• 제목/요약/키워드: Graph Theory

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협상 해법을 이용한 이더리움 샤드 부하 균형 알고리즘 (Adaptive Load Balancing Algorithm of Ethereum Shard Using Bargaining Solution)

  • 백동환;김승욱
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제10권4호
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    • pp.93-100
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    • 2021
  • 블록체인의 확장성 문제를 해결하기 위한 이더리움 샤드 시스템은 부하 균형 문제가 존재하며 이는 그래프 분할 문제로 모델링된다. 본 논문에서는 게임 이론의 협상 해법을 사용하여 이더리움 샤드 시스템의 상반된 효용에 대한 협상이 가능한 적응적 온라인 가중그래프 분할 알고리즘을 제안한다. 게임 이론의 협상 해법은 상반된 효용의 협상점을 공정하게 결정할 수 있는 공리적 해법이다. 제안 알고리즘은 기존 온라인 그래프 분할 알고리즘을 가중그래프에 적용할 수 있도록 개선하였으며 대표적인 교섭 해법인 내쉬 협상 해법을 확장한 확장 내쉬 협상 해법을 사용하여 이더리움 시스템 상황을 고려한 설계를 통해 효과적으로 부하 균형을 수행하였다. 실험 결과, 대표적인 온라인, 오프라인 그래프 분할 알고리즘에 비해 최대 37% 우수한 성능을 보였다.

EXTREMAL F-INDICES FOR BICYCLIC GRAPHS WITH k PENDANT VERTICES

  • Amin, Ruhul;Nayeem, Sk. Md. Abu
    • 한국수학교육학회지시리즈B:순수및응용수학
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    • 제27권4호
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    • pp.171-186
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    • 2020
  • Long back in 1972, it was shown that the sum of the squares of vertex degrees and the sum of cubes of vertex degrees of a molecular graph both have large correlations with total 𝜋-electron energy of the molecule. Later on, the sum of squares of vertex degrees was named as first Zagreb index and became one of the most studied molecular graph parameter in the field of chemical graph theory. Whereas, the other sum remained almost unnoticed until recently except for a few occasions. Thus it got the name "forgotten" index or F-index. This paper investigates extremal graphs with respect to F-index among the class of bicyclic graphs with n vertices and k pendant vertices, 0 ≤ k ≤ n - 4. As consequences, we obtain the bicyclic graphs with largest and smallest F-indices.

Self-Organized Resource Allocation for Femtocell Network to Mitigate Downlink Interference

  • 스미타 사블레;배진수;이경근
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권12호
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    • pp.2410-2418
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    • 2015
  • In this paper, we consider the femto users and their mutual interference as graph elements, nodes and weighted edges, respectively. The total bandwidth is divided into a number of resource blocks (RBs) and these are assigned to the femto user equipment (FUEs) using a graph coloring algorithm. In addition, resources blocks are assigned to the femto users to avoid inter-cell interference. The proposed scheme is compared with the traditional scheduling schemes in terms of throughput and fairness and performance improvement is achieved by exploiting the graph coloring scheme.

LONG PATHS IN THE DISTANCE GRAPH OVER LARGE SUBSETS OF VECTOR SPACES OVER FINITE FIELDS

  • BENNETT, MICHAEL;CHAPMAN, JEREMY;COVERT, DAVID;HART, DERRICK;IOSEVICH, ALEX;PAKIANATHAN, JONATHAN
    • 대한수학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.115-126
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    • 2016
  • Let $E{\subset}{\mathbb{F}}^d_q$, the d-dimensional vector space over the finite field with q elements. Construct a graph, called the distance graph of E, by letting the vertices be the elements of E and connect a pair of vertices corresponding to vectors x, y 2 E by an edge if ${\parallel}x-y{\parallel}:=(x_1-y_1)^2+{\cdots}+(x_d-y_d)^2=1$. We shall prove that the non-overlapping chains of length k, with k in an appropriate range, are uniformly distributed in the sense that the number of these chains equals the statistically correct number, $1{\cdot}{\mid}E{\mid}^{k+1}q^{-k}$ plus a much smaller remainder.

A Scheduling and Synchronization Technique for RAPIEnet Switches Using Edge-Coloring of Conflict Multigraphs

  • Abbas, Syed Hayder;Hong, Seung Ho
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제15권3호
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    • pp.321-328
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    • 2013
  • In this paper, we present a technique for obtaining conflict-free schedules for real-time automation protocol for industrial Ethernet (RAPIEnet) switches. Mathematical model of the switch is obtained using graph theory. Initially network traffic entry and exit parts in a single RAPIEnet switch are identified, so that a bipartite conflict graph can be constructed. The obtained conflict graph is transformed to three kinds of matrices to be used as inputs for our simulation model, and selection of any of the matrix forms is application-specific. A greedy edge-coloring algorithm is used to schedule the network traffic and to solve the minimum coloring problem. After scheduling, empty slots are identified for forwarding the non real-time traffic of asynchronous devices. Finally, an algorithm for synchronizing the schedules of adjacent switches is proposed using edge-contraction and minors. All simulations were carried out using Matlab.

Interlinking Open Government Data in Korea using Administrative District Knowledge Graph

  • Kim, Haklae
    • Journal of Information Science Theory and Practice
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    • 제6권1호
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    • pp.18-30
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    • 2018
  • Interest in open data is continuing to grow around the world. In particular, open government data are considered an important element in securing government transparency and creating new industrial values. The South Korean government has enacted legislation on opening public data and provided diversified policy and technical support. However, there are also limitations to effectively utilizing open data in various areas. This paper introduces an administrative district knowledge model to improve the sharing and utilization of open government data, where the data are semantically linked to generate a knowledge graph that connects various data based on administrative districts. The administrative district knowledge model semantically models the legal definition of administrative districts in South Korea, and the administrative district knowledge graph is linked to data that can serve as an administrative basis, such as addresses and postal codes, for potential use in hospitals, schools, and traffic control.

상수도관망 수원-절점 최소거리와 에너지 지표 상관성 분석 (Correlation analysis between energy indices and source-to-node shortest pathway of water distribution network)

  • 이승엽;정동휘
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제51권11호
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    • pp.989-998
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    • 2018
  • 수원과 수용가 간 연결성은 비정상상황 시 상수도관망의 기능 유지 정도를 나타내는 시스템 특성 중 하나이다. 상수도관망은 점과 선으로 구성된 그래프로 간략화 될 수 있기 때문에, 연결성 평가를 위해 주로 그래프 이론이 적용되었다. 하지만, 대부분의 연구는 상수도관망에 적합하지 않은 무향-비가중 그래프 이론을 적용하였다. 본 연구에서는 유향-가중 그래프 이론을 상수도관망에 적용하였으며, 이를 기반으로 복잡한 수리해석 없이 상수도관망 연결성을 평가할 수 있는 지표인 SNSP (Source to Node Shortest Pathway)와 이의 역수인 SNSP-Degree (SNSP-D)를 제안하였다. 국내 J시 42개의 상수도관망을 이용하여 개발된 SNSP와 기존 상수도관망 성능평가지표 사이의 상관성 분석을 수행 및 검증하였다. 기존 상수도관망 성능평가지표는 수리해석 결과를 지표 계산에 이용하는 3개의 회복력(Resilience) 지표와 에너지 효율 지표이다. 분석 결과, SNSP의 역수인 SNSP-D의 합과 기존 상수도관망 성능지표 사이에 평균적으로 0.87 이상의 높은 피어슨 상관계수(Pearson Correlation Coefficient, PCC) 값이 도출되었다. 특히, 회복력 지표 중 하나인 Modified Resilience Index (MRI)와 에너지 효율 지표의 경우 PCC 0.93 이상의 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. 또한 다중 회귀 분석을 통해 SNSP-D와 회복력 및 에너지 효율 간의 상관성에 영향을 미치는 수리학적 변인을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 SNSP 지표가 상수도관망의 대략적인 회복력 및 에너지 효율 수준을 알려줄 수 있는 지표로 실무에서 널리 활용될 것으로 기대된다.

그래프에 기초한 스위칭함수 구현 (Switching Function Implementation based on Graph)

  • 박춘명
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.1965-1970
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    • 2011
  • 본 논문에서는 그래프에 기초하여 유한체상의 스위칭함수를 도출하는 알고리즘과 이를 바탕으로 스위칭함수를 회로로 구현하는 방법을 제안하였다. 방향성그래프의 경로 수로부터 행렬방정식을 유도한 후에 이에 따른 스위칭 함수회로설계 알고리즘을 제안하였으며, 설계된 회로와 함께 방향성 그래프의 특성을 만족할 수 있게 노드들에 대한 코드를 할당하는 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘을 통해 설계한 스위칭함수회로는 기존의 방법에 비해 좀 더 최적화된 스위칭함수회로를 구현할 수 있었으며, 제안한 스위칭함수회로설계 알고리즘을 통해 임의의 자연수의 경로 수를 갖는 방향성 그래프에 대한 설계가 가능하였다. 또한, 입출력단자 수의 감소, 회로구성의 간략화, 연산속도의 향상과 비용감소 등의 이점이 있었다.

THE AUTOMORPHISM GROUP OF COMMUTING GRAPH OF A FINITE GROUP

  • Mirzargar, Mahsa;Pach, Peter P.;Ashrafi, A.R.
    • 대한수학회보
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    • 제51권4호
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    • pp.1145-1153
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    • 2014
  • Let G be a finite group and X be a union of conjugacy classes of G. Define C(G,X) to be the graph with vertex set X and $x,y{\in}X$ ($x{\neq}y$) joined by an edge whenever they commute. In the case that X = G, this graph is named commuting graph of G, denoted by ${\Delta}(G)$. The aim of this paper is to study the automorphism group of the commuting graph. It is proved that Aut(${\Delta}(G)$) is abelian if and only if ${\mid}G{\mid}{\leq}2$; ${\mid}Aut({\Delta}(G)){\mid}$ is of prime power if and only if ${\mid}G{\mid}{\leq}2$, and ${\mid}Aut({\Delta}(G)){\mid}$ is square-free if and only if ${\mid}G{\mid}{\leq}3$. Some new graphs that are useful in studying the automorphism group of ${\Delta}(G)$ are presented and their main properties are investigated.

공간구문분석을 위한 공간형상 인식 및 관리 방법 (Methods to Recognize and Manage Spatial Shapes for Space Syntax Analysis)

  • 정상규;반영운
    • KIEAE Journal
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    • 제11권6호
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    • pp.95-100
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    • 2011
  • Although Space Syntax is a well-known technique for spatial analysis, debates have taken place among some researchers because the Space Syntax discards geometric information as both shapes and sizes of spaces, and hence may cause some inconsistencies. Therefore, this study aims at developing methods to recognize and manage spatial shapes for more precise space syntax analysis. To reach this goal, this study employed both a graph theory and binary spatial partitioning (BSP) tree to recognize and manage spatial information. As a result, spatial shapes and sizes could be recognized by checking loops in graph converted from spatial shapes of built environment. Each spatial shape could be managed sequentially by BSP tree with hierarchical structure. Through such recognition and management processes, convex maps composed of the fattest and fewest convex spaces could be drawn. In conclusion, we hope that the methods developed here will be useful for urban planning to find appropriate purposes of spaces to satisfy the sustainability of built environment on the basis of the spatial and social relationships in urban spaces.