DAG(有向无环图)的发展与应用

2018-11-27 11:54 栏目:经验之谈 来源: 查看()
在分散技术方面,有向无环图(DAG)是一个新领域。然而,DAG在其他领域已经无意识地使用了数千年。从某种意义上说,DAG优于区块链,因为它结合了区块链工作负载证明和权益证明的概念,以及具有有向非循环图的最长链规则,允许更高的吞吐量。数量。

但是DAG的历史可以追溯到Nakamoto首次撰写比特币白皮书之前,甚至在Leonhard Euler发表了一篇关于“七桥柯尼斯堡”的论文之前。它可以追溯到古埃及人铺设金字塔的第一块石头。人们不知道DAG首次使用的具体时间,但这个概念非常有用,它可以追溯到人类存在的早期阶段。

简而言之,DAG是表示“事物”的节点集合,并通过链接到其他“事物”的有向边连接,图中没有循环。例如,一个城市只有一条街道,如果一个人沿着任何一条街道行进,他就永远无法返回任何以前的位置。这是图论中给出的定义,但DAG在图论的正式形成之前已有数千年的正式定义。

如前所述,1736年出版的Leonhard Euler的《Königsberg七桥》被认为是关于图论的第一篇论文。柯尼斯堡七桥是数学史上一个引人注目的问题。在将城市地图简化为图形之后,Euler引入了边,顶点和面的公式。

DAG(有向无环图)的发展与应用

图论发展成为研究对象之间关系的学科,并由数学结构描述。有许多不同类型的图表具有特定的定义,DAG就是其中之一。尽管图论直到1736年才被正式定义,但“七桥”问题以前已存在数百年,人们一直在为这个问题创造心理和物理表征。虽然没有正式的定义,但这些表示都是图形化的。正如图形没有定义,但它们使用相同,DAG没有定义,但它们也被使用!


DAG的一个古老用例是创建一个家谱。有趣的是,图论中树的定义并不包括大多数谱系树。这是因为,在历史上足够长的大多数家庭中,在某些时候,远房亲戚会交配,因此在父亲和母亲家庭中都有共同的祖先。这意味着家谱可以被认为是一把匕首,每个节点都是一个人,每个父子关系都被画成一个指向后代的箭头。这形成如下所示的图表,其是指向的(箭头)和非循环的(没有人可以是他自己的父母)。

DAG(有向无环图)的发展与应用

在古罗马,普林尼长老记录他画了一幅罗马贵族房屋的墙壁。在此之前,DAG可能尚未记录,但通常在解释家族史时进行描述。

DAG的另一个历史用例是任务调度,其中动物和人类都使用DAG来计算任务完成的顺序。当我们需要完成多项任务时,例如烹饪,我们将在脑海中列出任务的顺序。某些任务在其他任务完成之前无法启动,而其他任务可以随时启动。——这本身就是一个DAG。

DAG(有向无环图)的发展与应用

在上述DAG中,T1可以决定吃哪种动物,T 2是捕食者,T3是柴火的集合,可以同时进行。 T4是火。 T5是烹饪动物,需要射击和食肉动物,而T6是晚餐,需要先将动物煮熟。

类似(但更复杂)的DAG可用于任何大型任务,例如构建金字塔,计划战争期间的攻击等。

DAG的其他用例更现代,并且具有与计算机科学相关的多种用途。数据处理网络和一些数据压缩算法使用DAG。但值得注意的是,DAG不是一个新发现,而是一个古老的问题解决机制。 DAG和区块链的组合是分布式账本可扩展性的巨大飞跃。


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