Кіріспе

Бағытталмаған графиктің іргелес кіші жиынтығы. Графтар теориясының математикалық саласында клика ('/k//l//iː//k/ немесе '/k//l//ɪ//k/') — бағытталмаған графиктің төбелерінің кіші жиынтығы, онда кликадағы кез келген екі әртүрлі төбе іргелес болады. Яғни, графтың кликасы — оның толық индукцияланған кіші графы. Кликалар — графтар теориясының негізгі ұғымдарының бірі және көптеген басқа математикалық мәселелерде және графтардағы құрылымдарда қолданылады. Кликалар компьютерлік ғылымда да зерттелді: графта белгілі бір мөлшердегі кликаның бар-жоғын анықтау (клика мәселесі) NP-толық, бірақ осы қиындыққа қарамастан, кликаларды табуға арналған көптеген алгоритмдер зерттелді. Толық кіші графтарды зерттеу кем дегенде Рамзи теориясының графтық теориялық тұжырымдамасына дейін жетеді. Ал бұл терминді , әлеуметтік желілерде адамдардың кликаларын модельдеу үшін толық кіші графтарды қолданған , яғни, бір-бірін танитын адамдардың тобынан шыққан. Кликалар ғылымда, әсіресе биоинформатикада көптеген басқа да қолданыстарға ие.

Анықтамалар

Бағытталмаған граф 1=G = (V, E)-дегі C - кликасы, C – V жиынының ішкі жиыны, сондықтан кез келген екі түрлі төбе іргелес болады. Бұл G графигінің C арқылы туындаған ішкі графигі толық граф болатын шартқа тең. Кейбір жағдайларда "клика" термині тікелей ішкі графты білдіруі мүмкін. Максималды клика – бұл тағы бір іргелес төбе қосылу арқылы кеңейтілмейтін клика, яғни үлкен кликаның төбелер жиынында ғана кездеспейтін клика. Кейбір авторлар кликаны максималды болуын міндетті түрде талап етеді және максималды емес толық ішкі графтар үшін басқа терминология қолданады. Графтың G ең үлкен кликасы – бұл одан көп төбесі бар клика жоқ клика. Сонымен қатар, G графигінің клика саны ω(G) – G-дегі ең үлкен кликадағы төбелер саны. G графигінің қиылысу саны – G графигінің барлық қабырғаларын бірге жабатын кликалардың ең кіші саны. G графигінің клика жабу саны – G графигінің төбелер жиыны V-ті жабатын кликалардың ең кіші саны. Графтың ең үлкен клика кесімі – бұл графтың әрбір ең үлкен кликасының кемінде бір төбесін қамтитын төбелердің ішкі жиыны. Кликаның қарама-қарсысы – тәуелсіз жиын, себебі әр клика комплемент графтың тәуелсіз жиынына сәйкес келеді. Кликаны жабу мәселесі – графтың барлық төбелерін қамтитын мүмкіндігінше аз кликаны табуға қатысты. Бұған ұқсас түсінік – биклика, толық екі бөлікті ішкі граф. Графтың екі бөлікті өлшемі – графтың барлық қабырғаларын жабу үшін қажетті бикликалардың ең аз саны.

Компьютерлік ғылым

Компьютерлік ғылымда клика мәселесі – берілген графтың ең ірі кликасын немесе барлық кликаларын табудың есептеулік мәселесі. Бұл NP-толық, Карптың 21 NP-толық мәселесінің бірі. Сонымен қатар, бұл мәселені шешу тұрақты параметрлерге тәуелді қиын, және жуықтап табу да қиын. Дегенмен, кликаларды есептеу үшін көптеген алгоритмдер әзірленді, олар экспоненциалды уақытта жұмыс істейді (мысалы, Брон-Кербош алгоритмі) немесе жазық графтар немесе толық графтар сияқты графтар отбасыларына арналған, онда мәселені полиномиалдық уақытта шешуге болады.

Қолданбалар

"Клика" сөзі, оның графтық теориялық қолданылуы, әлеуметтік желілерде кликаларды (бір-бірін танитын адамдар тобы) модельдеу үшін толық субграфтарды қолданған . Осы анықтаманы техникалық емес тілмен мақаласында қолданған. Екі жұмыста да матрицалар арқылы әлеуметтік желідегі кликаларды анықтау қарастырылады. Әлеуметтік кликаларды теориялық тұрғыдан графиктік модельдеуге қатысты жұмыстар үшін, мысалы, , , және қараңыз. Биоинформатика саласынан көптеген мәселелер кликалар арқылы модельденді. Мысалы, ген экспрессиясы деректерін кластерлеу мәселесі, деректерді сипаттайтын графикті кликалардың біріктірілген жиынтығы түріндегі графикке түрлендіру үшін қажетті ең аз өзгерістерді табу ретінде моделіңіз; экспрессиялық деректер үшін ұқсас екі кластерлеу мәселесін талқылаңыз, онда кластерлер кликалар болуы керек. азық тізбегіндегі экологиялық нишаларды модельдеу үшін кликаларды қолданады. Эволюциялық ағаштарды анықтау мәселесін, егер осы екі белгіні біріктіретін толық филогенез болса, онда екі төбесі шетке ие болатын, түрлердің қасиеттері бар графикте ең үлкен кликаны табу мәселесі ретінде сипаттайды. ақуыз құрылымын болжауды, ақуыздың бөліктерінің орналасқан жерлерін көрсететін графикте кликаларды табу мәселесі ретінде модельдейді. Ақуыз-ақуыз өзара әрекеттесу желісінде кликаларды іздеу арқылы бір-бірімен тығыз байланыста болған және кластерден тыс ақуыздармен азаяқ байланыста болған ақуыздардың топтарын тапты. Күш графигін талдау – бұл күрделі биологиялық желілерді осы желілердегі кликалар мен оған байланысты құрылымдарды анықтау арқылы жеңілдету әдісі. Электротехникада байланыс желілерін талдау үшін кликаларды қолданады, ал олар ішінара анықталған Буль функцияларын есептеу үшін тиімді схемаларды жобалау үшін пайдаланады. Кликалар автоматты сынақ үлгісін жасауда да қолданылды: ықтимал ақаулардың қақтығыс графигіндегі үлкен клика, сынақ жинағының мөлшері үшін төменгі шекараны анықтайды. Электрондық схеманы кішігірім бөлімдерге иерархиялық бөлуде кликаларды қолдануды сипаттайды. Химияда, мақсатты құрылыммен жоғары ұқсастығы бар химиялық дерекқордағы химиялық заттарды сипаттау үшін кликаларды қолданады. екі химиялық заттың бір-бірімен байланысатын орындарын модельдеу үшін кликаларды қолданады.