From 09337ff9bc0f50ab6b048348adccf8887cbeb965 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Thomas Ba Date: Wed, 11 Jan 2012 11:46:35 +0100 Subject: [PATCH] Update --- .../Berechenbarkeits-KomplexTh.tex | 70 ++++ Berechenbarkeits-KomplexTh/Makefile | 2 +- .../bilder/approx_bin.xml | 286 +++++++++++++++++ .../bilder/approx_bin_1.xml | 270 ++++++++++++++++ .../bilder/approx_bin_2.xml | 297 +++++++++++++++++ .../bilder/approx_bin_3.xml | 298 ++++++++++++++++++ Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/p-np.xml | 268 ++++++++++++++++ 7 files changed, 1490 insertions(+), 1 deletion(-) create mode 100644 Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin.xml create mode 100644 Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin_1.xml create mode 100644 Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin_2.xml create mode 100644 Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin_3.xml create mode 100644 Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/p-np.xml diff --git a/Berechenbarkeits-KomplexTh/Berechenbarkeits-KomplexTh.tex b/Berechenbarkeits-KomplexTh/Berechenbarkeits-KomplexTh.tex index aafbfcd..5797351 100644 --- a/Berechenbarkeits-KomplexTh/Berechenbarkeits-KomplexTh.tex +++ b/Berechenbarkeits-KomplexTh/Berechenbarkeits-KomplexTh.tex @@ -1327,4 +1327,74 @@ Konstruiere Eingabe für Bin Packing:\\ \( a_1,…,a_n, B= \frac A2, k=2 \) mit \( A = \sum\limits_{i=1}^n a_i \) + \includegraphics{bilder/p-np.eps} + + \section{Approximationsalgorithmen} + + \subsection{Bin Packing} + + geg. $a_1,a_2,…,a_n$ + + \includegraphics{bilder/approx_bin.eps} + + + \underline{1. Strategie} + + \begin{itemize} + \item sortiere Eingabe aufsteigend zu \( a_1 \le a_2 \le .. \le a_n \) + \item fülle bin $i$ so weit wie möglich, für $i=1,2,...$ mit Gegenständen in sortierter Reihenfolge\\ + \includegraphics{bilder/approx_bin_1.eps} + \end{itemize} + + \underline{2. Strategie} + + \begin{itemize} + \item sortiere Eingabe absteigend zu \( a_1\ge a_2\ge ... \ge a_n \) + \item setze $a_i$ in den ersten bin, in den es noch hinein passt, für $i=1,…,n$. + \end{itemize} + + \includegraphics{bilder/approx_bin_2.eps} + + + \underline{Strategie 3: First Fit (FF)} + + setze $a_i$ in den ersten bin, in den es noch hinein passt, für $i=1,2,…,n$ + + Betrachtung zu FF:\\ + Sei $k^*$ die Anzahl der bins bei einer optimalen Lösung und $k$ die Anzahl der bins, die FF auf $a_1,...,a_n$ benützt. + + Es gilt: $ \sum\limits_{i=1}^n a_i \le k^* $ + + Für FF gilt: alle bins, bis auf evtl. den letzten, haben Füllhöhe \(>\frac12\) + + \includegraphics{bilder/approx_bin_3.eps} + + \( \Rightarrow 2 \sum\limits_{i=1}^n a_i > k \)\\ + = \# bins, wenn alle genau $\frac12$ voll sind. + + Folglich gilt:\\ + \( k < 2 \sum\limits_{i=1}^n a_i \le 2k^* \)\\ + \( \Rightarrow k < 2 k^* \) + + Man kann sogar zeigen: $l\le \frac{17}{10} k^* $\\ + Für FFD gilt sogar: $ k \le \frac{11}{9} k^* $ + + \subsection{Multi Processor Scheduling (MPS)} + + geg. $m$ Prozessoren, $n$ Jobs\\ + mit Laufzeiten $t_1,t_2,…,t_n$ und deadline D. + + gefr. kann man die Jobs so auf die Prozessoren verteilen, dass alle Jobs in Zeit D fertig sind. + + MPS ist NP-vollständig:\\ + BinPacking $\le^P$ MPS\\ + \( a_1,…,a_n,k,B \to t_i = a_i, i=1,…,n, m = k, D=B \) + + \underline{Greedy-Strategie:} + + \begin{itemize} + \item Ordne Job $i$ dem Prozessor zu, der aktuell die kleinste Ladung hat. + \end{itemize} + + Sei $T$ die maximale Laufzeit, \end{document} diff --git a/Berechenbarkeits-KomplexTh/Makefile b/Berechenbarkeits-KomplexTh/Makefile index 0429315..0474773 100644 --- a/Berechenbarkeits-KomplexTh/Makefile +++ b/Berechenbarkeits-KomplexTh/Makefile @@ -1,3 +1,3 @@ Berechenbarkeits-KomplexTh.pdf: Berechenbarkeits-KomplexTh.tex bilder/*.xml - for FILE in $(find bilder/ -iname '*.xml') ; do ipetoipe -eps -runlatex $FILE ${FILE%.xml}.eps ; done + for FILE in $(find bilder/ -iname '*.xml') ; do ipetoipe -eps -runlatex ${FILE} ${FILE%.xml}.eps ; done pdflatex Berechenbarkeits-KomplexTh.tex diff --git a/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin.xml b/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin.xml new file mode 100644 index 0000000..901b074 --- /dev/null +++ b/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin.xml @@ -0,0 +1,286 @@ + + + + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e +0.4 0 0 0.4 0 0 e + + + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e + + + + + +0.5 0 0 0.5 0 0 e + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e +0.4 0 0 0.4 0 0 e + + + + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h +-0.4 -0.4 m +0.4 -0.4 l +0.4 0.4 l +-0.4 0.4 l +h + + + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h + + + + + +-0.5 -0.5 m +0.5 -0.5 l +0.5 0.5 l +-0.5 0.5 l +h + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h +-0.4 -0.4 m +0.4 -0.4 l +0.4 0.4 l +-0.4 0.4 l +h + + + + + + +-0.43 -0.57 m +0.57 0.43 l +0.43 0.57 l +-0.57 -0.43 l +h + + +-0.43 0.57 m +0.57 -0.43 l +0.43 -0.57 l +-0.57 0.43 l +h + + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-0.8 0 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-0.8 0 l +-1 -0.333 l +h + + + + +-1 0.333 m +0 0 l +-1 -0.333 l + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h +-1 0 m +-2 0.333 l +-2 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h +-1 0 m +-2 0.333 l +-2 -0.333 l +h + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +48 768 m +48 720 l +80 720 l +80 768 l + + +112 768 m +112 720 l +144 720 l +144 768 l + + +176 768 m +176 720 l +208 720 l +208 768 l + + +32 752 m +32 768 l + + +32 736 m +32 720 l + +$1$ + +28 768 m +36 768 l + + +28 720 m +36 720 l + +bins + +64 744 m +64 720 l +96 720 l +96 744 l +h + + +64 760 m +96 760 l +96 760 l + +$a_1$ +$a_2$ + + diff --git a/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin_1.xml b/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin_1.xml new file mode 100644 index 0000000..40fbae1 --- /dev/null +++ b/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin_1.xml @@ -0,0 +1,270 @@ + + + + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e +0.4 0 0 0.4 0 0 e + + + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e + + + + + +0.5 0 0 0.5 0 0 e + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e +0.4 0 0 0.4 0 0 e + + + + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h +-0.4 -0.4 m +0.4 -0.4 l +0.4 0.4 l +-0.4 0.4 l +h + + + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h + + + + + +-0.5 -0.5 m +0.5 -0.5 l +0.5 0.5 l +-0.5 0.5 l +h + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h +-0.4 -0.4 m +0.4 -0.4 l +0.4 0.4 l +-0.4 0.4 l +h + + + + + + +-0.43 -0.57 m +0.57 0.43 l +0.43 0.57 l +-0.57 -0.43 l +h + + +-0.43 0.57 m +0.57 -0.43 l +0.43 -0.57 l +-0.57 0.43 l +h + + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-0.8 0 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-0.8 0 l +-1 -0.333 l +h + + + + +-1 0.333 m +0 0 l +-1 -0.333 l + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h +-1 0 m +-2 0.333 l +-2 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h +-1 0 m +-2 0.333 l +-2 -0.333 l +h + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +48 768 m +48 720 l +80 720 l +80 768 l + + +112 768 m +112 720 l +144 720 l +144 768 l + + +64 728 m +96 728 l + + +64 740 m +96 740 l + + +64 756 m +96 756 l + + +128 744 m +160 744 l + +$a_1$ +$a_2$ +$a_3$ +$a_4$ +$1$ +$2$ + + diff --git a/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin_2.xml b/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin_2.xml new file mode 100644 index 0000000..5be5a2e --- /dev/null +++ b/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin_2.xml @@ -0,0 +1,297 @@ + + + + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e +0.4 0 0 0.4 0 0 e + + + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e + + + + + +0.5 0 0 0.5 0 0 e + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e +0.4 0 0 0.4 0 0 e + + + + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h +-0.4 -0.4 m +0.4 -0.4 l +0.4 0.4 l +-0.4 0.4 l +h + + + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h + + + + + +-0.5 -0.5 m +0.5 -0.5 l +0.5 0.5 l +-0.5 0.5 l +h + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h +-0.4 -0.4 m +0.4 -0.4 l +0.4 0.4 l +-0.4 0.4 l +h + + + + + + +-0.43 -0.57 m +0.57 0.43 l +0.43 0.57 l +-0.57 -0.43 l +h + + +-0.43 0.57 m +0.57 -0.43 l +0.43 -0.57 l +-0.57 0.43 l +h + + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-0.8 0 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-0.8 0 l +-1 -0.333 l +h + + + + +-1 0.333 m +0 0 l +-1 -0.333 l + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h +-1 0 m +-2 0.333 l +-2 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h +-1 0 m +-2 0.333 l +-2 -0.333 l +h + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +1. Strategie + +32 784 m +32 744 l +64 744 l +64 784 l +h + + +32 780 m +64 780 l +64 776 l +32 776 l +32 772 l +64 772 l +64 768 l +32 768 l +32 764 l +64 764 l +64 760 l +32 760 l +32 756 l +64 756 l +64 748 l +64 752 l +32 752 l +32 748 l +64 748 l + +$\frac{1}{10}$ +$\frac{1}{10}$ +$...$ + +96 784 m +96 744 l +128 744 l +128 784 l +h + + +144 784 m +144 744 l +176 744 l +176 784 l +h + + +96 780 m +128 780 l + + +160 780 m +192 780 l + +$\frac{9}{10}$ +$...$ +$\frac{9}{10}$ +11 bins +2. Strategie +10 bins = optimal, +da alle bins voll sind. + + diff --git a/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin_3.xml b/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin_3.xml new file mode 100644 index 0000000..7d451fb --- /dev/null +++ b/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/approx_bin_3.xml @@ -0,0 +1,298 @@ + + + + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e +0.4 0 0 0.4 0 0 e + + + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e + + + + + +0.5 0 0 0.5 0 0 e + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e +0.4 0 0 0.4 0 0 e + + + + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h +-0.4 -0.4 m +0.4 -0.4 l +0.4 0.4 l +-0.4 0.4 l +h + + + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h + + + + + +-0.5 -0.5 m +0.5 -0.5 l +0.5 0.5 l +-0.5 0.5 l +h + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h +-0.4 -0.4 m +0.4 -0.4 l +0.4 0.4 l +-0.4 0.4 l +h + + + + + + +-0.43 -0.57 m +0.57 0.43 l +0.43 0.57 l +-0.57 -0.43 l +h + + +-0.43 0.57 m +0.57 -0.43 l +0.43 -0.57 l +-0.57 0.43 l +h + + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-0.8 0 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-0.8 0 l +-1 -0.333 l +h + + + + +-1 0.333 m +0 0 l +-1 -0.333 l + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h +-1 0 m +-2 0.333 l +-2 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h +-1 0 m +-2 0.333 l +-2 -0.333 l +h + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +64 768 m +64 720 l +96 720 l +96 768 l + + +112 768 m +112 720 l +144 720 l +144 768 l + + +160 768 m +160 720 l +192 720 l +192 768 l + + +208 768 m +208 720 l +240 720 l +240 768 l + + +64 752 m +96 752 l + + +112 760 m +144 760 l + + +56 744 m +248 744 l + + +160 748 m +192 748 l + +$\frac{1}{2}$ + +208 736 m +240 736 l + + +160 712 m +168 704 +176 704 +176 704 +196 704 +196 704 +200 700 +200 700 +204 704 +204 704 +224 704 +224 704 +232 704 +240 712 s + +zusammen $>1$ + + diff --git a/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/p-np.xml b/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/p-np.xml new file mode 100644 index 0000000..dfebc5a --- /dev/null +++ b/Berechenbarkeits-KomplexTh/bilder/p-np.xml @@ -0,0 +1,268 @@ + + + + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e +0.4 0 0 0.4 0 0 e + + + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e + + + + + +0.5 0 0 0.5 0 0 e + + +0.6 0 0 0.6 0 0 e +0.4 0 0 0.4 0 0 e + + + + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h +-0.4 -0.4 m +0.4 -0.4 l +0.4 0.4 l +-0.4 0.4 l +h + + + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h + + + + + +-0.5 -0.5 m +0.5 -0.5 l +0.5 0.5 l +-0.5 0.5 l +h + + +-0.6 -0.6 m +0.6 -0.6 l +0.6 0.6 l +-0.6 0.6 l +h +-0.4 -0.4 m +0.4 -0.4 l +0.4 0.4 l +-0.4 0.4 l +h + + + + + + +-0.43 -0.57 m +0.57 0.43 l +0.43 0.57 l +-0.57 -0.43 l +h + + +-0.43 0.57 m +0.57 -0.43 l +0.43 -0.57 l +-0.57 0.43 l +h + + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-0.8 0 l +-1 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-0.8 0 l +-1 -0.333 l +h + + + + +-1 0.333 m +0 0 l +-1 -0.333 l + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h +-1 0 m +-2 0.333 l +-2 -0.333 l +h + + + + +0 0 m +-1 0.333 l +-1 -0.333 l +h +-1 0 m +-2 0.333 l +-2 -0.333 l +h + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +64 784 m +64 688 l +128 688 l +128 784 l +h + + +64 784 m +64 752 l +128 752 l +128 784 l +h + + +64 720 m +64 688 l +128 688 l +128 720 l +h + + +112 768 m +144 784 l +144 784 l + +NP-vollst$\ddot a$ndig + +SAT +$NP \subseteq EXP$ +P +$SAT \equiv^P HAM \equiv^P Vertex Cover \equiv^P ...$ + +