• 제목/요약/키워드: Prim's Algorithm

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PRIM-MST: AN Algorithm for Designing and Optimizing Local Area Network Planning

  • Rana Abu Bakar;Shafiq Hussain;Saqib Javed
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제24권10호
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    • pp.97-104
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    • 2024
  • This paper proposed n approaches to designing local area networks using Prim's MST Algorithm of an organization. Designing the local area network of an organization is a typical problem faced with how we optimally arrange the networks between computers nodes while faced the imperative of area and installment cost. One of the cost parts that value to be considered is the local network cable price. The shorter the aggregate link length of the network, obviously the installation cost will be less. The MST problem has essential applications in network design which is broadly concentrated in the study of literature. The MST problem shows up in the local area network design where computers and other nodes connect them and must be picked most gainfully. The application of Prim's algorithms is shown to the outline design of local area networks in an organization. This Prim's algorithm works by picking the shortest path beginning from the first node until all nodes in the graph are linked. The following research is planned to design a prims algorithm to solve local area network design problems. Our research is analyzed, and intriguing results are gotten. The outcomes got to justify the need to apply this sort of algorithm for benefit and efficiency.

스타이너 트리를 구하기 위한 부동소수점 표현을 이용한 유전자 알고리즘 (Genetic Algorithm Using-Floating Point Representation for Steiner Tree)

  • 김채주;성길영;우종호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.1089-1095
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    • 2004
  • 주어진 네트워크에서 최적의 스타이너 트리를 구하는 문제는 NP-hard이며, 최적에 가까운 스타이너 트리를 구하기 위하여 유전자 알고리즘을 이용한다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위하여 유전자 알고리즘에서 염색체를 기존의 이진스트링 대신 부동소수점으로 표현하였다. 먼저 주어진 네트워크에 Prim의 알고리즘을 적용하여 스패닝 트리를 구하고, 부동소수점 표현을 갖는 유전자 알고리즘을 사용하여 새로운 스타이너 점을 트리에 추가하는 과정을 반복함으로써 최적에 가까운 스타이너 트리를 구했다 이 방법을 사용하면 이진스트링을 사용하는 기존의 방법에 비해서 트리가 보다 빠르고 정확하게 최적에 가까운 스타이너 트리에 접근했다.

간선 모집단 규모축소 기법을 적용한 빠른 최소신장트리 결정 (Fast Determination of Minimum Spanning Tree Based on Down-sizing Technique of Edges Population)

  • 이상운;최명복
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.51-59
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    • 2014
  • 논문은 최소신장트리를 보다 빠르게 구하기 위해 그래프의 간선 모집단을 축소시키는 방법을 제안하였다. 기존의 최소신장트리 알고리즘은 그래프의 모든 간선을 대상으로 한다. 반면에, 제안된 알고리즘은 사전에 결합가가 3 이상인 정점에 대해 최대 가중치 간선을 삭제하는 방법을 적용하여 간선 모집단 크기를 축소시킨다. 다음으로 축소된 간선 모집단을 대상으로 Borůvka, Prim, Kruskal과 역-삭제 알고리즘을 최적으로 종료시키는 종료시점 기준을 적용하였다. 9개 그래프에 제안된 알고리즘을 적용한 결과 MST에 기여를 하지 못하는 간선을 사전에 평균 38% 축소시킬 수 있었다. 또한, 원래의 그래프를 대상으로 하는 경우와 비교 결과 알고리즘에서 비교되는 간선의 수를 Borůvka는 38%, Prim은 37%, Kruskal은 39%, 역-삭제 알고리즘은 73%를 단축시켜 신속하게 최소신장트리를 구하였다.

최소신장트리를 이용한 배전선로 다중 과부하 해소 방법 (Load Balancing Technique to Release Multiple Overloading of Distribution Feeders using Minimum Spanning Tree)

  • 오성현;이한성;김영국;임성일
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제29권2호
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    • pp.33-39
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    • 2015
  • Power supplying capacity of the distribution feeder should be maintained within thermal capacity of the wire. This paper presents the minimum spanning tree based load balancing technique to release multiple overloading of distribution feeders. In order to minimize number of involved backup feeders, Dijkstra and Prim algorithm are adopted to construct minimum spanning tree. Simulation testing result based on part of KEPCO's commercial distribution systems shows effectiveness of proposed scheme.

비 균등 노드 분포환경에서 부분 PTAS를 이용한 효과적인 유클리드 최소신장트리 생성 (Efficient Construction of Euclidean Minimum Spanning Tree Using Partial Polynomial-Time Approximation Scheme in Unequality Node Distribution)

  • 김인범;김수인
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.71-80
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    • 2014
  • 균등하게 분포된 많은 입력노드들을 최소비용으로 연결하는 최소신장트리 생성문제에 PTAS를 사용하면 실행시간에 있어서 효과적으로 결과를 얻을 수 있다. 그러나 비 균등 분포의 경우에는 PTAS 적용이 오히려 성능을 저하시킬 수 있다. 본 논문에서는 특정 영역에 노드들이 밀집된 경우 해당 영역에만 PTAS를 적용한 부분 PTAS를 제안한다. 이 방법은 50,000개 입력노드들의 90%가 특정 영역에 밀집된 환경에서 기존의 PTAS 방식에 비해서 생성시간은88.49%, 트리길이는 0.86%감소를 보였고, Prim의 Naive 최소신장트리 생성방법에 비해서 생성시간은 87.57% 감소, 트리길이는 1.18% 증가를 보였다. 따라서 본 연구의 제안방법은 많은 노드들이 특정영역에 밀집된 환경에서 이 노드들을 빠른 시간 내에 연결해야 하는 응용 등에 잘 적용될 수 있을 것이다.

공간 노드들의 최단연결을 위한 3차원 유클리드 최소신장트리 (Three Dimensional Euclidean Minimum Spanning Tree for Connecting Nodes of Space with the Shortest Length)

  • 김재각;김인범
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.161-169
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    • 2012
  • 일반적으로 유클리드 최소신장트리는 2차원 평면상에 존재하는 입력노드들이 최소 비용으로 연결된 것이다. 그러나 생성된 유클리드 최소신장트리는 3차원의 현실세계에 적용할 경우 그 연결비용은 최소비용이 아닐 수 있다. 본 논문에서는 3차원 공간상에 존재하는 입력노드를 최단 길이로 연결하는 3차원 유클리드 최소신장트리를 제안한다. 100%의 공간비율의 3차원 공간상에 존재하는 30,000개의 입력 노드에 대한 실험에서, 본 논문에서 제안된 방법에 생성된 트리는, Prim의 2차원 최소신장트리 알고리즘에 의해 생성된 유클리드 최소신장트리에 비해, 2차원 평면에서만 고려했을 때 251.2%의 연결 비용의 증가를 보이지만 이것은 3차원 실세계에서는 의미가 없다. 본 논문에서 제안된 방법에 의해 생성된 트리는 3차원 공간에서는 90.0%의 비용의 절감율을 보인다. 이는 제안된 방법이 3차원적 연결에 관한 많은 현실적인 문제에 잘 적용될 수 있음을 나타낸다.

들로네 삼각망과 최소신장트리를 결합한 효율적인 유클리드 스타이너 최소트리 생성 (Efficient Construction of Euclidean Steiner Minimum Tree Using Combination of Delaunay Triangulation and Minimum Spanning Tree)

  • 김인범
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.57-64
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    • 2014
  • 스타이너 트리의 생성은 NP-Complete 영역에 속하므로, 이것을 위한 휴리스틱들은, 다수의 입력 노드에 대해서 많은 시간과 계산을 요구한다. 본 논문에서는 많은 입력노드에 대해, 들로네 삼각망과 Prim의 최소신장트리를 결합한 효과적인 유클리드 스타이너 최소트리 구성방법을 제안한다. 이 방법은 Prim의 최소신장트리와 최소신장트리기반 스타이너 트리와 각각 비교 분석되었다. 제안된 방법은 30,000개의 입력노드에 대해 최소신장트리에 비해 연결 길이는 2.1% 감소, 실행시간은 138.2% 증가하였고, 최소신장트리기반 스타이너최소트리에 비해 실행시간 18.9% 감소, 연결 길이 0.013% 감소의 실험결과를 보였다. 따라서 본 연구의 제안방법은 실행시간이 주요 요인이 되지 않는 환경에서 연결 길이를 단축해야 할 응용에 잘 적용될 수 있을 것이다.

Soft computing-based slope stability assessment: A comparative study

  • Kaveh, A.;Hamze-Ziabari, S.M.;Bakhshpoori, T.
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제14권3호
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    • pp.257-269
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    • 2018
  • Analysis of slope stability failures, as one of the complex natural hazards, is one of the important research issues in the field of civil engineering. Present paper adopts and investigates four soft computing-based techniques for this problem: Patient Rule-Induction Method (PRIM), M5' algorithm, Group Method of data Handling (GMDH) and Multivariate Adaptive Regression Splines (MARS). A comprehensive database consisting of 168 case histories is used to calibrate and test the developed models. Six predictive variables including slope height, slope angle, bulk density, cohesion, angle of internal friction, and pore water pressure ratio were considered to generate new models. The results of test studies are used for feasibility, effectiveness and practicality comparison of techniques with each other, and with the other available well-known methods in the literature. Results show that all methods not only are feasible but also result in better performance than previously developed soft computing based predictive models and tools. It is shown that M5' and PRIM algorithms are the most effective and practical prediction models.

하이브리드 최소신장트리 알고리즘 (Hybrid Minimum Spanning Tree Algorithm)

  • 이상운
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제17A권3호
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    • pp.159-166
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    • 2010
  • 본 논문에서는 여러 간선들이 동일한 가중치를 갖고 있는 그래프에서 최소신장트리 (Minimum Spanning Tree, MST)를 얻기 위해 Bor$\dot{u}$vka, Prim과 Kruskal MST 알고리즘을 실제 그래프에 적용한 결과 Bor$\dot{u}$vka와 Kruskal MST 알고리즘은 MST를 얻었지만 Prim MST 알고리즘은 MST를 얻는데 실패함을 보였다. 또한, Bor$\dot{u}$vka의 $2^{nd}$ Stage에서 Inter-MSF MWE를 선택하는 알고리즘이 복잡함을 알 수 있었다. Bor$\dot{u}$vka의 $1^{st}$ Stage는 최소한의 간선들로 최소신장 포레스트 (Minimum Spanning Forest, MSF)를 얻는 장점을 갖고 있으며, Kruskal MST 알고리즘은 모든 간선들을 대상으로 하지만 항상 MST를 얻는 장점을 갖고 있다. 따라서 본 논문은 Bor$\dot{u}$vka의 $1^{st}$ Stage와 Kruskal MST 알고리즘의 장점을 결합한 하이브리드 MST 알고리즘을 제안하였다. 하이브리드 MST 알고리즘을 추가적으로 6개의 그래프에 적용한 결과 Kruskal MST 알고리즘과 동일하게 항상 MST를 얻음을 검증하였다. 또한, 알고리즘 수행속도와 메모리 용량 측면에서 비교한 결과 하이브리드 MST 알고리즘이 가장 좋은 성능을 보였다. 따라서 제안된 알고리즘을 일반화된 MST 알고리즘으로 채택이 가능할 것이다.

개선된 센서 라우팅 방식 : A-PEGASIS (A-PEGASIS : Advanced Power Efficient GAthering in Sensor Information Systems)

  • 서창진;양진웅
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제34권6호
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    • pp.458-465
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    • 2007
  • 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network : WSN)는 센서 노드 자체의 라우팅 기능을 이용하여 센서필드에서 감지한 측정값을 기지 노드로 전송하는 특수한 네트워크이다. WSN의 센서노드는 재충전되지 않는 제한적인 에너지를 사용하기 때문에 에너지 효율을 극대화한 라우팅 기법이 필요하다. WSN의 수명이나 특성은 WSN의 응용과 밀접한 관계가 있기 때문에 다양한 WSN 라우팅 방법이 제안되었다. 본 논문은 PEGASIS의 라우팅 방식처럼 체인 토폴로지를 사용하면서 개선된 체인을 사용하고 주기적으로 새로운 체인을 형성하는 방법을 추가하여 성능을 개선한 A-PEGASIS 알고리즘을 제안한다. 또한 우리는 시뮬레이션을 통하여 기존 방식인 LEACH, PEGASIS, PEDAP, PEDAP-PA과 제안된 방식의 성능을 비교하였다. 그 결과 A-PEGASIS는 WSN의 평균 수명이 향상되었으며 동작시간이 종료될 무렵까지 대부분의 센서노드가 동작하는 의미의 우수한 노드 생존성이 있음을 확인하였다.