הטכניון מכון טכנולוגי לישראל אלגוריתמים 1 )443432( סמסטר חורף הפקולטה למדעי המחשב תרגול 9 מסלולים קלים ביותר תרגיל APSP - 1 עד כה דנו באלגור

מסמכים קשורים
תכנון אלגוריתמים עבודת בית 4: תכנון אלגוריתמים תאריך הגשה: 02: , בצהריים,תא מספר 66 בקומת כניסה של בניין 003 מתרגל אחראי: אורי 0

Algorithms Tirgul 1

פקולטה: מחלקה: שם הקורס: קוד הקורס: מדעי הטבע מדעי המחשב ומתמטיקה מתמטיקה בדידה תאריך בחינה: _ 07/07/2015 משך הבחינה: 3 שעות סמ' _ב' מועד

Microsoft Word - ExamA_Final_Solution.docx

Microsoft Word - Questions Booklet Spring 2009

Microsoft Word - tutorial Dynamic Programming _Jun_-05.doc

תרגול מס' 7 – חזרה על MST ואלגוריתם Dijkstra

תכנות דינמי פרק 6, סעיפים 1-6, ב- Kleinberg/Tardos סכום חלקי מרחק עריכה הרעיון: במקום להרחיב פתרון חלקי יחיד בכל צעד, נרחיב כמה פתרונות אפשריים וניקח

<4D F736F F D20EEF9E5E5E0E5FA20E3E9F4F8F0F6E9E0ECE9E5FA2E646F63>

אוניברסיטת חיפה החוג למדעי המחשב מרצה: שולי וינטנר מתרגלים: נעמה טוויטו, מחמוד שריף מבוא למדעי המחשב סמסטר א' תשע"ב בחינת סיום, מועד א', הנחי

מבנים בדידים וקומבינטוריקה סמסטר אביב תשע"ט מספרי רמזי תרגול 11 הגדרה: (t R = R(s, הוא המספר הטבעי הקטן ביותר כך שבכל צביעה של צלעות הגרף וכחול(, קיים

אוניברסיטת חיפה החוג למדעי המחשב מרצה: שולי וינטנר מתרגלים: נעמה טוויטו, מחמוד שריף מבוא למדעי המחשב סמסטר א' תשע"ב בחינת סיום, מועד א', הנחי

מקביליות

מועד: א בחינה סופית במתמטיקה דיסקרטית משך הבחינה: 2 1 שעות מרצה: פרופ' תאופיק מנסור תאריך: סמסטר: א תשע"ח m 2 הוראות לנבחן: )1( הבחינה מו

שאלון להערכה עצמית במתמטיקה לקראת לימודי שנה א מדוע להתכונן לשנה א מסלולי לימוד רבים באוניברסיטה (מדעי המחשב, הנדסה, פיזיקה וכמובן מתמטיקה) דורשים לימ

תאריך הבחינה 30

מטלת מנחה (ממ"ן) 11 הקורס: חשבון אינפיניטסימלי II חומר הלימוד למטלה: יחידות 2,1 4 מספר השאלות: 7 משקל המטלה: נקודות סמסטר: ב 2007 מו

תכנון אלגוריתמים, אביב 1021, תרגול מס' 4 תכנון דינאמי תכנון דינאמי בתרגול זה נדון בבעיית הכפלת סדרת מטריצות (16.1.(CLR ראשית נראה דוגמא: דוגמא: תהינה

Microsoft Word - עבודת פסח לכיתה י 5 יחל.doc

אנליזה מתקדמת

תשובות מלאות לבחינת הבגרות במתמטיקה מועד ג' תשע"ד, מיום 0/8/0610 שאלונים: 313, מוצע על ידי בית הספר לבגרות ולפסיכומטרי של אבירם פלדמן שאלה מספר

אוניברסיטת חיפה החוג למדעי המחשב.5.6 מבוא למדעי המחשב סמסטר א' תשע"ז בחינה סופית מועד א', מרצה: שולי וינטנר מתרגלים: סמאח אידריס, ראמי עילבו

! 1! משוואות מסדר ראשו! (הפרדת משתני*, הומוגנית, לינארית) xyy = 1 x y xy 2 = 2xy 2 מצא את הפתרו' הכללי: x y y = 3 א) y ג) ב) ד) y tan x = y (1 ( x+ y

תוכן העניינים: פרק צמצומים ומימושים של פונקציות בוליאניות... 2 צמצומים של פונקציות באמצעות מפת קרנו:...2 שאלות:... 2 תשובות סופיות:... 4 צמצום

Microsoft Word B

מבוא למדעי המחשב

áñéñ åîéîã (ñéåí)

מבוא למדעי המחשב

תאריך פרסום: תאריך הגשה: מבנה נתונים תרגיל 5 )תיאורטי( מרצה ומתרגל אחראים: צחי רוזן, דינה סבטליצקי נהלי הגשת עבודה: -את העבודה יש לה

תיק משימטיקה מגרף הנגזרת לגרף הפונקציה להנגשה פרטנית נא לפנות: כל הזכויות שמורות

. [1,3] ו = 0 f(3) f(1) = עמוד 1 מתוך 6 דר' ז. אולחא מס' הקורס 9711 חדו''א הנ מכונות 1 f ( x) = ( x 1)( x 2)( x 3) c= f c = c (1,3), c תשובות I 1) פונ

עבודה במתמטיקה לכיתה י' 5 יח"ל פסח תשע"ה אפריל 5105 קשה בלימודים, קל במבחנים, קל בחיים עבודה במתמטיקה לכיתה י' 5 יח"ל פסח תשע"ה יש לפתור את כל השאלות

שיטות הסתברותיות ואלגוריתמים חוברת התרגילים 25 באוקטובר 2015 חוברת זו מכילה תרגילים נבחרים מהיסטוריית הקורס ופתרונם. בשעות האימון יוצג מבחר מהתרגילים

חשבון אינפיניטסימלי מתקדם 1

אוניברסיטת חיפה החוג למדעי המחשב מבוא למדעי המחשב מועד א' סמסטר ב', תשע"ג, משך המבחן: שעתיים וחצי חומר עזר: אסור הנחיות: וודאו כי יש בידיכם

Microsoft Word - SDAROT 806 PITRONOT.doc

מבחן 7002 פרטים כלליים מועד הבחינה: בכל זמן מספר השאלון: 1 משך הבחינה: 3 שעות חומר עזר בשימוש: הכל )ספרים ומחברות( המלצות: קרא המלצות לפני הבחינה ובדי

תרגיל 9 מבוא ללוגיקה ותורת הקבוצות, סתיו תשע"ד 1. תהי L השפה בעלת סימן פונקצייה דו מקומי G, סימן פונקציה חד מקומי T, סימן יחס תלת מקומי.c, d וקבועים L

מבוא לאנליזה נומרית na191 Assignment 2 solution - Finding Roots of Nonlinear Equations y cos(x) שאלה 1 היכן נחתכים הגרפים של? y x 3 1 ושל ממש פתרונות

משוואות דיפרנציאליות מסדר ראשון

סדרה חשבונית והנדסית

מתמטיקה של מערכות

מספר זהות: סמסטר ב' מועד א' תאריך: 11102/4// שעה: 9:22 משך הבחינה: 3 שעות חומר עזר: אין מותר השימוש במחשבון פשוט בחינה בקורס: מבני נתונים מרצה: הדר בי

תורת החישוביות תרגול הכנה לוגיקה ותורת הקבוצות מה יש כאן? בקורס תורת החישוביות נניח ידע בסיסי בתורת הקבוצות ובלוגיקה, והכרות עם מושגים בסיסיים כמו א"ב

מקביליות

תוצאות סופיות מבחן אלק' פיקוד ובקרה קיץ 2014

<4D F736F F D20F4FAF8E5EF20EEE5F2E320E020F1EEF1E8F820E120FAF9F2E3>

Microsoft Word - solutions.doc

שיעור 1

פתרונות לדף מס' 5

תרגול 1

2019 שאלות מומלצות לתרגול מס' דיפרנציאביליות של פונקציה סקלרית )המשך(. כלל השרשרת. S = ( x, y, z) z = x + 3y על המשטח מצאו נקודה בה מישור משיק

. שאלה 1: ה אי x] T : R 4[ x] R 4[ אופרטור ליניארי מוגדר על-ידי T( ax bx cx d) bx ax cx c )13 נק'( א( מצאו את הערכים העצמיים, המרחבים העצמיים

Tutorial 11

עב 001 ינואר 12 מועד חורף פתרונות עפר

בחן במערכות הפעלה

פקולטה לחינוך מנהל סטודנטים Beit Berl College الكلية االكاديمية بيت بيرل 20/06/2016 י"ד/סיון/תשע"ו ייעוץ וירטואלי הרכבת מערכת )רישום לקורסים( באמצעות

מבוא למדעי המחשב - חובלים

Microsoft Word - vaidya.doc

PRESENTATION NAME

Microsoft Word - hedva 806-pitronot-2011.doc

מבחן חוזר במכניקה 55 א יא יח""ללח פתור 3 מהשאלות 1-5 לכל שאלה 33%. חומר עזר מותר מחשבון ונוסחאון של בגרות. v m sec משך הבחינה 105 דקות. שאלה מספר 1 4

מקומות גיאומטריים השתלמות קיץ הקדמה: נושא המקומות הגיאומטריים הינו מרכזי בתכנית הלימוד ל- 5 יח"ל. פרק זה מאגד בתוכו את כל המרכיבים של הגיאומטרי

Microsoft Word - c_SimA_MoedA2006.doc

פתרון 2000 א. טבלת מעקב אחר ביצוע האלגוריתם הנתון עבור הערכים : פלט num = 37, sif = 7 r האם ספרת האחדות של sif שווה ל- num num 37 sif 7 שורה (1)-(2) (

פתרון וחקירת מערכות של משוואות לינאריות שאלות: 1( מצא אילו מהמערכות הבאות הן מערכות שקולות: 2x+ y= 4 x+ y= 3 x y = 0 2x+ y = 3 x+ 10y= 11 א. 2x 2y= 0

Microsoft PowerPoint - Lecture1

Untitled

פרויקט "רמזור" של קרן אביטל בס "ד מערך שיעור בנושא: "פונקציה" טליה קיפניס והדסה ערמי, מאולפנת צביה פרטים מקדימים על מערך השיעור: השיעור מהווה מבוא לנו

MathType Commands 6 for Word

שעור 6

1 בגרות עח יולי 18 מועד קיץ ב שאלון x b 2 2 y x 6x שיעור ה- א x לכן, של קדקוד הפרבולה, ו-, מתקבל על ידי הנוסחה a. C(3, 9) ובהתאם, y. (3, 9) 2 C

מבוא לתכנות ב- JAVA תרגול 7

Microsoft Word - 01 difernziali razionalit

תרגיל בית מספר 1#

משוואות דפרנציאליות רגילות /ח

א. נציג את השרטוט המתאים ונסביר בהמשך: שטח המשולש גדול פי משטח המשולש בגרות סט יולי 09 מועד קיץ ב שאלון CAE, CEB כאשר לשני המשולשים גובה משותף

מהוא לתכנות ב- JAVA מעבדה 3

<4D F736F F D20FAF8E2E9EC203220E0F7E520EEE020FAF9F2E1>

<4D F736F F D20FAF8E2E5EC20E0ECE2E1F8E420EEF2E5F8E D F9E0ECE5FA2E646F63>

מבחן סוף סמסטר מועד א 15/02/08 מרצה אחראית: דר שירלי הלוי גינסברג מתרגלים: גלעד קותיאל, דניאל גנקין הוראות: א. בטופס המבחן 7 עמודים ו 4 דפי נוסחאות. ב

Microsoft Word - Ass1Bgu2019b_java docx

שאלה 2. תכנות ב - CShell

מבחן סוף סמסטר מועד ב 28/10/08 מרצה אחראית: דר שירלי הלוי גינסברג מתרגלים: גלעד קותיאל, גדי אלכסנדרוביץ הוראות: א. בטופס המבחן 6 עמודים (כולל דף זה) ו

דף נגזרות ואינטגרלים לשאלון 608 כללים למציאת נגזרת של פונקציה: n 1. y' n x n, y הנגזרת x.1 נכפול בחזקה )נרשום אותה משמאל ל- (. x א. נחסר אחד מהחזקה. ב

א"ודח ב2 גרבימ הרש 1 רפסמ האצרה סקוטס טפשמו בחרמב םיווק םילרגטניא 13 בחרמב ינש גוסמ יוק לרגטניא L יהי :ידי לע ירטמרפ ןפואב ראותמה בחרמב קלח םוקע (x(t)

הגשה תוך שבוע בשעת התרגול

Data Structure Assignment no.3 תאריך הגשה: p.m. 11/09/16, 23:59 את העבודה יש להגיש בזוגות במערכת ההגשות.submission system על העבודה להיות מוגשות כקובץ

Microsoft Word ACDC à'.doc

המשך חוזים עתידיים F- מייצג את מחיר החוזה S0 המחיר היום של נכס הבסיס t תקופת הזמן בה תתבצע העסקה St המחיר של נכס הבסיס בזמן סיום החוזה. כיצד נקבע מחיר

Microsoft Word - Sol_Moedb10-1-2,4

תרגיל בית מספר 1#

סט נובמבר 08 מועד מיוחד - פתרונות עפר.doc

מתמטיקה לכיתה ט פונקציה ריבועית

תרגיל 5-1

Microsoft Word - beayot tnua 3 pitronot.doc

Disclaimer מסמך זה הינו סיכום און-ליין של השיעור ולא עבר עריכה כלל. מצאת טעות? שלח/י לי מייל ואתקן: 07/05/2009 קורס: מערכות ה

Microsoft Word - 28

Limit

תרגיל בית מספר 1#

תמליל:

תרגול 9 מסלולים קלים ביותר תרגיל APSP - 1 עד כה דנו באלגוריתמים לפתרון בעית מסלולים קלים מציאת מסלולים קלים ביותר מצומת ביותר ממקור יחיד. כלומר, V לכל צמתי הגרף. בעיה אחרת הקשורה לבעיה זו היא בעית ה-( APSP ).All-Pair Sortet Pat כפי שנרמז משמה של הבעיה, אנו מתבקשים לחשב את )משקל( מסלול קל ביותר בין כל זוג צמתים בגרף. נדגיש כי אנו לא מניחים דבר על המשקלות, פרט לכך שאין מעגל שלילי בגרף. כלומר, ייתכנו משקלות שליליות. פתרון אחד אפשרי היא O V E לבעיה שכן אנו מריצים V הוא להריץ בלמן פורד מכל צומת. עלות אלגוריתם זה פעמים בלמן פורד. נדמה שאלגוריתם זה הוא בזבזני למדי שכן בכל הרצה אנו מתעלמים לחלוטין מכל המידע שהצטבר בהרצות קודמות )מה שיכול להזכיר לנו את המצב שהיינו בו כשפתרנו את בעיית מציאת כל השורשים של גרף מכוון נתון(. ואכן כך הדבר קיים אלגוריתם, שנפגוש בהרצאות בהמשך הקורס, הנקרא בעיית ה- APSP בזמן האלגוריתם של פלויד-וורשל (Floyd-Warall).O V 3 הפותר את בתרגיל זה אנו נלך בגישה שונה. כמה זמן יקח לנו לפתור את בעיית ה- APSP עבור גרף בו כל המשקלים אי-שליליים? ובכן, במקרה דייקסטרה מכל צומת תעלה לנו בסך הכל זה, הרצה נאיבית למדי של, שכן הרצה בודדת. V עולה ולכן הרצות יעלו הרעיון אם כך הוא להמיר את משקלי הקשתות במשקלים אי-שלילים תוך שימור מסלולים קלים יהיה צוואר הבקבוק בזמן הריצה ביותר וזאת מספיק מהר בכדי ש- של האלגוריתם.

אלגוריתם זה, שנפתח מיד, נקרא האלגוריתם של ג'ונסון (1977 (Jonon, והוא עולה בביצועיו על זה של פלויד-וורשל כאשר הוא מופעל על גרפים שאינם צפופים מדי )ובפרט כאשר (. w: E R G V, E מכאן ואילך אנו נניח כי נתון לנו גרף עם פונקצית משקל על. הקשתות, כך שאין מעגל במשקל שלילי ב- G : V R טענה 1 תהא w : E R באופן הבא: לכל קשת פונקצית משקל המתאימה לכל uv E נגדיר צומת מספר ממשי. נגדיר. w uv u w uv v אזי. w w מסלול p ל- v מ- u הוא קל ביותר לפי אם"ם הוא קל ביותר לפי.1. w 4. אין מעגלים שליליים לפי. p u v1 v vk אז v הוכחה יהא k1 k1 w p w v v w v v v v u v w p,, i i1 i i1 i i1 i1 i1 על כן. w p w p u v בצד ימין של שוויון זה אנו רואים ביטוי שאינו תלוי במסלול p גדלים באותו ביטוי ( אלא רק בצמתי הקצה u אם כך, משקל כל המסלולים מ-. uv,. w במקום לפי w ) u כשמסתכלים עליהם לפי v ל- v. w w בפרט, p הוא מסלול קל ביותר לפי אם"ם הוא מסלול קל ביותר לפי בכדי להוכיח את החלק השני של הטענה נבחין כי במקרה של מעגל מתקיים. w C w C בפרט, מכיוון שאנו מניחים שאין מעגלים שליליים לפי v ולכן v 1 k. w, w אין מעגלים שליליים לפי

uv E : V R כל שנותר אם כך הוא למצוא פונקציה כך שלכל מתקיים 0. w uv u v אי השוויון הזה מוכר? ודאי הוא דומה בצורתו לאי-שוויון המשולש, המתקיים עבור מסלולים קלים ביותר. ו- V. E ' E v : v כמו כן ' we w e V ' V לכל vv כך ש- G ' V ', E ' נגדיר גרף חדש w': נגדיר E R כך ש- 0 w' v ו- לכל קשת אחרת.. את משקל המסלול הקל ביותר מ- ל- v ב- ' G נבחין כי v ובפרט, vv נסמן ב- v לכל. כמו כן, מכיוון שאין מעגלים שליליים v v. כלומר, G ' G v 0 בגרף אין מעגלים שליליים בגרף ולכן הוא uv E מספר ממשי. בנוסף, מאי-שוויון המשולש, לכל קשת מתקיים.. מכאן הכל ברור ניקח v u w' uv מכל האמור לעיל, יש לנו האלגוריתם הבא אלגוריתם w: E R G V, E קלט: גרף מכוון עם פונקצית משקל על הקשתות ללא מעגלים שליליים. פלט: משקל מסלול קל ביותר מכל צומת לכל צומת. בנה את ' G כפי שהוגדר לעיל. חשב את כפי שהוגדר לעיל, בעזרת האלגוריתם של.Bellman Ford.1.4. w 4. חשב את פונקצית המשקל מכל צומת u הרץ דייקסטרה לחישוב משקל מסלולים קלים ביותר מ- uv. w לכל הצמתים, ביחס לפונקצית המשקל נסמן את הערך המתקבל ב-.3. d ' u, v. d ' u, v v u u, עבור כל זוג צמתים vv החזר כפלט.5

נכונות נכונות האלגוריתם נובעת מהדיון לעיל. סיבוכיות שלב )1( עולה זמן לינארי. בשלב )4( אנו מריצים Bellman Ford על הגרף ' G ולכן זמן הריצה של שלב זה הוא ' ' 1. O V E O V V E O V VE שלב )4( רץ בזמן לינארי. שלב )3( עולה בשלב )5( ניתן לביצוע בזמן לינארי. מהאמור לעיל, והתיקון הנעשה G במקום לבחור צומת לגרף על כן הסיבוכיות הכוללת היא הערה יש מקום להבהיר למה היינו צריכים להוסיף צומת ולחשב ממנו את פונקציית המרחקים. הסיבה היא שאנו רוצים G קיים בגרף שפונקצית המרחקים תקבל ערכים סופיים, שכן אחרת פונקצית המשקל שהיא )איתם משרה היא אמנם אי-שלילית, אבל היא מקבלת גם ערכים אינסופיים דייקסטרה לא יודע )ולא אמור לדעת( להתמודד(. הדבר יקרה אם הצומת הנבחר הוא לא מקור. תרגיל בעיית ה- Arbitrage אחד היתרונות הנוספים של Bellman-Ford הוא שהוא יודע לזהות האם קיים בגרף מכוון עם משקלות על הקשתות מעגל שלילי. אנו ננצל תכונה זו של Bellman-Ford בכדי לפתור את הבעיה הבאה.

תרגיל נתונים n מסדר סוגי מטבעות. שערי החליפין בין כל זוג מטבעות נתונים על ידי מטריצה i, j A i, j כך ש- הוא שער החליפין בין המטבעות )כלומר תמורת n n A.) j A i, j יחידה אחת של מטבע i ניתן לקנות יחידות של מטבע אנו מעוניינים להכריע האם קיימת סדרה של החלפת מטבעות המתחילה ומסתיימת באותו המטבע, כך שבסיומה תהיה בידנו כמות גדולה יותר של המטבע ממנו יצאנו דרך נאה להרוויח לחמכם. פתרון G V, E ננסה לעשות רדוקציה לבעית מציאת מעגל שלילי בגרף. נגדיר גרף על. w i, j i, צמתים. כל צומת ייצג מטבע. בין כל זוג צמתים j תהיה קשת עם משקל n w i, j אנו רוצים להגדיר את כך שמעגל שלילי בגרף פירושו סדרה כנדרש. נגדיר i1, i,, i k היא סדרת מטבעות. w ואכן, אם log A i, j i, j A A A i1, i i, i3 i 1, 1 k ik log A A A log1 0 i1, i i, i3 ik 1, ik k 1 j1 ij, ij 1 log A 0 שקול ל- השקול בתורו ל- k 1 j1 j1 w i, i 0 j השקול ל-

כלומר, למעגל שלילי בגרף. מהדיון לעיל נקבל את האלגוריתם הבא: אלגוריתם n קלט: מטריצת שערי חליפין A של סוגי מטבעות. פלט: קיומה של סדרת החלפת מטבעות המבטיחה לנו רווח. בנה את הגרף הרץ את G כמתואר לעיל, יחד עם פונקצית המשקל. w Bellman-Ford מצומת שרירותי מעגל שלילי בגרף, והחזר כמוהו. V להכרעה בדבר קיומו של.1.4 נכונות נכונות האלגוריתם נובעת כמעט לחלוטין מהדיון לעיל. יש רק נקודה אחת להבהיר מכיוון שכל צמתי הגרף הם שורשים, אם קיים מעגל שלילי אז הוא ישיג מכל צומת, ולכן בשלב )4( באלגוריתם הרשנו לעצמנו לבחור באופן שרירותי את הצומת ממנו נריץ.Bellman-Ford סיבוכיות בגרף V n ו-. שלב )1( ניתן לביצוע ב-.On זמן הריצה של שלב E O n 3 On )4( הוא. O VE