超级交叉立方体互连网络及其拓扑性质

交叉立方体是近年提出的超立方体的一种变种。由于它的许多优越性质（如直径、嵌入性等）,在并行处理领域越来越受到人们的重视。然而,像超立方体一样,它也有一个缺点,即要使交叉立方体升级,就必须成倍地增加其顶点个数。为了解决这一问题,本文将顶点个数的２的次幂的交叉立方体推广到具有任意个顶点的互连网络,提出了超级交叉立方体的定义,并证明它保持了交叉立方体在高速通度、对数级的直径和顶点度数等方面的优良性质,从     

交叉立方体环的Hamilton连通性和Pancyclicity性

交叉立方体是超立方体互连网络的一种变型,它的某些性质优于超立方体。例如,其直径几乎是超立方体的一半;当n≥3,交叉立方体CQn具有Hamilton连通性;当n≥2,所有长度在4到2n之间的圈都能够以扩张1嵌入CQn,即交叉立方体具有Pancyclity性。但是,交叉立方体同超立方体一样,当需要升级时,必须成倍增加结点。交叉立方体环互连网络CRN作为层次环互连网络HRN[8]的一种,可以有效地克服这个缺点,当需要升级时,只需在环上增加一个交叉立方体。在文中,证明了交叉立方体环互连网络仍然保持了交叉立方体具有的Hamilton连通性和Pancyclity性。     

交叉扭立方体互联网络及其性质

扭N立方体是近年来提出的一种新型变体网络结构.通过X-变换操作使得存在2n个顶点的超立方体的网络直径从N减少到N-1,减少了网络规模增大时所需要的网络开销,从而受到了广泛的欢迎.与超立方体一样,扭N立方体也存在缺点,如果增加扭N立方体的维数,会成倍增加扭N立方体的顶点个数.为了解决这一问题,本文通过扭N立方体的结构,提出了交叉扭立方体的定义,并给出了相应的拓扑结构网络图,证明了交叉扭立方体的部分子网与超立方体网络同构,同时研究了交叉扭立方体的网络直径、连通度等问题.通过上述拓扑结构的基本性质的研究,得到了交叉扭立方体的性能优于扭N立方体的重要结论.     

HCH-立方体的Hamilton连通性

新型并行计算系统的研制依赖于对新型互连网络结构及其性质的研究。超立方体及其变型——交叉立方体具有优点,也具有缺点。文献[1]给出了在超立方体与交叉立方体的顶点之间的一种连接——超连接,从而得到了一种称为HCH-立方体的互连网络,文章证明了当n≥4,HCH-立方体任意两个顶点之间存在Hamilton路径,即HCH-立方体是Hamilton连通的,而超立方体不是Hamilton连通的。这表明HCH-立方体具备了交叉立方体在Hamilton连通性方面的性质。文章还给出了在n维HCH-立方体中构造任意两个顶点之间Hamilton路径的算法,该算法的时间复杂度为O(N),其中N=2n,为n维HCH-立方体的顶点个数。     

Mbius立方体互连网络上的圈嵌入算法

图嵌入技术是研究多处理器互连网络模拟其它网络的能力的重要技术．文中讨论了近年提出的一类互连网络——Ｍｏｂｉｕｓ立方体上的圈嵌入性质．Ｍｏｂｉｕｓ立方体是超立方体的变型，它们具有一些比超立方体更优越的性质，如ｎ维Ｍｏｂｉｕｓ立方体Ｍｎ的直径大约是ｎ维超立方体的一半，其期望距离大约是ｎ维超立方体的２３等．文中证明了Ｍｏｂｉｕｓ立方体另一个比超方体优越的性质，即任一长度为ｌ（４≤ｌ≤２ｎ）的圈能以扩张ｌ嵌入ｎ维Ｍｏｂｉｕｓ立方体Ｍｎ（ｎ≥２），并给出了构造过程，从而也证明Ｍｎ对环网络的模拟能力比超立方体的高（超立方体不含奇长圈）．     

超级扭立方体互连网络及其性质

扭立方体是超立方体的一类变体,它具有比超立方体更好的性质。但是,同超立方体一样,它也是具有2n个顶点的n-正则图,故要使一个扭立方体的维数(即顶点度数)增加1(称为升级),就必须成倍地增加扭立方体中的顶点个数。为了解决这一问题,将具有2n个顶点的扭立方体的拓扑结构加以改变,得到了包含任意多个顶点的互连网络——超级扭立方体(STN)。证明了超级扭立方体保持了扭立方体的最高连通度、对数级的直径和顶点度数、Hamilton性质、连通度级的tp-可诊断度等方面的优良性质,更进一步地,由于它包含了任意多个顶点,所以对它的升级只需增加任意多个顶点,从而克服了扭立方体的升级必须成倍增加其顶点个数的缺点。     

超级局部扭立方体互连网络及其性质

局部扭立方体是近年来提出的超立方体的一个变型,由于它的许多优越性质(如低直径),在并行处理领域越来越受到人们的重视.然而,像超立方体一样,它也有一个缺点,即要使局部扭立方体升级,就必须成倍地增加其顶点个数.为了解决这一问题,文中将顶点个数为2的次幂的局部扭立方体推广到具有任意个顶点的互连网络,提出了超级局部扭立方体(SLTC)的定义,并证明它保持了局部扭立方体的最高连通度、对数级的直径和顶点度数、Hamilton性质等方面的优良性质,从而证明了超级局部扭立方体是既保持了局部扭立方体的多种优越性质又易于升级的互连网络.     

Moebius立方体互连网络上的圈嵌入算法

图嵌入技术是研究多处理互连网络模拟其它网络的能力的重要技术，文中讨论了近年提出的一类互连网络－Ｍｏｕｂｉｕｓ立体体上的圈嵌入性质，Ｍｏｕｂｉｕｓ立方体是超立方体的变型，它们具有一些比超立文体更优越的性质，如ｎ维Ｍｏｅｂｉｕｓ立体体Ｍｎ的直径大约是ｎ维超立体的一半，其期望距离大约是ｎ维超立方体的２／３等，文中证明了Ｍｏｅｂｉｕｓ立方体另一个比超方体优越的性质，即任一长度为ｌ（４≤ｌ≤２＾ｎ）的圈能以     

人工智能神经网络在交叉立方体上的有效映射

Malluhi等人在文献犤1犦中介绍了人工智能神经网络(ANNs)在超立方体上的有效映射,交叉立方体是超立方体的一个重要变型,而且具有比超立方体更优越的性质,如果在交叉立方体上实现ANNs的有效映射,会有更好的意义。论文证明了一个N×NMAT(mesh-of-appendixed-trees)可以嵌入包含4N2个节点的交叉立方体中,其中N是最大一层的长度,并且证明这个嵌入是最优的,从而给出了ANNs在交叉立方体上的一个有效映射。     

交叉立方体中嵌入超立方体的研究

Efe提出的交叉立方体(crossedcube)是超立方体(hypercube)的一种变型。但是,交叉立方体的某些性质却优于超立方体,其直径几乎是超立方体的一半。在本文中,研究了用交叉立方体互连网络来模拟超立方体互连网络,其实质是图嵌入问题,得出了以下结论:当n≤2,2n维交叉立方体CQ2n可同构嵌入两个n 1维立方体Qn 1。当n≥3,2n维交叉立方体CQ2n可同胚嵌入n 1维超立方体Qn 1。     

The twisted crossed cube

The topology of interconnection networks plays an important role in the performance of parallel and distributed computing systems. In this paper, we propose a new interconnection network called twisted crossed cube (TCQ_n) and investigate its basic network properties in terms of the regularity, connectivity, fault tolerance, recursiveness, hamiltonicity and ability to simulate other architectures, and so on. Then, we develop an effective routing algorithm Route (u, v) for TCQ_n that takes no more than d(u, v) + 1 steps for any two nodes (u, v) to communicate with each other, and the routing process shows that the diameter, wide diameter, and fault‐tolerant diameter of TCQ_n are about half of the corresponding diameters of the equivalent hypercube with the same dimension. In the end, by combining TCQ_n with crossed cube (CQ_n), we propose a preferable dynamic network structure, that is, the dynamic crossed cube, which has the same network diameter as TCQ_n/CQ_n and better properties in other respects, for example, its connection complexity is half of that of TCQ_n/CQ_n when the network scale is large enough, and the number of its average routing steps is also much smaller than that in TCQ_n/CQ_n. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

扭立方体连接网络结构的研究与分析

根据交叉立方体（CQn）的结构与关联对的概念,对扭立方体连接网络（TNn）的结构特性进行了分析,证明了当[n5]时,TNn是不连通的,并且不连通的结点数占整个网络结点数的一半。通过分析扭立方体连接网络的错误所在,提出了一种新型网络结构——扭交叉立方体（TCQn）,证明了该网络结构是完全连通的,初步研究了其基本网络性质,如正则性,连通度,容错度,递归性等,表明TCQn具有与CQn同样优秀的网络性质。     

两类重要网络的传输延迟分析

提出了网络平均距离参数概念,用以度量网络的整体传输性能。与平均距离μ不同,网络平均距离μ′具有较强的网络应用背景。针对叉立方体网络的结构特性,给出了在交叉立方体网络中确定任意两个顶点之间最短路的长度和最短路条数的算法。从最短路、直径、平均距离、网络平均距离方面综合分析比较了超立方体网络和交叉立方体网络的信息传输延迟性能。     

互联网络RCP（n）的路由算法

在对互联网络RCP（Ringed Crossed cube Petersen）拓扑结构研究的基础上,利用RCP（n）网络具有正则性,良好的可扩展性,以及具有比Q_n、HP（n）、RHP（n）网络更短的直径和更小的构造开销这些特性,给出了RCP（n）的单播路由算法和广播路由算法,并证明了RCP（n）比Q_n、HP（n）、RHP（n）网络具有更好的路由性能。     

The connectivity of exchanged crossed cube

The exchanged crossed cube, proposed by Li et al., is a new interconnection network having better properties than other variations of hypercube in the area of the fewer diameter, smaller links and lower cost factor. In this work we will show that the connectivity of exchanged crossed cube is equal to its minimum degree. Moreover each smallest cut in exchanged crossed cube is a neighborhood of some vertex.     

交叉立方体内顶点不交叉路径长度的研究

Efe提出的交叉立方体（crossed cube）是超立方体（hypercube）的一种变型,其某些性质优于超立方体,比如其直径几乎是超立方体的一半.在高性能的并行计算机系统中,信息是通过若干条结点互不交叉的路径并行传输,并且网络中的结点和链路出错是不可避免的,因此这些路径的长度将直接影响并行计算的性能.本文对交叉立方体的内顶点互不交叉路径进行了研究,证明了以下结论：在n维交叉立方体CQn中任意两顶点u,v间存在n条内顶点互不交叉的路径, 使得（1）最短路的长度=u和v之间的距离, （2）所有路中的最长路径长度≤u和v的距离＋4. 这说明交叉立方体互连网络具有很好的并行通信性能和容错性能.     

一种新的交叉立方体最短路径路由算法

Efe提出的交叉立方体(crossed cube)是超立方体(hypercube)的一种变型.交叉立方体的某些性质优于超立方体,比如其直径几乎是超立方体的一半.Efe提出了时间复杂度为O(n2)的交叉立方体最短路径路由算法.Chang等人扩展了Efe的算法,时间复杂度为O(n),它在路由的每一步有更多条边作为最短路径可供寻路选择.但这些边并没有包含全部可进行最短路径路由的边.文中给出了结点各边可进行最短路径路由的充要条件,并在此基础上提出了一种时间复杂度为O(n2)的交叉立方体最短路径路由算法,它在路由的每一步都将所有的最短路径边作为候选边.理论分析和实例表明它可输出任意一条最短路径.