計算機網絡圖顯示及控制算法分析

劉　佳

(1.安徽礦業職業技術學院自動化與信息工程系，安徽 淮北 235000；

2. 安徽淮北煤電技師學院自動化與信息工程系，安徽 淮北 235000)

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計算機網絡圖顯示及控制算法分析

劉佳1,2

(1.安徽礦業職業技術學院自動化與信息工程系，安徽 淮北 235000；

2. 安徽淮北煤電技師學院自動化與信息工程系，安徽 淮北 235000)

摘要：目前，網絡圖的應用極為廣泛.實現計算機技術和圖論的有效融合，具有定性和定量的雙重優勢.利用各種控制算法進行網絡圖計算機算法顯示，是當前實現計算機算法現代化顯示的重要手段.分析了網絡圖計算機算法以及其顯示方法，結合實際應用情況，針對計算機網絡圖顯示中存在的問題，提出了相應的改進措施.

關鍵詞：控制算法；計算機算法；網絡圖

隨著我國經濟的發展以及科學技術的進步，計算機的應用水平也獲得了極大的提高，實現了圖論與計算機之間的有效結合.就離散事物而言，網絡圖理論在處理其結構與關系方面，能夠在定性與定量兩個層面上，實現對相關問題更好的優化，網絡圖理論也因此獲得了快速的發展.其中發展最快的圖論分支當屬網絡的符號理論，包括圖的標號以及控制等.由于信息化程度的日益加深以及數字化領域的飛速發展，計算機技術的應用水平以及圖論的研究水平都得到了極大的提高，網絡圖理論中研究最多，同時也是最重要的內容有兩個方面，一個是網絡圖的顯示問題，另一個是控制算法問題.

1圖論發展簡史

通過對日常生活進行觀察，我們能夠清晰地認識到問題的本質所在.若要使這些問題得以有效解決，我們可以采用建立數學模型的方法，數學模型是由點和線構成的.早在19世紀50年代，關于建立數學模型的研究就已經在歐洲開始了，這一靈感來源于國際象棋，國際象棋中在放置“皇后”的時候，要兼顧兩個原則，其一是使用最少；其二是取得最少.這便是網絡圖的最初模型.從本質上來看，圖論這門學科是屬于“圖形”的范疇，點與線是其組成要素，由此進行追溯可至18世紀的東普魯士[1]，在其都城哥尼斯堡中，存在一個七橋問題，沒有人可以解決.所謂七橋問題就是在滿足兩個條件的情況下走完七座橋，其一是要一次性，其二是不能重復.18世紀30年代，歐拉以這一問題無解為假設，使這一問題以數學化的形式得以證明，證明過程極為嚴謹[2].在當今數學界中，歐拉的這一證明方式被視為圖論的第一篇論文，數學界以此為起點出現了兩個新分支，其一是圖論，其二是拓撲學.

自此之后，圖論經過長期的發展，逐漸形成了一個理論體系，研究者日益增多.歐拉作為圖論學的開創者，在圖論中融合了很多學科的理論，如：其中的代數圖論，便是融合了代數學的相關知識；而其中的拓撲圖論，便是基于拓撲學理論構架；至于隨機圖論，自然與概率分析學是分不開的.在20世紀60年代，存在一大部分數學家對進項算法展開了研究，通過n×n棋盤來進行研究.自從Berge將計算機算法首次引入圖論之后，緊接著Ore又提出了控制算法[3]，自此，網絡圖論才算真正得以形成，而且其應用一直延續至今.計算機技術飛速發展的同時，也推動著圖論數學理論體系的進一步完善.

2圖的存儲以及網絡圖顯示

2.1圖的存儲結構

對于計算機圖的運算過程以及存儲，重要的是要與存儲圖的結構相結合，關于存儲圖的基本結構主要有以下四種，即：關聯矩陣結構、鄰接矩陣結構、鄰接表、十字鏈表.前兩種結構屬于數組結構，后兩種結構屬于鏈表結構.鄰接表的表示方法不是唯一的，如：對于其中的邊表節點，在表達其連接次序時，通常都必須同鄰接表的算法相結合.在表示網絡圖的各種形式中，效果相對較好的當屬鄰接多重的形式.

2.2網絡圖的顯示

若要使得網絡圖在屏幕上能夠顯示出來，可以通過采用計算機C語言來實現網絡圖的繪制.之所以選擇使用C語言，出于兩方面的考慮.第一，C語言具有簡潔的特點，而且其功能比較強大，更方便在屏幕上繪制；第二，C語言程序占用的內存較少，更重要的是，其執行效率極高，更能滿足對顯示速度要求高的用戶.

網絡圖的組成要素是點與線，點包括頂點以及節點；線包括弧和邊.弧主要存在于有向圖，邊主要存在于無向圖.而頂點和邊的關聯性錯綜復雜.對于點的度數來說，或許是1度，或許大于1度，而且必須是整數.而對于不是連通圖的點而言，0度數也有可能出現.而邊一定存在兩個端點.所以，在計算機屏幕上繪制網絡圖時，可以采用這樣的方法：先標出所有的頂點，然后再畫邊，即使各頂點之間連接起來.

在計算機屏幕上把點繪制出來，就能夠在圖上確定其坐標，即用戶坐標(x,y).需要強調的是，采用c語言繪制時，所用的是物理坐標，坐標原點位于屏幕的左上角；x軸向右邊的水平方向延伸；y軸向下的垂直方向延伸.這種坐標可以定義為(X,Y).X值和Y值都有一定的范圍，還要確保是整數.圖形的模式對于X值和Y值的范圍會造成一定的影響，最終會對屏幕分辨率產生影響.(x,y)坐標與(X,Y)坐標之間存在以下關系:

X軸方向:

數值區間(x1,x2)，屏幕點區間(X1,X2)，由此可得：

Y軸方向:

數值區間(y1,y2)，屏幕點區間(Y1,Y2)，由此可得：

通過計算，X，Y的最終取值需要估算成整數.接下來是邊的繪制.由于任何一條邊必有兩個端點，以此為依據確定頂點坐標，確定之后直接連接兩個端點即可.為了確保所繪圖像的清晰度，以便用戶觀看，在繪制邊的時候，可以通過不同顏色來進行繪制，C語言能夠提供的顏色種類有很多，一共有十六種，完全可以滿足用戶的需要.

3網絡圖計算機控制算法和顯示方法

現代化網絡圖的應用，結合計算機的控制算法，一共有兩種，分別是：點符號全控制算法、邊符號控制算法.至于網絡圖顯示，需要做到的是：針對其中的一種顯示方法，進行深入的研究并有效的應用.

3.1點符號全控制算法

3.2邊符號控制算法

2001年，徐保根第一次對符號邊控制算法進行了定義，經過長期深入的鉆研，取得了一系列的研究成果.比如：使m邊的最小符號邊控制算法數得以確定，進一步完善了網絡圖控制算法的理論體系.在2002-2004年間，徐保根針對一般網絡圖的符號邊控制算法數進行了深入的研究和精密計算，最終確定了其上界和下界.針對特殊網絡圖的符號邊控制算法數，徐保根也進行了精密的計算并得出其確切值.2005-2007年間，徐保根通過改變研究角度以及完善研究方法，對一般網絡圖符號邊控制算法數進行了進一步的研究，最終確定了其界限，而且，眾多學者都參與了這項研究，通過共同努力最終確立了一般網絡圖的界限[8].在點控制算法中，減控制算法只是其中的一種變化形式，而對于邊的減控制算法來說，亦是如此.在符號邊控制算法中，得到減邊控制算法的方法是：改變其函數值域，即將{-1,1}改為{-1,0,1}.因為對減控制算法進行研究非常的困難，而且研究尚處于初期階段，因此，其可觀的研究成果并不多.在此基礎上，需要對減k邊的控制算法進行深入的研究.對減邊控制算法的定義進行修改，將“所有邊”的條件進行調整，變為“至少有k條邊”，從而增加了研究的難度，這對于研究者是一個巨大的挑戰.

3.3網絡圖顯示方法

就符號的顯示以及邊符號的顯示而言，與網絡圖顯示方法中的一種相結合，在屏幕上繪制網絡圖時，需要做好兩項工作：第一是輸入數據；第二是添加點.輸入數據時，關于相關指令的輸入，使用者需要在計算機輸入網絡圖中進行，并輸人數據和信息.數據信息主要包括：頂點數目N及其坐標、邊的數目M.構建鄰接多重表，將相關數據輸入鄰接雙重表中，這樣才算是完成了對數據的輸出.在輸入邊以及頂點時，需要添加與之相關的指令，并輸入數目.關于頂點的添加，表現出孤立性.由于網絡連通的不完整，在繪制網絡圖時，需要與基礎性環節相結合.所以，網絡圖計算機算法的顯示，需要結合點符號全控制算法以及邊符號控制算法，網絡圖控制算法在實際的應用中，應該不斷完善網絡圖設計，從而提高計算機算法的速度，促使顯示系統能夠更加高效地運行.

4控制算法理論下網絡圖計算機算法顯示的改進

隨著經濟發展的日新月異，科學技術也越來越先進，計算機技術被廣泛地應用于日常生活的各個方面.與網絡圖理論的有效結合，更是極大地推動了現代化進程.在理論逐漸發展完善的同時，應該注重創新意識的培養，使得理論體系能夠與時俱進；而且還要充分重視對相關人才的培養，并在培養的過程中，使得網絡圖的應用更加的廣泛.通過計算機網絡圖中符號的全控制以及邊符號的控制相結合的方式，對計算機顯示進行良好的控制，從而做好查詢和顯示相結合網絡圖系統的完善.

針對計算機算法顯示的改進，可以利用網絡圖顯示方法，再以查詢系統作為必要的輔助.在穩定性較差的系統進行設置的過程中，應該充分重視對網絡圖的修改，包括對頂點和邊的修改，在進行反復修改的過程中，查詢以及核實相關數據，不但使所繪圖像免于古板，還使其更加的清晰.在此過程中，查詢系統也得到了不斷的完善.針對不同對象進行分析時，應該注重改進系統.

隨著社會現代化程度的加深，若要實現網絡圖計算機算法的有效應用，人力投入和資金投人是必不可少的，在應用于實踐的過程中，需要結合中國社會發展現狀，結合市場需求，找出網絡圖技術存在的不足，不斷改進，逐步走向完善.在完善網絡圖計算機算法理論體系的過程中，需要與時代發展的主題相契和，使之能夠滿足社會發展的需要，從而更好地應用于實踐.

參考文獻：

[1]張凡.網絡圖的計算機算法及顯示方法分析[J].鄭州鐵路職業技術學院學報，2015,(2)：2-3.

[2]吳凱,李鵬,何永強.控制算法理論及網絡圖計算機算法顯示研究[J].現代電子技術，2015,(17)：7-8.

[3] 熊芳,黃宏斌,黃玉成.一種基于語義相似度的信息資源語義聚類算法[J].計算機工程與科學，2012,(11)：2-3.

[4] 鄒軍.基于計算機算法的新型教學模式[J]. 電子制作，2015,(8)：3-4.

[5]林新華.淺析控制算法理論和網絡圖計算機算法顯示[J].數字技術與應用,2015,(9):112-113.

[6]王謝瑋.試論控制算法理論和網絡圖計算機算法顯示[J].中國新通信，2015,(21):10-11.

[7]付欣.網絡圖的計算機算法和顯示方法的研究[J].電腦知識與技術，2013,(35)：9-10.

[8]劉乃維.論網絡圖的計算機算法[J].計算機光盤軟件與應用，2014,(13)：13-14.

(責任編校：晴川)

Computer Network Diagram Display and Control Algorithm Analysis

LIU Jia1,2

(1. Department of Automation and Information Engineering, Anhui College of Mining and Technology,Huaibei Anhui 235000, China;2. Department of Automation and Information Engineering,Huaibei Coal and Electricity Technicians College of Anhui, Huaibei Anhui 235000, China)

Abstract：At present, the application of the network map is extremely broad. Achieving effective integration of computer technology and graph theory has dual advantages of both qualitative and quantitative. Using various control algorithms for the computer algorithm display of network diagram is an important means to achieve the modernization of computer algorithms to display. Computer algorithm of network diagram and the display methods are analyzed, and combined with practical application situation, and in allusion to existing problems of computer network diagram display, we put forward corresponding improvement measures.

Key Words：control algorithm; computer algorithm; network diagram

作者簡介：劉佳(1985— )，女，安徽淮北人，安徽礦業職業技術學院自動化與信息工程系/安徽淮北煤電技師學院自動化與信息工程系講師, 碩士.研究方向：圖形圖像、計算機控制技術.

中圖分類號:TP393

文獻標識碼：A

文章編號：1008-4681(2016)02-0054-03

基金項目：安徽省省級質量工程項目“多媒體設計與制作特色專業建設”(批準號：2015tszy093)；安徽省教育廳人文社科重點研究課題“基于互聯網+的高校綠色校園建設”(批準號：SK2016A0277).

收稿日期：2016-03-07