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288
doc/tp1.md
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@ -0,0 +1,288 @@
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# Alobe
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## Description
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Alobé est un logiciel libres permettant de manipuler de grands graphes non-orientes décrits par la liste de leurs arrêtes. Il possède les
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caractéristiques suivantes :
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* Il est distribue sous la licence [GNU General Public License](http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html)
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* Il est ecrit en C (bien qu’écrit au départ en C++, comme en témoigne le dépôt subversion) et possède une interface en ligne de commande,
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* Il implémente le filtrage du graphe pour l'extraction d'un sous-ensemble (exercice 2).
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* Il implémente le calcul des degrés (exercice 3)
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* Il implémente les statistiques sur le calcul des degrés (degré moyen, degré maximum, densité du graphe) (exercice 5)
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* Il implémente le stockage des données de façon contiguë en mémoire (en un unique tableau) (exercice 4).
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* Il implémente le calcul des composantes connexes de façon efficace (exercice 5).
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* Il implémente une méthode de calcul alternatif des composantes connexes (exercice 6 - defi).
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### Auteurs
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Alobe a ete entierement realise par Glenn ROLLAND
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<[glenux@fr.st](mailto:glenux@fr.st)> a l'occasion de travaux pratiques du
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cours de Grand Reseaux du Master 2 Ingenierie Informatique \- Systemes,
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Reseaux et Internet.
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## Pre-requis
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Alobé ne nécessite pas de bibliothèques de fonctions particulières pour
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fonctionner.
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## Se procurer Alobe
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Vous pouvez recharger la dernière archive des sources, ou bien directement
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la version la plus récente du projet sur le dépôt Subversion du projet.
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## 4. Utiliser Alobe
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### 4.1. Compilation
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Commencez par decompressez l'archive.
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$ tar -xzvf alobe-0.1.tar.gz
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Rendez vous ensuite dans le dossier qui vient d'etre cree lors de la
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decompression.
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$ cd alobe-0.1
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Puis lancez l'auto-configuration du logiciel, puis la compilation.
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$ ./autogen
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$ ./configure
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$ make
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Le binaire produits se trouve dans le dossier `src/alobe`
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### 4.2. Utilisation
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Les binaires de Alobe doivent etre appeles avec la syntaxe suivante:
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Usage: alobe <commande> <parametres_obligatoires> [options]
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Les commandes sont les suivants:
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-F, --filter
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Filtrage du fichier d'entree pour extraire un sous-graphe.
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-D, --degree
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Calcul du degre des noeuds du graphe pris en entree.
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-S, --store
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Stockage et remplissage du tableau representant le graphe en memoire.
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-A, --average
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Calcul des statistiques sur les noeuds du graphe d'entree (degre moyen, degre max, densite).
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-C, --connexity
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Calcul des composantes connexes par la methode du tableau unique.
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-E, --defi
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Calcul des composantes connexes par ensembles d'intervalles de noeuds.
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Les parametres obligatoires sont les suivants:
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-c, --count <entier>
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Nombre de noeuds du fichier d'entree.
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-s, --size <entier>
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Taille du filtre
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-t, --offset <entier>
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Offset du filtre
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Les parames optionnels sont les suivants:
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-i, --input <fichier>
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Le fichier d'entree, "-" designant l'entree standard,
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-o, --output <fichier>
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Le fichier de sorftie, "-" designant la sortie standard.
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-v, --verbose
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Passe l'affichage en mode verbeux.e numero du noeud a lire et afficher a partir du fichier compresse
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## 5. Documentation
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### 5.1. Code
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Vous pouvez trouver la documentation de Alobe dans le dossier doc/html de
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l'application, ou en suivant [ce lien](html/index.html).
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### 5.2. Remarques sur les differents exercices
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#### 5.2.1. Exercice 1
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#### 5.2.2. Exercice 2
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Il est possible de filtrer le graphe d'entree pour extraire un sous ensemble
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de noeuds de la façon suivante :
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./src/alobe -F -t 0 -s 30 -i ../web.data.gz -c 701654
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Ce qui produit en sortie
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Command -> FILTER
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Offset -> 0
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Size -> 30
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Input Data -> ../web.data.gz
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Input Index -> 701654
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|
Filtering between [ 0 .. 30 ]...
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0 1
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0 2
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1 3
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1 4
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1 5
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1 6
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1 7
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1 8
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1 9
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1 10
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1 11
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1 12
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|
[...]
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( uniquement les noeuds x compris entre 0 <= x < 30 )
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#### 5.2.3. Exercice 3
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Le calcul du degré des noeuds se fait par la commande suivante :
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./src/alobe -D -i ../web.data.gz -c 701654
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Ce qui produit (en premiere colone l'index du noeud et en seconde le degre):
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Command -> DEGREE
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Input Data -> ../web.data.gz
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Input Index -> 701654
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Computing degree of each node...
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done
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0 2
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1 1194
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2 77
|
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3 496
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|
4 227
|
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|
5 339
|
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|
6 337
|
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|
7 340
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|
8 337
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9 10
|
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|
10 16
|
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11 31
|
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|
12 15
|
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|
13 22
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|
[...]
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|
Le calcul du degre est effectue dans un tableau de sizeof(long) * N (ou N est
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le nombre de noeuds), initialise a zero, et ou les valeurs des cases sont
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incrementees a la lecture des arcs.
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#### 5.2.4. Exercice 4
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Le simple stockage du graphe en mémoire ne produit pas de sortie visible, mais
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s’exécute en tapant :
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./src/alobe -S -i ../web.data.gz -c 701654
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Le programme commence par calculer les degres, puis initialise un tableau de
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taille N (N = nombre de noeuds) pointeurs vers les cases d'un tableau de
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taille (M + 3) * sizeof(long) (ou M est la somme des degres des noeuds)
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destine a contenir les arcs de chaque noeud. Les 3 cases supplementaires ne
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servent qu'au calcul des composates connexes et seront decrites plus loin.
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#### 5.2.5. Exercice 5
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Le calcul des statistiques sur les noeuds du graphe se fait de la façon
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suivante:
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./src/alobe -A -i ../web.data.gz -c 701654
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Command -> AVERAGE
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Input Data -> ../web.data.gz
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Input Index -> 701654
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Computing degree of each node...
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done
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Degree average: 5.517015
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Degree maximum: 5331
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Density : 0.000000
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Cet exercice reutilise la structure de donnees l'exercice 3, et en la
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parcourant effectue le calcul.
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#### 5.2.6. Exercice 6
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Le calcul des composantes connexes se fait de la façon suivante :
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./src/alobe -C -i ../web.data.gz -c 701654
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Command -> CONNEXITY
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Input Data -> ../web.data.gz
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Input Index -> 701654
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Computing degree of each node...
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|
done
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Filling the Big Table...
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done
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Found connex component at 0
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Found connex component at 9484
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Found connex component at 15516
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|
Found connex component at 17477
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|
Found connex component at 20073
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Found connex component at 20100
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|
[...]
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Found connex component at 699413
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|
Found connex component at 700568
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||||||
|
Found connex component at 701306
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|
Found connex component at 701313
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|
Found 970 connex components
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Pour le fichier IP.data.gz on obtient :
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Command -> CONNEXITY
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Input Data -> /home/warbrain/Films/IP.data.gz
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Input Index -> 467273
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|
Computing degree of each node...
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||||||
|
done
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||||||
|
Filling the Big Table...
|
||||||
|
done
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Found connex component at 0
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Found connex component at 324896
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Found 2 connex components
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Et pour le fichier P2P.data.gz les machines a ma disposition ne possedaient
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|
pas suffisament de memoire...
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Le calcul des composantes connexes utilise le meme tableau que l'exercice 4.
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|
Le calcul se fait dans les 3 cases supplementaires :
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* une case pour le degre du noeud
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* une case pour l'offset du noeud traite
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* une case pour le noeud "pere" dans le parcours en profondeur.
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Lorsqu'on parcours un noeud x en provenance de y, on inscrit la reference du
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noeud pere dans la case 3, puis pour chaque noeud adjacent non visite, on
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indique le noeud adjacent parcouru actuellement puis on parcourt recursivement
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le noeud adjacent.
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Remarque: jusque la le TP etait programme en C++, et pour un eventeuel gain de
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performances il fut reecrit entierement (en conservant les structures de
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donnees) en C. Cependant seules 0.3 secondes furent gagnees sur le graphe
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|
web.data.gz... sur un temps de calcul total de 14 sec... (sur un iBook G4 1Ghz
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avec 256 Mo de RAM sous GNU/Linux).
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#### 5.2.7. Defi
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On suppose que dans le graphe du web, les noeud adjacents ont de fortes
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chances d'appartenir a la même composante connexe.
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Ainsi, pour décrire en mémoire une composante regroupant les nœuds {0, 1, 2
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,3 ,4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 14,15,16, 17, 19, 20} nul besoin de stocker en
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|
mémoire autre chose que les ensembles d'intervalles suivants: [0 .. 10] U [14
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.. 17] U [19 .. 20] ...
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Cependant, les fusions d'ensembles nécessitent de nombreuses recopies de
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données et d'allocations de mémoire. L'algorithme s'en trouve par conséquent
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|
fort ralenti...
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On peut lancer le défi en tapant :
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./src/alobe -E -i ../web.data.gz -c 701654
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..et admirer les résultats (s'il apparaissent, car il y a encore pas mal de
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|
soucis de pointeurs se baladant librement...)
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263
doc/tp2.md
Normal file
263
doc/tp2.md
Normal file
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@ -0,0 +1,263 @@
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# Alobe (TP2)
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## 1\. Description
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Alobe est un logiciel libre permettant de manipuler de grands graphes non-
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|
orientes decrits par la liste de leurs arretes. Il possede les
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||||||
|
caracteristiques suivantes :
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||||||
|
* Il est distribue sous la licence [GNU General Public License](http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html)
|
||||||
|
* Il est ecrit en C (bien qu'ecrit au depart en C++, comme en temoigne le depot subversion) et possede une interface en ligne de commande,
|
||||||
|
* Il implemente le calcul de la distance d'un noeud a tous les autres (exercice 1).
|
||||||
|
* Il fournit en sortie des donnees permettant de tracer la distribution des distance a un noeud donne (exercice 2)
|
||||||
|
* Il fournit en sortie les donnees permettant de tracer l'evolution de l'estimation de la distance moyenne en fonction du nombre de parcours effectues. (exercice 3)
|
||||||
|
* Il implemente le calcul de la borne inferieure du diametre, en prenant la distance maximale d'un noeud donne a tous les autres (exercice 4).
|
||||||
|
* Il implemente le calcul de la borne superieure du diametre, en prenant la distance maximale dans l'arbre du parcours en largeur (exercice 5).
|
||||||
|
* Il fournit en sortie des donnees permettant de tracer les courbes des meilleurs bornes inferieures et superieure en fonction du nombre de parcours effectues. (exercice 6 - defi).
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||||||
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|
### 1.1. Auteurs
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||||||
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||||||
|
Alobe a ete entierement realise par Glenn ROLLAND
|
||||||
|
<[glenux@fr.st](mailto:glenux@fr.st)> a l'occasion de travaux pratiques du
|
||||||
|
cours de Grand Reseaux du Master 2 Ingenierie Informatique \- Systemes,
|
||||||
|
Reseaux et Internet.
|
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## 2\. Pre-requis
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|
Alobe ne necessite pas de bibliotheques de fonctions particulieres pour
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fonctionnner.
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## 3\. Se procurer Alobe
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Vous pouvez telecharger la derniere archive des sources, ou bien directement
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|
la version la plus recente du projet sur le depot Subversion du projet.
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### 3.1. L'archive des sources
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|
Elle est disponible a l'adresse :
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<http://glenux2.free.fr/pub/projets/Alobe/archives/>
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|
### 3.2. Le depot Subversion
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|
Afin d'obtenir les sources les plus a jour, vous pouvez utiliser le logiciel
|
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|
de controle de sources Subversion
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$ svn checkout http://repository.glenux.ath.cx/svn/Cours/M2/Grand_Reseaux/TP1/
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|
Il n'y a pas de mot de passe, il suffit donc de presser la touche "Entree"
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|
pour l'utilisateur "anonymous", si ce dernier vous est demande.
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|
## 4\. Utiliser Alobe
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### 4.1. Compilation
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|
Commencez par decompressez l'archive.
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|
$ tar -xzvf alobe-0.2.tar.gz
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|
Rendez vous ensuite dans le dossier qui vient d'etre cree lors de la
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||||||
|
decompression.
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|
$ cd alobe-0.2
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|
|
||||||
|
Puis lancez l'auto-configuration du logiciel, puis la compilation.
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$ ./autogen
|
||||||
|
$ ./configure
|
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|
$ make
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||||||
|
|
||||||
|
Le binaire produits se trouve dans le dossier :
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* src/alobe
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### 4.2. Utilisation
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|
Les binaires de Alobe doivent etre appeles avec la syntaxe suivante:
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Usage: alobe <commande> <parametres_obligatoires> [options]
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|
Les commandes sont les suivants:
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-I, --tp2distance
|
||||||
|
Calcule les distances a partir du noeud donne.
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|
-J, --tp2distanceplot
|
||||||
|
Donne la distribution des distances a partir du noeud donne.
|
||||||
|
-L, --tp2distevolution
|
||||||
|
Donne l'evolution de l'estimation de la distance moyenne.pour un noeud donne, ou au hasard, en fonction du nombre d'iterations.
|
||||||
|
-M, --tp2limitinf
|
||||||
|
Calcule la borne inferieure du diametre pour un noeud donne ou au hasard, en fonction du nombre d'iterations.
|
||||||
|
-N, --tp2limitsup
|
||||||
|
Calcule la borne superieure du diametre pour un noeud donne ou au hasard, en fonction du nombre d'iterations.
|
||||||
|
-O, --tp2defi
|
||||||
|
Fournit les donnees permettant de tracer les courbes de meilleures bornes inferieures et superieures du diametre en fonction du nombre d'iteration.
|
||||||
|
|
||||||
|
Les parametres obligatoires sont les suivants:
|
||||||
|
|
||||||
|
-c, --count <entier>
|
||||||
|
Nombre de noeuds du fichier d'entree.
|
||||||
|
|
||||||
|
Les parames optionnels sont les suivants:
|
||||||
|
|
||||||
|
-i, --input <fichier>
|
||||||
|
Le fichier d'entree, "-" designant l'entree standard,
|
||||||
|
-o, --output <fichier>
|
||||||
|
Le fichier de sorftie, "-" designant la sortie standard.
|
||||||
|
-v, --verbose
|
||||||
|
Passe l'affichage en mode verbeux.e numero du noeud a lire et afficher a partir du fichier compresse
|
||||||
|
-r, --root <entier>
|
||||||
|
Noeur servant de racine a la premiere iteration.
|
||||||
|
-n, --iterations <entier>
|
||||||
|
Nombre d'iterations a effectuer.
|
||||||
|
|
||||||
|
## 5\. Documentation
|
||||||
|
|
||||||
|
### 5.1. Code
|
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Vous pouvez trouver la documentation de Alobe dans le dossier doc/html de
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l'application, ou en suivant [ce lien](html/index.html).
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### 5.2. Remarques sur les differents exercices
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#### 5.2.1. Exercice 1
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On calcule la distance d'un noeud (le 24 par exemple) a tous les autres, ainsi
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que la moyenne de toutes ses distances, par la commande suivante:
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./alobe -I -i web.data.gz -o result.txt -c 701654 -r 24
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Ce qui produit le fichier result.txt suivant :
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Maximum distance : 1
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Average distance : 0.666667
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#### 5.2.2. Exercice 2
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On obtient la distribution des distances pour un noeud donne (le 24 par
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exemple) de la façon suivante:
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$ ./alobe -J -i web.data.gz -o result.txt -c 701654 -r 24
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Ce qui produit en sortie
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0 1
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1 336
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2 3017
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3 21100
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4 89398
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5 146225
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6 145567
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7 118491
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8 77830
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9 47189
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10 21247
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11 8628
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12 1550
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13 532
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14 112
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15 7
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16 4
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Soit le graphique suivant :
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#### 5.2.3. Exercice 3
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On trace l'evolution de l'estimation de la distance moyenne (en fonction du
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nombre d'iteration) par la commande suivante:
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./alobe -L -i web.data.gz -o result.txt -c 701654 -n 100 -r 24
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Ce qui produit en sortie:
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0 6.228710
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1 7.560919
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2 9.514071
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3 9.537433
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4 9.504442
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5 9.567365
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6 9.542382
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7 9.429151
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8 9.426282
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9 9.566440
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10 9.583777
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11 9.450484
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12 9.548250
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13 9.503499
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14 9.508191
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15 9.475249
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16 9.297400
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17 9.210398
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[...]
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Soit sous forme graphique :
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#### 5.2.4. Exercice 4
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Pour calculer la borne inferieure, on fera:
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./alobe -M -i web.data.gz -o result.txt -c 701654 -n 5 -r 24
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Iteration 0 \-- choosing root 24
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\-- borne inferieure 17
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Iteration 1 -- choosing root 60401
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\-- borne inferieure 18
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Iteration 2 -- choosing root 700018
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\-- borne inferieure 24
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Iteration 3 -- choosing root 77852
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\-- borne inferieure 24
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Iteration 4 -- choosing root 45944
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|
\-- borne inferieure 24
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#### 5.2.5. Exercice 5
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Pour le calcul de la borne superieure, on fait :
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./alobe -N -i ~/web.data.gz -o result.txt -c 701654 -n 10 -r 24
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Iteration 0 \-- choosing root 24
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\-- borne superieure 33
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Iteration 1 -- choosing root 96542
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\-- borne superieure 33
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Iteration 2 -- choosing root 49208
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\-- borne superieure 33
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|
Iteration 3 -- choosing root 436498
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\-- borne superieure 33
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|
Iteration 4 -- choosing root 309990
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\-- borne superieure 32
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Iteration 5 -- choosing root 538890
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\-- borne superieure 32
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Iteration 6 -- choosing root 266656
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\-- borne superieure 32
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Iteration 7 -- choosing root 529998
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\-- borne superieure 32
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Iteration 8 -- choosing root 140145
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\-- borne superieure 32
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Iteration 9 -- choosing root 640316
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\-- borne superieure 32
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#### 5.2.6. Exercice 6 - Defi
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Le cumul des courbes precedentes se fait par :
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$ ./alobe -O -i web.data.gz -o result.txt -c 701654 -n 100 -r 24
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Puis :
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$ ./defiplot.sh result.txt
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Pour obtenir : 
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Remarque: pour le defi, il aurait fallu en plus utiliser une heuristique de
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choix des noeuds permettant de faire converger les deux courbes bornant le
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diametre au plus vite. Par exemple, choisir les noeuds par degre decroissant
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dans la composante connexe, en supposant qu'un noeud a fort degre comme racine
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donne un arbre plus plat et donc la borne supperieure par la meme occasion...
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