里所研究的图形,在运动中无论它的大小或者形状都发生变化。在拓扑学里没有不能弯曲的元素,每一个图形的大小、形状都可以改变。例如,前面讲的欧拉在解决哥尼斯堡七桥问题的时候,他画的图形就不考虑它的大小、形状,仅考虑点和线的个数。这些就是拓扑学思考问题的出发点。
拓扑性质有那些呢?首先我们介绍拓扑等价,这是比较容易理解的一个拓扑性质。
在拓扑学里不讨论两个图形全等的概念,但是讨论拓扑等价的概念。比如,尽管圆和方形、三角形的形状、大小不同,在拓扑变换下,它们都是等价图形。左图的三样东西就是拓扑等价的,换句话讲,就是从拓扑学的角度看,它们是完全一样的。
在一个球面上任选一些点用不相交的线把它们连接起来,这样球面就被这些线分成许多块。在拓扑变换下,点、线、块的数目仍和原来的数目一样,这就是拓扑等价。一般地说,对于任意形状的闭曲面,只要不把曲面撕裂或割破,他的变换就是拓扑变幻,就存在拓扑等价。
应该指出,环面不具有这个性质。比如像左图那样,把环面切开,它不至于分成许多块,只是变成一个弯曲的圆桶形,对于这种情况,我们就说球面不能拓扑的变成环面。所以球面和环面在拓扑学中是不同的曲面。
直线上的点和线的结合关系、顺序关系,在拓扑变换下不变,这是拓扑性质。在拓扑学中曲线和曲面的闭合性质也是拓扑性质。
我们通常讲的平面、曲面通常有两个面,就像一张纸有两个面一样。但德国数学家莫比乌斯(1790~1868)在1858年发现了莫比乌斯曲面。这种曲面就不能用不同的颜色来涂满两个侧面。
拓扑变换的不变性、不变量还有很多,这里不在介绍。
拓扑学建立后,由于其它数学学科的发展需要,它也得到了迅速的发展。特别是黎曼创立黎曼几何以后,他把拓扑学概念作为分析函数论的基础,更加促进了拓扑学的进展。
二十世纪以来,集合论被引进了拓扑学,为拓扑学开拓了新的面貌。拓扑学的研究就变成了关于任意点集的对应的概念。拓扑学中一些需要精确化描述的问题都可以应用集合来论述。
因为大量自然现象具有连续性,所以拓扑学具有广泛联系各种实际事物的可能性。通过拓扑学的研究,可以阐明空间的集合结构,从而掌握空间之间的函数关系。本世纪三十年代以后,数学家对拓扑学的研究更加深入,提出了许多全新的概念。比如,一致性结构概念、抽象距概念和近似空间概念等等。有一门数学分支叫做微分几何,是用微分工具来研究取线、曲面等在一点附近的弯曲情况,而拓扑学是研究曲面的全局联系的情况,因此,这两门学科应该存在某种本质的联系。1945年,美籍中国数学家陈省身建立了代数拓扑和微分几何的联系,并推进了整体几何学的发展。
拓扑学发展到今天,在理论上已经十分明显分成了两个分支。一个分支是偏重于用分析的方法来研究的,叫做点集拓扑学,或者叫做分析拓扑学。另一个分支是偏重于用代数方法来研究的,叫做代数拓扑。现在,这两个分支又有统一的趋势。
拓扑学起初叫形势分析学,这是G.W.莱布尼茨1679年提出的名词。拓扑学这个词(中文是音译)是J.B.利斯廷1847年提出的,源自希腊文位置、形势与学问。
1851年起,B.黎曼在复变函数的研究中提出,为了研究函数、研究积分,就必须研究形势分析学。从此开始了拓扑学的系统研究。
组合拓扑学的奠基人是H.庞加莱。他是在分析学和力学的工作中,特别是关于复函数的单值化和关于微分方程决定的曲线的研究中,引向拓扑学问题。他探讨了三维流形的拓扑分类问题,提出了着名的庞加莱猜想。
拓扑学的另一渊源是分析学的严密化。实数的严格定义推动了G.康托尔从1873年起系统地展开了欧氏空间中的点集的研究,得出许多拓扑概念。如:聚点、开集、连通性等。在点集论的思想影响下,分析学中出现了泛函数(即函数的函数)的概念。把函数集看成一种几何对象并讨论其中的极限,这终于导致了抽象空间的观念。
拓扑问题的一些初等例子:
柯尼斯堡七桥问题(一笔划问题)。一个散步者怎样才能走遍七座桥而每座桥只经过一次?这个18世纪的智力游戏,被L.欧拉简化为用细线画出的网络能否一笔划出的问题,然后他证明了这是根本办不到的。一个网络能否被一笔画出,与线条的长短曲直无关,只决定于其中的点与线的连接方式。设想一个网络是用柔软而有弹性的材料制作的,在它被弯曲、拉伸后,能否一笔画出的性质是不会改变的。
欧拉的多面体公式与曲面的分类。欧拉发现,不论什么形状的凸多面体,其顶点数 、棱数 、面数 之间总有 这个关系。由此可证明正多面体只有五种。如果多面体不是凸的而呈框形(图33),则不管框的形状如何,总有 。这说明,凸形与框形之间有比长短曲直更本质的差别,通俗地说,框形里有个洞。
在连续变形下,凸体的表面可以变成球面,框的表面可以变成环面(轮胎面)。这两者都不能通过连续变形互变(图34)。在连续变形下封门曲面有多少种不同类型?怎样鉴别他们?这曾是19世纪后半叶拓扑学研究的主要问题。
纽结问题。空间中一条自身不相交的封闭曲线,会发生打结现象。要问一个结能否解开(即能否变形成平放的圆圈),或者问两个结能否互变(如图35中两个三叶结能否互变)。同时给出严格证明,那远不是件容易的事了。
布线问题(嵌入问题)。一个复杂的网络能否布在平面上而又不自相交叉?做印制电路时自然会碰到这个问题。图36左面的图,把一条对角线移到方形外面就可以布在平面上。但图37中两个图却无论怎样移动都不能布在平面上。1930年K•库拉托夫斯基证明,一个网络是否能嵌入平面,就看其中是否不含有这两个图之一。
以上这些例子说明,几何图形还有一些不能用传统的几何方法来研究的性质。这些性质与长度、角度无关,它们所表现的是图形整体结构方面的特征。这种性质就是图形的所谓拓扑性质。
拓扑学的由来
几何拓扑学是十九世纪形成的一门数学分支,它属于几何学的范畴。有关拓扑学的一些内容早在十八世纪就出现了。那时候发现一些孤立的问题,后来在拓扑学的形成中占着重要的地位。
在数学上,关于哥尼斯堡七桥问题、多面体的欧拉定理、四色问题等都是拓扑学发展史的重要问题。
哥尼斯堡(今俄罗斯加里宁格勒)是东普鲁士的首都,普莱格尔河横贯其中。十八世纪在这条河上建有七座桥,将河中间的两个岛和河岸联结起来。人们闲暇时经常在这上边散步,一天有人提出:能不能每座桥都只走一遍,最后又回到原来的位置。这个问题看起来很简单有很有趣的问题吸引了大家,很多人在尝试各种各样的走法,但谁也没有做到。看来要得到一个明确、理想的答案还不那么容易。
1736年,有人带着这个问题找到了当时的大数学家欧拉,欧拉经过一番思考,很快就用一种独特的方法给出了解答。欧拉把这个问题首先简化,他把两座小岛和河的两岸分别看作四个点,而把七座桥看作这四个点之间的连线。那么这个问题就简化成,能不能用一笔就把这个图形画出来。经过进一步的分析,欧拉得出结论——不可能每座桥都走一遍,最后回到原来的位置。并且给出了所有能够一笔画出来的图形所应具有的条件。这是拓扑学的“先声”。
在拓扑学的发展历史中,还有一个着名而且重要的关于多面体的定理也和欧拉有关。这个定理内容是:如果一个凸多面体的顶点数是v、棱数是e、面数是f,那么它们总有这样的关系:f+v-e=2。
根据多面体的欧拉定理,可以得出这样一个有趣的事实:只存在五种正多面体。它们是正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体。
着名的“四色问题”也是与拓扑学发展有关的问题。四色问题又称四色猜想,是世界近代三大数学难题之一。
四色猜想的提出来自英国。1852年,毕业于伦敦大学的弗南西斯.格思里来到一家科研单位搞地图着色工作时,发现了一种有趣的现象:“看来,每幅地图都可以用四种颜色着色,使得有共同边界的国家都被着上不同的颜色。”
1872年,英国当时最着名的数学家凯利正式向伦敦数学学会提出了这个问题,于是四色猜想成了世界数学界关注的问题。世界上许多一流的数学家都纷纷参加了四色猜想的大会战。1878~1880年两年间,着名律师兼数学家肯普和泰勒两人分别提交了证明四色猜想的论文,宣布证明了四色定理。但后来数学家赫伍德以自己的精确计算指出肯普的证明是错误的。不久,泰勒的证明也被人们否定了。于是,人们开始认识到,这个貌似容易的题目,其实是一个可与费马猜想相媲美的难题。
进入20世纪以来,科学家们对四色猜想的证明基本上是按照肯普的想法在进行。电子计算机问世以后,由于演算速度迅速提高,加之人机对话的出现,大大加快了对四色猜想证明的进程。1976年,美国数学家阿佩尔与哈肯在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上,用了1200个小时,作了100亿判断,终于完成了四色定理的证明。不过不少数学家并不满足于计算机取得的成就,他们认为应该有一种简捷明快的书面证明方法。
上面的几个例子所讲的都是一些和几何图形有关的问题,但这些问题又与传统的几何学不同,而是一些新的几何概念。这些就是“拓扑学”的先声。
什么是拓扑学?
拓扑学的英文名是Topology,直译是地志学,也就是和研究地形、地貌相类似的有关学科。我国早期曾经翻译成“形势几何学”、“连续几何学”、“一对一的连续变换群下的几何学”,但是,这几种译名都不大好理解,1956年统一的《数学名词》把它确定为拓扑学,这是按音译过来的。
拓扑学是几何学的一个分支,但是这种几何学又和通常的平面几何、立体几何不同。通常的平面几何或立体几何研究的对象是点、线、面之间的位置关系以及它们的度量性质。拓扑学对于研究对象的长短、大小、面积、体积等度量性质和数量关系都无关。
举例来说,在通常的平面几何里,把平面上的一个图形搬到另一个图形上,如果完全重合,那么这两个图形叫做全等形。但是,在拓扑学里所研究的图形,在运动中无论它的大小或者形状都发生变化。在拓扑学里没有不能弯曲的元素,每一个图形的大小、形状都可以改变。例如,前面讲的欧拉在解决哥尼斯堡七桥问题的时候,他画的图形就不考虑它的大小、形状,仅考虑点和线的个数。这些就是拓扑学思考问题的出发点。
拓扑性质有那些呢?首先我们介绍拓扑等价,这是比较容易理解的一个拓扑性质。
在拓扑学里不讨论两个图形全等的概念,但是讨论拓扑等价的概念。比如,尽管圆和方形、三角形的形状、大小不同,在拓扑变换下,它们都是等价图形。左图的三样东西就是拓扑等价的,换句话讲,就是从拓扑学的角度看,它们是完全一样的。
在一个球面上任选一些点用不相交的线把它们连接起来,这样球面就被这些线分成许多块。在拓扑变换下,点、线、块的数目仍和原来的数目一样,这就是拓扑等价。一般地说,对于任意形状的闭曲面,只要不把曲面撕裂或割破,他的变换就是拓扑变幻,就存在拓扑等价。
拓扑学的由来
几何拓扑学是十九世纪形成的一门数学分支,它属于几何学的范畴。有关拓扑学的一些内容早在十八世纪就出现了。那时候发现一些孤立的问题,后来在拓扑学的形成中占着重要的地位。
在数学上,关于哥尼斯堡七桥问题、多面体的欧拉定理、四色问题等都是拓扑学发展史的重要问题。
哥尼斯堡(今俄罗斯加里宁格勒)是东普鲁士的首都,普莱格尔河横贯其中。十八世纪在这条河上建有七座桥,将河中间的两个岛和河岸联结起来。人们闲暇时经常在这上边散步,一天有人提出:能不能每座桥都只走一遍,最后又回到原来的位置。这个问题看起来很简单有很有趣的问题吸引了大家,很多人在尝试各种各样的走法,但谁也没有做到。看来要得到一个明确、理想的答案还不那么容易。
1736年,有人带着这个问题找到了当时的大数学家欧拉,欧拉经过一番思考,很快就用一种独特的方法给出了解答。欧拉把这个问题首先简化,他把两座小岛和河的两岸分别看作四个点,而把七座桥看作这四个点之间的连线。那么这个问题就简化成,能不能用一笔就把这个图形画出来。经过进一步的分析,欧拉得出结论——不可能每座桥都走一遍,最后回到原来的位置。并且给出了所有能够一笔画出来的图形所应具有的条件。这是拓扑学的“先声”。
在拓扑学的发展历史中,还有一个着名而且重要的关于多面体的定理也和欧拉有关。这个定理内容是:如果一个凸多面体的顶点数是v、棱数是e、面数是f,那么它们总有这样的关系:f+v-e=2。
根据多面体的欧拉定理,可以得出这样一个有趣的事实:只存在五种正多面体。它们是正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体。
着名的“四色问题”也是与拓扑学发展有关的问题。四色问题又称四色猜想,是世界近代三大数学难题之一。
四色猜想的提出来自英国。1852年,毕业于伦敦大学的弗南西斯.格思里来到一家科研单位搞地图着色工作时,发现了一种有趣的现象:“看来,每幅地图都可以用四种颜色着色,使得有共同边界的国家都被着上不同的颜色。”
1872年,英国当时最着名的数学家凯利正式向伦敦数学学会提出了这个问题,于是四色猜想成了世界数学界关注的问题。世界上许多一流的数学家都纷纷参加了四色猜想的大会战。1878~1880年两年间,着名律师兼数学家肯普和泰勒两人分别提交了证明四色猜想的论文,宣布证明了四色定理。但后来数学家赫伍德以自己的精确计算指出肯普的证明是错误的。不久,泰勒的证明也被人们否定了。于是,人们开始认识到,这个貌似容易的题目,其实是一个可与费马猜想相媲美的难题。
进入20世纪以来,科学家们对四色猜想的证明基本上是按照肯普的想法在进行。电子计算机问世以后,由于演算速度迅速提高,加之人机对话的出现,大大加快了对四色猜想证明的进程。1976年,美国数学家阿佩尔与哈肯在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上,用了1200个小时,作了100亿判断,终于完成了四色定理的证明。不过不少数学家并不满足于计算机取得的成就,他们认为应该有一种简捷明快的书面证明方法。
上面的几个例子所讲的都是一些和几何图形有关的问题,但这些问题又与传统的几何学不同,而是一些新的几何概念。这些就是“拓扑学”的先声。
什么是拓扑学?
拓扑学的英文名是Topology,直译是地志学,也就是和研究地形、地貌相类似的有关学科。我国早期曾经翻译成“形势几何学”、“连续几何学”、“一对一的连续变换群下的几何学”,但是,这几种译名都不大好理解,1956年统一的《数学名词》把它确定为拓扑学,这是按音译过来的。
拓扑学是几何学的一个分支,但是这种几何学又和通常的平面几何、立体几何不同。通常的平面几何或立体几何研究的对象是点、线、面之间的位置关系以及它们的度量性质。拓扑学对于研究对象的长短、大小、面积、体积等度量性质和数量关系都无关。
举例来说,在通常的平面几何里,把平面上的一个图形搬到另一个图形上,如果完全重合,那么这两个图形叫做全等形。但是,在拓扑学里所研究的图形,在运动中无论它的大小或者形状都发生变化。在拓扑学里没有不能弯曲的元素,每一个图形的大小、形状都可以改变。例如,前面讲的欧拉在解决哥尼斯堡七桥问题的时候,他画的图形就不考虑它的大小、形状,仅考虑点和线的个数。这些就是拓扑学思考问题的出发点。
拓扑性质有那些呢?首先我们介绍拓扑等价,这是比较容易理解的一个拓扑性质。
在拓扑学里不讨论两个图形全等的概念,但是讨论拓扑等价的概念。比如,尽管圆和方形、三角形的形状、大小不同,在拓扑变换下,它们都是等价图形。左图的三样东西就是拓扑等价的,换句话讲,就是从拓扑学的角度看,它们是完全一样的。
在一个球面上任选一些点用不相交的线把它们连接起来,这样球面就被这些线分成许多块。在拓扑变换下,点、线、块的数目仍和原来的数目一样,这就是拓扑等价。一般地说,对于任意形状的闭曲面,只要不把曲面撕裂或割破,他的变换就是拓扑变幻,就存在拓扑等价。
应该指出,环面不具有这个性质。比如像左图那样,把环面切开,它不至于分成许多块,只是变成一个弯曲的圆桶形,对于这种情况,我们就说球面不能拓扑的变成环面。所以球面和环面在拓扑学中是不同的曲面。
直线上的点和线的结合关系、顺序关系,在拓扑变换下不变,这是拓扑性质。在拓扑学中曲线和曲面的闭合性质也是拓扑性质。
我们通常讲的平面、曲面通常有两个面,就像一张纸有两个面一样。但德国数学家莫比乌斯(1790~1868)在1858年发现了莫比乌斯曲面。这种曲面就不能用不同的颜色来涂满两个侧面。
拓扑变换的不变性、不变量还有很多,这里不在介绍。
拓扑学建立后,由于其它数学学科的发展需要,它也得到了迅速的发展。特别是黎曼创立黎曼几何以后,他把拓扑学概念作为分析函数论的基础,更加促进了拓扑学的进展。
二十世纪以来,集合论被引进了拓扑学,为拓扑学开拓了新的面貌。拓扑学的研究就变成了关于任意点集的对应的概念。拓扑学中一些需要精确化描述的问题都可以应用集合来论述。
因为大量自然现象具有连续性,所以拓扑学具有广泛联系各种实际事物的可能性。通过拓扑学的研究,可以阐明空间的集合结构,从而掌握空间之间的函数关系。本世纪三十年代以后,数学家对拓扑学的研究更加深入,提出了许多全新的概念。比如,一致性结构概念、抽象距概念和近似空间概念等等。有一门数学分支叫做微分几何,是用微分工具来研究取线、曲面等在一点附近的弯曲情况,而拓扑学是研究曲面的全局联系的情况,因此,这两门学科应该存在某种本质的联系。1945年,美籍中国数学家陈省身建立了代数拓扑和微分几何的联系,并推进了整体几何学的发展。
拓扑学发展到今天,在理论上已经十分明显分成了两个分支。一个分支是偏重于用分析的方法来研究的,叫做点集拓扑学,或者叫做分析拓扑学。另一个分支是偏重于用代数方法来研究的,叫做代数拓扑。现在,这两个分支又有统一的趋势。
拓扑学在泛函分析、李群论、微分几何、微分方程额其他许多数学分支中都有广泛的应用。
参考资料:http://www.ikepu.com/maths/maths_branch/topology_total.htm 应该指出,环面不具有这个性质。比如像左图那样,把环面切开,它不至于分成许多块,只是变成一个弯曲的圆桶形,对于这种情况,我们就说球面不能拓扑的变成环面。所以球面和环面在拓扑学中是不同的曲面。
直线上的点和线的结合关系、顺序关系,在拓扑变换下不变,这是拓扑性质。在拓扑学中曲线和曲面的闭合性质也是拓扑性质。
我们通常讲的平面、曲面通常有两个面,就像一张纸有两个面一样。但德国数学家莫比乌斯(1790~1868)在1858年发现了莫比乌斯曲面。这种曲面就不能用不同的颜色来涂满两个侧面。
拓扑变换的不变性、不变量还有很多,这里不在介绍。
拓扑学建立后,由于其它数学学科的发展需要,它也得到了迅速的发展。特别是黎曼创立黎曼几何以后,他把拓扑学概念作为分析函数论的基础,更加促进了拓扑学的进展。
Ⅶ 拓扑排序排课表
信息工程启者敬系软件技术学生课程嫌缺表(拓扑排序)
拓扑图为:(图不好粘贴)
运用拓扑概念排序的结果:
C1 , C9 , C3 , C2 , C7 , C4, C5 , C8 , C6
C1计算机应用基础 C2 C语言 C3 VB语言 C4 JSP C5数字逻辑电路 C6软件工程
C7计算机网络基础 C8 Java语言 C9计算机数学基础
/*-------------------------------主类-----------------------------*/
public class Navy1 {
public static void main(String[] args) {
topology(); //调用拓扑的构造方法
}
public static void topology() { //构造拓扑方法
/**
声明拓扑图中的元素
定义节点和节点之间的关系
Entry(a,b)a为b的前悄慎导
**/
Entry[] relations = { new Entry(9, 2), new Entry(3,7),
new Entry(7, 5), new Entry(5, 8), new Entry(8, 6),
new Entry(4, 6), new Entry(1, 3), new Entry(7, 4),
new Entry(9, 5), new Entry(2, 8) };
int n = 9;
int n1 = 9;
/*计算拓扑图中节点数*/
int[] count = { -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
/*开辟内存空间*/
Node[] top = { null, null, null, null, null, null, null, null, null, null };
Node p = null;
for (int i = 0; i < relations.length; i++) {
count[relations[i].k]++;
p = new Node();
p.suc = relations[i].k;
p.next = top[relations[i].j];
top[relations[i].j] = p;
}
int r = 0;
int[] qlink = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (count[i] == 0) {
qlink[r] = i;
r = i;
}
}
int f = qlink[0];
System.out.println("题目及要求:");
System.out.println("课程排课程序。写一个程序,实现对某个专业的课程进行排课的功能。");
System.out.println("已知某专业的课程和它们的前导和后续关系(以有向图的形式表示),");
System.out.println("请用拓扑排序算法求出这些课程的优先关系并输出一种排课结果");
System.out.println("--------------------------------------");
System.out.println("08信息工程系软件技术课程表(拓扑排序)");
while (true)
{
System.out.println(f);
if (f == 0) //结束条件
{
break;
}
else
{
n1--;
p = top[f];
while (true)
{
if (p == null)
{
break;
}
else
{
count[p.suc]--;
if (count[p.suc] == 0)
{
qlink[r] = p.suc;
r = p.suc;
}
p = p.next;
}
}
f = qlink[f];
}
}
System.out.println("结束的标志为:" + n1);
System.out.println("--------------------------------------------");
System.out.println("注释(数字对应的课程):");
System.out.println("1 计算机应用基础 2 C语言 3 VB语言 ");
System.out.println("4 JSP 5 数字逻辑电路 6 软件工程");
System.out.println("7 计算机网络基础 8 Java语言 9 计算机数学基础");
System.out.println("--------------------------------------------");
}
/*构造元素类*/
private static class Entry
{
public Entry(int begin, int end) //定义开始元素和结束元素
{
this.j = begin;
this.k = end;
}
int j;
int k;
}
/*声明节点的后继*/
private static class Node
{
public Node(int suc, Node next)
{
this.suc = suc;
this.next = next;
}
public Node()
{
}
int suc;
Node next;
}
}
Ⅷ 链路状态路由算法的算法思想
链路状态算法的思想是要求网络中所有参与链路状态路由协议的路由器都掌握网络的全部拓扑结构信息,并记录在路由数据库中。链路状态算法中路由数据库实质上是一个网络结构的拓扑图,该拓扑图由一个节点的集合和一个边的集合构成。在网络拓扑图中,结点代表网络中路由器,边代表路由器之间的物理链路。在网络拓扑结构图中,每一条链路上可以附加不同的属性,例如链路的状态、距离或费用等。如果没一个路由器所保存的网络拓扑结构图都是一致的,那么个路由器生成的路由表也是最佳的,不存在错误路由或循环路由。
Ⅸ Dijkstrath算法是什么如何用Dijkstrath算法求计算机网络拓扑图的最短路径
Dijkstra算法是典型 的单源最短路径算法,用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展,直到扩展到终点为止。Dijkstra算法是很有代表性的最短路径算法,在很多专业课程中都作为基本内容有详细的介绍,如数据结构,图论,运筹学等等。Dijkstra一般的表述通常有两种方式,一种用永久和临时标号方式,一种是用OPEN, CLOSE表的方式,这里均采用永久和临时标号的方式。注意该算法要求图中不存在负权边。
迪杰斯特拉(Dijkstra)算法思想
按路径长度递增次序产生最短路径算法:
把V分成两组:
(1)S:已求出最短路径的顶点的集合
(2)V-S=T:尚未确定最短路径的顶点集合
将T中顶点按最短路径递增的次序加入到S中,
保证:(1)从源点V0到S中各顶点的最短路径长度都不大于
从V0到T中任何顶点的最短路径长度
(2)每个顶点对应一个距离值
S中顶点:从V0到此顶点的最短路径长度
T中顶点:从V0到此顶点的只包括S中顶点作中间
顶点的最短路径长度
依据:可以证明V0到T中顶点Vk的最短路径,或是从V0到Vk的
直接路径的权值;或是从V0经S中顶点到Vk的路径权值之派渣和
(反证法可证)尘穗悄
求最短路径步骤
算法步骤如下:
1. 初使时令 S={V0},T={其余顶点},T中顶点对应的距离值
若存在族改<V0,Vi>,d(V0,Vi)为<V0,Vi>弧上的权值
若不存在<V0,Vi>,d(V0,Vi)为∝
2. 从T中选取一个其距离值为最小的顶点W且不在S中,加入S
3. 对其余T中顶点的距离值进行修改:若加进W作中间顶点,从V0到Vi的
距离值缩短,则修改此距离值
重复上述步骤2、3,直到S中包含所有顶点,即W=Vi为止