Алгоритм Тарьяна поиска компонент двусвязности

Содержание

1 Свойства и структура алгоритма
2 Программная реализация алгоритма
3 Литература

1 Свойства и структура алгоритма

1.1 Общее описание алгоритма

Алгоритм Тарьяна^[1] находит компоненты двусвязности и шарниры неориентированного графа в процессе поиска в глубину за время [math]O(m)[/math].

Процесс поиска в глубину является существенно последовательным (inherently sequential) и практически не параллелизуется. Вместе с тем, алгоритм Тарьяна по-видимому является максимально возможно эффективным последовательным алгоритмом (каждое ребро посещается ровно один раз). Как следствие этого, производительность этого последовательного алгоритма на практике часто не уступает производительности последовательных алгоритмов, вынужденных исполнять большее число операций, чем в алгоритме Тарьяна.

1.2 Математическое описание алгоритма

1.3 Вычислительное ядро алгоритма

1.4 Макроструктура алгоритма

1.5 Схема реализации последовательного алгоритма

1.6 Последовательная сложность алгоритма

Последовательная сложность алгоритма Тарьяна составляет [math]O(m)[/math], так как в процессе поиска в ширину выполняется ограниченное количество операций для каждой вершины и каждого ребра.

1.7 Информационный граф

1.8 Ресурс параллелизма алгоритма

Возможности параллелизации алгоритма Тарьяна сильно ограничены, поскольку он основан на поиске в глубину. Параллельный алгоритмом Тарьяна-Вишкина^[2] основан на тех же свойствах графа и может использовать любое остовное дерево.

1.9 Входные и выходные данные алгоритма

1.10 Свойства алгоритма

2 Программная реализация алгоритма

2.1 Особенности реализации последовательного алгоритма

2.2 Локальность данных и вычислений

2.2.1 Локальность реализации алгоритма

2.2.1.1 Структура обращений в память и качественная оценка локальности

2.2.1.2 Количественная оценка локальности

2.3 Возможные способы и особенности параллельной реализации алгоритма

2.4 Масштабируемость алгоритма и его реализации

2.4.1 Масштабируемость алгоритма

2.4.2 Масштабируемость реализации алгоритма

2.5 Динамические характеристики и эффективность реализации алгоритма

2.6 Выводы для классов архитектур

2.7 Существующие реализации алгоритма

C++: Boost Graph Library (функция biconnected_components).
Python: NetworkX (функция biconnected_components).
Java: JGraphT (класс BiconnectivityInspector).

3 Литература

↑ Tarjan, Robert. “Depth-First Search and Linear Graph Algorithms.” SIAM Journal on Computing 1, no. 2 (1972): 146–60.
↑ Tarjan, Robert Endre, and Uzi Vishkin. “An Efficient Parallel Biconnectivity Algorithm.” SIAM Journal on Computing 14, no. 4 (1985): 862–74.

[1] Tarjan, Robert. “Depth-First Search and Linear Graph Algorithms.” SIAM Journal on Computing 1, no. 2 (1972): 146–60.

[2] Tarjan, Robert Endre, and Uzi Vishkin. “An Efficient Parallel Biconnectivity Algorithm.” SIAM Journal on Computing 14, no. 4 (1985): 862–74.

[1]

[2]