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互连网络拓扑结构可以用无向图G来表示,顶点集和边集V(G)和E(G)分别表示处理器和处理器之间的通信线路.互连网络结构的设计和评价中,一个重要的课题是结构嵌入问题,归结为图论问题就是图的嵌入.线性阵列和环是并行和分布式计算中最基本结构,大量应用在如图像和信号处理的实际问题中.因此研究在网络结构中有效的嵌入路和圈具有很大重要性,前人在这方面做出了大量的工作.由于网络在使用中会发生故障,对出现故障的网络的研究就很有必要,衡量一个网络的容错能力就成为了互连网络结构研究的另一个重要课题.在所有的互连网络拓扑结构中,超立方体Qn是最受关注的.近来Bubble-sort网络,是一种Cayley图,由于有着良好的拓扑结构特性,如高对称性和递归性,继超立方体后成为我们关注的对象.
本文主要研究Bubble-sort网络和超立方体的(容错)路和圈嵌入问题,共分6章.其中第3章至第5章是主要部分.
第1章绪论主要说明研究的背景,理论意义和使用价值.
第2章介绍图和网络的基本概念,嵌入和容错的定义,Bubble-sort网络和超立方体的定义和基本性质,以及一些已有的结果.
第3章研究Bubble-sort网络的2个基本性质.
首先,我们得到Bubble-sort网络超连通度和超边连通度.
1.κ′(Bn)=2n-4,当n≥3时.λ′(Bn)=2n-4,当n≥5时.
然后我们得到Bubble-sort网络的二部分泛连通性.
2.在Bn中,当n≥5时,任意2点x,y间存在长度为e的路,其中d(x,y)+2≤e≤n!-1,2|(e-d(x,y)).
第4章研究点容错的Bubble-sort网络最长路的嵌入问题,得到以下结果.
1. Bn中的故障点集Fv,|Fv|≤n-3.当n≥4时,任何异色点x和y,在幸存图Bn-Fv中存在x和y之间长度为n!-2fv-1的路.
并由此得到了点容错Bubble-sort网络中最长圈的嵌入:
2. Bn中的故障点集Fv,|Fv|≤n-3.当n≥4时,在幸存图Bn-Fv中至少存在长为n!-2|Fv|的圈.
3. Bn中的故障点集Fv,|Fv|≤n-3.当n≥4时,任何2顶点x和y同色,则在幸存图Bn-Fv中有从x到y的长为n!-2|Fv|-2的路.
在第5章中,我们主要讨论了边容错Bubble-sort网络和超立方体中的嵌入问题.
1. Bn中的故障边集Fe满足|Fe|≤n-3,Bn-Fe的每条边都包含在一个长度从6到仡!的偶圈上,当n≥5时.
2. Bn中故障边集Fe满足|Fe|≤2n-7,且任意顶点都至少有2条边幸存时,当n≥4时,幸存图Bn-Fe中存在Hamilton圈.
3.Bn中故障边集Fe满足|Fe|≤2n-7,且任意顶点都至少有2条边幸存时,当n≥4时,幸存图中有长为e的偶圈,其中6≤e≤n!.
4.超立方体Qn中的故障边集Fe满足|Fe|≤n-1,且当|Fe|=n-1时所有故障边不和一个顶点相连.当n≥4时,任意顶点uu,在幸存图中存在一条长为e的uv路,其中d(u,u)+4≤e≤2n-1且2|(e-d(u,u)).
第6章对本文的主要工作进行了总结,对有待进一步研究的问题提出了一些看法和猜想.
附录中我们给出了证明中用到的数据.