Разработка алгоритмического и программного обеспечения для укладки графов на плоскости

Комаров, Вячеслав Андреевич Отделение информационных технологий (ОИТ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования является процесс укладки графов на плоскость. Цель работы – Разработка алгоритмического и программного обеспечения для укладки графов на плоскости. В процессе работы производилось изучение существующих способов отображения планарных и непланарных графов на плоскости и разработка программного обеспечения для отображения диаграмм баз данных на плоскости.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 15
1 Проблема визуализации графа …………………………………………………………………… 17
1.1 Планарный граф ………………………………………………………………………………….. 18
1.2 Алгоритмы проверки графа на планарность …………………………………………. 19
1.3 Алгоритм укладки планарного графа на плоскость ………………………………. 20
1.4 Задача укладки произвольного (не планарного графа) на плоскость……… 21
2 Разработка оптимального алгоритма укладки не планарного графа на
плоскость, с минимальным количеством пересечений рёбер. ……………………….. 22
2.1 Описание разработанного алгоритма……………………………………………………. 22
2.2 Алгоритм для нахождения и укладки планарных компонент ………………… 23
2.2.1 Описание алгоритма последовательного построения ………………………. 23
2.3 Асимптотическая сложность разработанного алгоритма ………………………. 24
2.4 Пример работы разработанного алгоритма …………………………………………… 25
3 Реализация и тестирование программного продукта для укладки
произвольного графа на плоскость ………………………………………………………………. 29
3.1 Проектирование интерфейса приложения ……………………………………………. 29
3.2 Реализация приложения ………………………………………………………………………. 30
3.2.2 Основные классы и модули. …………………………………………………………… 30
3.2.3 Алгоритм отрисовки изображения графа ………………………………………… 31
3.3 Тестирование приложения …………………………………………………………………… 32
3.3.1 Тестирование парсера для преобразования sql скрипта БД в граф …… 32
3.3.2 Тестирование функционала определения графа на планарность ……… 32
3.3.3 Тестирование отрисовки графа ………………………………………………………. 34
3.3.4 Тестирование отрисовки диаграммы БД …………………………………………. 36
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение……. 37
4.1 Предпроектный анализ ………………………………………………………………………… 38
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………………. 38
4.1.2 QUAD анализ…………………………………………………………………………………. 38
4.1.3 SWOT-анализ ………………………………………………………………………………… 39
4.1.4 Определение возможных альтернатив проведения научных
исследований …………………………………………………………………………………………. 41
4.2 Инициация проекта ……………………………………………………………………………… 42
4.3 Планирование управления научно-техническим проектом …………………… 44
4.3.1 План проекта …………………………………………………………………………………. 44
4.3.2 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ………………………… 47
4.3.3 Организационная структура проекта ………………………………………………. 50
4.3.4 План управления коммуникациями проекта ……………………………………. 51
4.3.5 Реестр рисков проекта ……………………………………………………………………. 52
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования ………………………. 53
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………….. 58
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………. 59
5.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны)
правовые нормы трудового законодательства …………………………………………. 59
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны ………. 60
5.2 Профессиональная социальная безопасность ……………………………………….. 61
5.2.1 Анализ вредных факторов, которые могут возникнуть при проведении
исследований …………………………………………………………………………………………. 62
5.2.1.1 Отклонение показателей микроклимата ……………………………………. 62

5.2.1.2 Превышение уровня шума ……………………………………………………….. 64

5.2.1.3 Недостаточная освещённость рабочей среды ……………………………. 65

5.2.2 Опасные факторы производственной среды ……………………………………. 67
5.2.2.1 Опасность поражения электрическим током …………………………….. 67

5.3. Экологическая безопасность……………………………………………………………….. 68
5.3.1 Анализ воздействия средств исследования на окружающую среду …. 69
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 70
Заключение …………………………………………………………………………………………………. 72
Список использованных источников ……………………………………………………………. 73
Приложение А. Раздел на иностранном языке………………………………………………. 75

Теория графов является мощным инструментом моделирования и
решения большого количества задач. Представление информации с помощью
графов используется в самых различных областях точных и естественных наук.
Графы позволяют моделировать произвольные системы, представимые в
виде набора объектов и связей между ними.
В настоящее время графовые модели применяются в:
• программировании, для проектирования диаграмм потоков данных
и иерархии классов, для построения организационных IDEF-диаграмм при
создании ПО и ИС;
• дизайне БД для отображения диаграмм сущностей-связей;
• моделировании компьютерных сетей;
• биологии для составления моделей размножения бактерий;
• химии для отображения структур сложных формул и цепочек
преобразований;
• физике и электротехнике для изготовления электронных и печатных
схем.
Вопрос визуализации графов очень актуален, так как от того, насколько
удачно изображен граф, зависит удобство и простота восприятия информации,
которая содержится в нём.
Так как постоянно увеличиваются объемы информации и сложности
структур, возникающих в различных теоретических и практических задачах,
системы визуализации информации становятся всё более востребованными
Целью работы является разработка алгоритмического и программного
обеспечения для укладки графов на плоскости, с возможностью использовать
данное ПО для визуализации плоского изображения диаграмм баз данных.
Для достижения цели следует решить следующие задачи:
1. проведение анализа предметной области, связанной с
визуализацией графов;
2. изучение существующих алгоритмов определения графа на
планарность и отображение его на плоскости;
3. изучение существующих способов отображения не планарных
графов на плоскости;
4. разработка алгоритма укладки не планарного графа на плоскость
минимизируя количество пересечений между рёбрами;
5. реализация программного продукта, для визуализации отображения
диаграмм баз данных с минимальным количеством пересечений между
связями.
1 Проблема визуализации графа

1.Граф (математика) // ru.wikipedia.org: Википедия – свободная
энциклопедия.URL:http://ru.wikipedia.org/wiki/Граф_(математика)(дата
обращения 25.05.2019)
2.Визуализация графов // ru.wikipedia.org: Википедия – свободная
энциклопедия. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Визуализация_графов (дата
обращения 25.05.2019)
3.Р. Уилсон. Введение в теорию графов. – М.Мир, 1977
4.А. Ю. Ольшанский. Плоские графы. // СОЖ, 1996, No 11, с. 117—
122.
5.Booth, Kellogg S. and Lueker, George S. Testing for the consecutive
ones property, interval graphs, and graph planarity using PQ-tree algorithms
(англ.) // Journal of Computer and System Sciences. — 1976. — Vol. 13, no. 3. —
P. 335–379.
6. Емеличев Р.И., Мельников О.И., Сарванов В.И., Тышкевич Р.И.
Лекции по теории графов. — М.: Наука, 1990.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Модернизация системы автоматизации АСУ ТП АО «Farg’onaazot»
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Интеграционный сервис передачи данных между АСУ ТП и MES
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Методы сегментации новообразований головного мозга
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)