QCM : Optimisation des Flots en Réseaux — 22 questions

Questions et réponses du QCM

1. Qu’est-ce qu’un graphe orienté ?

Un ensemble de sommets reliés par des arcs orientés
Un ensemble de sommets reliés par des arêtes bidirectionnelles
Un ensemble de sommets reliés uniquement par des capacités
Un ensemble de sommets sans liaisons entre eux

Un ensemble de sommets reliés par des arcs orientés

Explication

Un graphe orienté est constitué de sommets reliés par des arcs qui imposent un sens de circulation. Les arêtes bidirectionnelles correspondent au cas non orienté.

2. Quand dit-on qu’un arc est saturé ?

Quand il relie directement la source au puits
Quand son flux est strictement inférieur à sa capacité
Quand il ne transporte aucun flux
Quand son flux atteint sa capacité maximale

Quand son flux atteint sa capacité maximale

Explication

Un arc est saturé lorsque le flux qui y circule est égal à sa capacité. S’il est inférieur à sa capacité, il reste de la marge.

3. Dans un réseau de transport, quel rôle joue la source s ?

Le nœud récepteur du réseau
Un sommet intermédiaire sans rôle particulier
Un arc de capacité maximale
Le nœud émetteur du réseau

Le nœud émetteur du réseau

Explication

La source s est le sommet émetteur d’où part le flot. Le puits p est, lui, le nœud récepteur.

4. Que représente la capacité d’un arc dans la modélisation d’un réseau ?

La valeur totale du flot dans le réseau
La bande passante maximale du lien
La longueur géométrique du trajet
Le nombre de sommets voisins de l’arc

La bande passante maximale du lien

Explication

La capacité modélise la limite de bande passante que le lien peut transporter. Elle borne donc le flux qui peut circuler sur l’arc.

5. Dans un graphe non orienté, comment peut-on représenter une liaison entre deux sommets ?

Par une arête bidirectionnelle
Par une source et un puits
Par un arc orienté unique
Par un flot saturé

Par une arête bidirectionnelle

Explication

Une arête bidirectionnelle correspond au cas non orienté, où la liaison peut aller dans les deux sens. Un arc, au contraire, est orienté.

6. Quelle contrainte doit respecter le flux sur chaque arc d’un réseau de transport ?

Il doit être identique sur tous les arcs
Il doit être nul sur les arcs entrants
Il ne doit pas dépasser la capacité de l’arc
Il doit dépasser la capacité pour être valide

Il ne doit pas dépasser la capacité de l’arc

Explication

Le flux sur un arc est borné par sa capacité et ne peut pas la dépasser. Dépasser la capacité rendrait le flot invalide.

7. Comment définit-on la valeur d’un flot ?

Par le nombre de sommets du réseau
Par le nombre d’arcs saturés uniquement
Par la somme des flux sortant de la source, égale à la somme entrant au puits
Par la somme des capacités de tous les arcs

Par la somme des flux sortant de la source, égale à la somme entrant au puits

Explication

La valeur d’un flot est la quantité totale transportée, égale au total sortant de la source et au total entrant au puits. Les capacités ou le nombre d’arcs saturés ne définissent pas cette valeur.

8. Que cherche-t-on en calculant un débit maximum de s vers p ?

Un chemin sans aucun arc orienté
Un flot qui minimise le nombre d’arcs utilisés
Une répartition aléatoire des flux
Un flot de valeur maximale entre la source et le puits

Un flot de valeur maximale entre la source et le puits

Explication

Le débit maximum consiste à maximiser la valeur du flot de s vers p sous contrainte de capacité. Ce n’est pas un critère de minimisation du nombre d’arcs.

9. Qu’est-ce qu’une demande de transfert dans un problème de flot avec demandes ?

Le nombre de chemins possibles entre deux sommets
La quantité cible de données à acheminer de la source vers le puits
La quantité de flux déjà saturée sur un arc
La capacité totale de tous les arcs du réseau

La quantité cible de données à acheminer de la source vers le puits

Explication

La demande de transfert est la quantité de données que l’on souhaite acheminer de la source vers le puits. Elle se distingue des capacités portées par les arcs.

10. Dans l’exemple, pourquoi un flot complet de 80 Mo/s n’était-il pas maximum ?

Parce qu’aucun arc n’était saturé
Parce que la demande était de 100 Mo/s
Parce qu’un flot de valeur 85 Mo/s existait
Parce que le flot complet devait être nul

Parce qu’un flot de valeur 85 Mo/s existait

Explication

Le flot complet obtenu valait 80 Mo/s, mais un flot maximum de 85 Mo/s existait encore. Cela montre qu’un flot complet n’est pas forcément optimal.

11. Qu’est-ce qu’un flot complet dans un réseau de transport ?

Un flot qui sature au moins un arc sur tout chemin de la source vers le puits
Un flot qui maximise nécessairement la valeur totale entre la source et le puits
Un flot qui ne circule que sur un seul chemin simple de la source vers le puits
Un flot qui respecte les capacités mais peut laisser tous les chemins partiellement libres

Un flot qui sature au moins un arc sur tout chemin de la source vers le puits

Explication

Un flot complet impose qu’il existe au moins un arc saturé sur tout chemin allant de la source vers le puits. Cela ne signifie pas qu’il soit maximum, car un flot complet peut encore laisser de la capacité inutilisée.

12. Que fait la procédure gloutonne utilisée pour construire un flot complet ?

Elle calcule directement le flot de valeur maximale sans modifier le réseau
Elle choisit d’abord tous les arcs les plus coûteux puis les remplit intégralement
Elle cherche un chemin non saturé, envoie du flux jusqu’à saturer un arc, puis recommence
Elle conserve tous les chemins possibles et répartit le flux uniformément sur chacun

Elle cherche un chemin non saturé, envoie du flux jusqu’à saturer un arc, puis recommence

Explication

La procédure gloutonne suit un chemin de la source vers le puits en évitant les arcs saturés, pousse du flux jusqu’à saturation, puis recommence sur le réseau modifié. Cette démarche construit un flot complet sans garantir qu’il soit optimal.

13. Quel critère permet d’arrêter l’algorithme de construction d’un flot complet ?

Lorsqu’un sommet intermédiaire reçoit autant de flux qu’il en émet
Lorsqu’il n’existe plus de chemin de la source vers le puits en utilisant uniquement des arcs non saturés
Lorsqu’on a envoyé un flux égal à la capacité totale de tous les arcs
Lorsqu’aucun arc du réseau n’a encore été utilisé au moins une fois

Lorsqu’il n’existe plus de chemin de la source vers le puits en utilisant uniquement des arcs non saturés

Explication

On s’arrête quand il n’existe plus de chemin de la source vers le puits qui évite les arcs saturés. C’est exactement le signe que la construction gloutonne ne peut plus augmenter le flot complet.

14. Pourquoi un flot complet obtenu par cette construction peut-il ne pas être maximum ?

Parce qu’un flot complet interdit toute conservation du flux aux sommets intermédiaires
Parce qu’il peut rester de la capacité disponible sur certains chemins de la source vers le puits
Parce qu’un flot complet doit toujours avoir une valeur inférieure à la moitié du maximum
Parce qu’un flot complet ne peut utiliser que des arcs de capacité égale à 1

Parce qu’il peut rester de la capacité disponible sur certains chemins de la source vers le puits

Explication

Un flot complet garantit seulement qu’au moins un arc est saturé sur tout chemin source-puits, pas que toute la capacité exploitable est utilisée. Il peut donc rester du potentiel pour augmenter encore la valeur totale du flot.

15. Quel est l’intérêt de formuler le calcul d’un flot maximum comme un programme linéaire ?

Permettre à un solveur de déterminer automatiquement une solution optimale
Imposer que chaque arc transporte exactement la même quantité de flux
Remplacer la notion de capacité par une contrainte de coût unique
Éviter toute contrainte de conservation aux sommets intermédiaires

Permettre à un solveur de déterminer automatiquement une solution optimale

Explication

La formulation en programmation linéaire permet de confier la recherche de l’optimum à un solveur comme GLPK. Le solveur traite les contraintes de capacité et de conservation pour obtenir une valeur optimale de flot.

16. Comment se calcule le coût total d’un flot ?

En comptant seulement le nombre de sommets traversés par le flot
En additionnant, pour chaque arc, le coût unitaire multiplié par le flux envoyé
En additionnant uniquement les flux qui sortent de la source
En multipliant toutes les capacités des arcs empruntés entre elles

En additionnant, pour chaque arc, le coût unitaire multiplié par le flux envoyé

Explication

Le coût total est la somme des coûts unitaires pondérés par les quantités de données envoyées sur chaque arc. Ce n’est pas le simple total des flux, mais bien un total pondéré par les coûts.

17. Dans ce cadre, quelle affirmation décrit correctement un problème de type 2 ?

On doit obligatoirement résoudre un système non linéaire
On ne peut vérifier une solution qu’avec une approximation grossière
On peut toujours fournir une solution optimale sans autre calcul
On peut décider efficacement s’il existe une solution dépassant une certaine valeur

On peut décider efficacement s’il existe une solution dépassant une certaine valeur

Explication

Un problème de type 2 consiste à décider efficacement s’il existe une solution meilleure qu’un seuil donné. Cette capacité de décision est plus forte que la simple vérification demandée dans les problèmes de type 1.

18. Quelle relation est donnée entre type 2 et type 1 ?

Les deux types sont disjoints et n’ont aucun lien
Le type 1 est toujours plus facile à décider que le type 2
Tout problème de type 1 est automatiquement un problème de type 2
Tout problème de type 2 est aussi un problème de type 1

Tout problème de type 2 est aussi un problème de type 1

Explication

La relation indiquée est que décider efficacement une question de type 2 permet aussi de traiter le problème correspondant en type 1. En revanche, l’inverse n’est pas garanti.

19. Quelle affirmation résume la difficulté théorique du biflot maximum par rapport au flot maximum ?

Le biflot maximum est toujours plus facile car il impose deux paires source-puits
Les deux problèmes appartiennent exactement à la même classe de difficulté
Le flot maximum est NP-complet tandis que le biflot maximum est polynomial
Le biflot maximum est généralement plus difficile, alors que le flot maximum est informatiquement facile

Le biflot maximum est généralement plus difficile, alors que le flot maximum est informatiquement facile

Explication

Le cours souligne que le flot maximum est informatiquement facile, tandis que le biflot maximum est généralement difficile. Cette différence est précisément mise en relation avec les classes de complexité évoquées.

20. Que signifie l’inclusion P ⊂ NP dans ce cadre ?

Les problèmes vérifiables efficacement sont tous décidables inefficacement
La vérification efficace implique toujours une impossibilité de décision
Les problèmes décidables efficacement sont aussi vérifiables efficacement
Les problèmes de type 1 sont exclus de la classe NP

Les problèmes décidables efficacement sont aussi vérifiables efficacement

Explication

L’inclusion P ⊂ NP traduit qu’un problème résoluble efficacement peut aussi être vérifié efficacement. Le texte présente cette relation en lien avec la distinction entre type 2 et type 1.

21. Quelle approche pratique peut être utilisée pour résoudre un problème NP-complet ?

Le transformer systématiquement en problème de recherche aléatoire
Le modéliser en programmation linéaire en nombres entiers puis utiliser un solveur
Le résoudre uniquement par un algorithme de tri
Le traiter exclusivement par une méthode de calcul parallèle non déterministe

Le modéliser en programmation linéaire en nombres entiers puis utiliser un solveur

Explication

Une des méthodes citées consiste à modéliser le problème en PLNE puis à le résoudre avec un solveur comme GLPK. Les autres propositions ne correspondent pas aux méthodes mentionnées pour ce type de problème.

22. Que signifie le fait qu’un problème soit NP-complet ?

Un algorithme efficace pour l’un donnerait un algorithme efficace pour tous les problèmes de NP
Le problème appartient à P et peut être décidé plus vite que tous les autres problèmes
Le problème n’a aucun lien avec la classe NP
Le problème est forcément facile à vérifier mais impossible à décider

Un algorithme efficace pour l’un donnerait un algorithme efficace pour tous les problèmes de NP

Explication

Les problèmes NP-complets sont les plus durs de NP au sens où, si l’un admettait un algorithme efficace, alors tous les autres problèmes de NP en admettraient aussi un. Cela ne signifie pas qu’ils appartiennent à P.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 22 flashcards sur Optimisation des Flots en Réseaux.

Graphe orienté — définition ?

Sommets reliés par des arcs dans un sens.

Réseau de transport — rôle ?

Modélise un graphe orienté avec source et puits.

Capacité d’un arc — définition ?

Entier positif représentant la limite de flux.

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