Файл: Нахождение кратчайшего пути в графе с помощью алгоритма Дейкстры.docx

Практическая работа по теме 2.2 «Знакомство с современными российскими программными решениями на уроках информатики и во внеурочной деятельности»
Название работы: Разработка серии учебных заданий для решения задачи поиска кратчайшего пути в графе на материале геоинформационных систем
Тема занятия: Нахождение кратчайшего пути в графе с помощью алгоритма Дейкстры.

Цель проведения занятия: научиться находить кратчайшие пути в графе с помощью алгоритма Дейкстры.

После выполнения работы студент должен

знать: алгоритма Дейкстры нахождения кратчайшего пути в графе;

уметь: находить пути в графе с помощью алгоритма Дейкстры.

Материально-техническое оснащение рабочего места: инструкционные карты, конспект.

Инструктаж по технике безопасности

Содержание и порядок выполнения задания

Задание 1. Требуется найти кратчайшие расстояния от 1 -й вершины до всех остальных для графа, представленного на рисунке:


Задани2 ( по вариантам).
Найти кратчайшие расстояния от 1 -й вершины до всех остальных для графа, представленного на рисунке. (вес ребра брать положительный)

---

Вопросы для самоконтроля:

1. 
   Дайте определение понятию поиск кратчайшего пути?
   
2. 
   Между какими вершинами в графе алгоритм Дейкстры позволяет находить кратчайший путь?
   
3. 
   В чем заключается идея алгоритма поиска пути Дейкстры?
   
4. 
   К какому виду алгоритма поиска пути («в глубину» или «в ширину») относится алгоритм Дейкстры и почему?
   
5. 
   Какое условие должно выполняться для применения алгоритма Дейкстры?
   

Краткие сведения по теоретической части работы
Нахождение кратчайшего пути на сегодняшний день является жизненно необходимой задачей и используется практически везде, начиная от нахождения оптимального маршрута между двумя объектами на местности (например, кратчайший путь от дома до колледжа), в системах автопилота, для нахождения оптимального маршрута при перевозках, коммутации информационного пакета в сетях и т.п. Кратчайший путь рассматривается при помощи некоторого математического объекта, называемого графом. Поиск кратчайшего пути ведется между двумя заданными вершинами в графе. Результатом является путь, то есть последовательность вершин и ребер, инцидентных двум соседним вершинам, и его длина. Описываемый в данном разделе алгоритм позволяет находить в графе кратчайший путь между двумя выделенными вершинами s и t при положительных длинах дуг. Этот алгоритм, предложенный в 1959 г. Дейкстрой, считается одним из наиболее эффективных алгоритмов решения задачи. Алгоритм работает только для графов без рёбер отрицательного веса. Любая задача, требующая нахождения оптимальных маршрутов может быть выполнена с помощью алгоритма Дейкстры. Это касается и сетей, и транспортных потоков, и обработка графов. Очень часто используется не сам алгоритм в чистом виде, а его модификация.

Методические рекомендации по выполнению и оформлению

Порядок выполнения работы:

1. Изучить инструкцию к практической работе.

2. Выполнить задание.

3. Оформить отчет.

Содержание отчета о занятии:

1. Тема.

2. Цель.

4. Практическое задание.

5. Ответ на 1 контрольный вопрос (по указанию преподавателя).

---