Кіріспе

Шеңберлік диаграмманың қиылысу графигі
диаграмма
басқа диаграммалар

Графтар теориясында шеңберлік граф – бұл шеңберлік диаграмманың қиылысу графигі. Яғни, бұл бағытталмаған граф, оның төбелері шеңбердің шекті хордалар жиымымен байланыстырылуы мүмкін, егер және тек қана сәйкес хордалар бір-бірін кесіп өткенде екі төбе іргелес болады.

Хроматикалық саны

Дөңгелек графиктің хроматикалық саны – екі қиылысқан хорданың түсі бірдей болмауы үшін оның хордаларын бояуға қолданылатын ең аз түстер саны. Дөңгелек графиктің кез келген үлкен саны хордалары бір-бірін қиып өтетіндей етіп құруға болатындықтан, дөңгелек графиктің хроматикалық саны кез келгендей үлкен болуы мүмкін, ал дөңгелек графиктің хроматикалық санын анықтау NP-толық мәселе. Дөңгелек графикті төрт түспен бояуға болатынын тексеру де NP-толық болып табылады. Бір автор үш түспен бояуды көп уақытта табуға болатынын айтқан, бірақ оның нәтижесін сипаттаған жазуында көптеген егжей-тегжейлдер қалдырылған. Бірнеше авторлар шеңберлік графиктің шектеулі подкластарын азырақ түстермен бояу мәселелерін зерттеді. Атап айтқанда, k немесе одан да көп хордалардың жиынтығы бір-бірін қиып өспейтін дөңгелек графиктің графигін азырақ түстермен бояуға болады. Мұны былай айтуға болады: дөңгелек графиктің шектеулілігі бар. K = 3 болған жағдайда (яғни үшбұрышсыз дөңгелек графиктің жағдайында) хроматикалық сан ең көп дегенде бес болады, және бұл нақты: барлық үшбұрышсыз дөңгелек графикті бес түспен бояуға болады, сонымен қатар бес түс қажет болатын үшбұрышсыз дөңгелек графиктің мысалдары бар. Егер дөңгелек графиктің кемінде бес циклдық ұзындығы болса (яғни үшбұрышсыз және төрт төбелі циклдары жоқ болса), оны ең көп дегенде үш түспен бояуға болады. Үшбұрышсыз квадрат графикті бояу мәселесі, ағаштардың декарт көбейтілімдерінің изометриялық подграфтары ретінде квадрат графикті бейнелеу мәселесімен эквивалентті; осы сәйкестікте, бояудағы түстер саны көбейтілімнің бейнеленгеніндегі ағаштар санына сәйкес келеді.

Қолданбалар

Дөңгелек графиктер VLSI физикалық дизайнында "екі терминалдық қорапша маршрутизациясы" деп аталатын сымдарды маршрутизациялаудың ерекше жағдайының абстрактілі бейнесі ретінде туындайды. Бұл жағдайда маршрутталмайтын аймақ тіктөртбұрыш болады, барлық желілер екі терминалды, ал терминалдар тіктөртбұрыштың периметріне орналастырылады. Осы желілердің қиылысу графигі дөңгелек график екендігі анық көрінеді. Сымдарды маршрутизациялау кезеңінің мақсаттарының бірі – әртүрлі желілердің электрлік тұрғыдан оқшауланғанын қамтамасыз ету және олардың қиылысу мүмкіндігі бар бөліктері әртүрлі өткізгіш қабаттарда орналастырылуы керек. Сондықтан дөңгелек графиктер осы маршрутизация мәселесінің әртүрлі аспектілерін қамтиды. Дөңгелек графиктерді түстеуді кез келген графиктердің кітапқа ендіруін табу үшін де пайдалануға болады: егер берілген G графигінің төбелері шеңберде орналасса, ал G қабырғалары шеңбердің хордаларын құраса, онда осы хордалардың қиылысу графигі дөңгелек график болады және осы дөңгелек графикті түстеу берілген шеңберлік орналасуды сақтайтын кітапқа ендіруге тең. Бұл эквиваленттілікте түстеудегі түстер саны кітаптағы беттер санына сәйкес келеді.

Байланысты графикалық кластар

График шеңберлік граф болып табылады, егер және тек егер ол тура сызықтағы интервалдар жиынтығының қабаттасу графигі болса. Бұл – төбелері интервалдарға сәйкес келетін график, егер екі интервал бір-бірін жапса, бірақ ешқайсысы екіншісін қамтып алмайтын болса, онда екі төбе жиекпен қосылады. Тұра сызықтағы интервалдар жиынтығының қиылысу графигі интервалдық граф деп аталады. Жазықтықтағы қисықтардың қиылысу графиктері болып табылатын жол графиктері шеңберлік графтарды ерекше жағдай ретінде қамтиды. Кез келген қашықтық мұрагерлік графигі – шеңберлік граф, сондай-ақ кез келген алмастыру графигі және кез келген бейтараптық графигі де шеңберлік граф болып табылады. Кез келген сыртқы жазықтық графигі де шеңберлік граф болып табылады. Шеңберлік графтар көпбұрышты шеңберлік графтармен, бір шеңберге ішкі жазылған көпбұрыштардың қиылысу графиктерімен жалпыланады.