Some Applications of the Weighted Combinatorial Laplacian

The weighted combinatorial Laplacian of a graph is a symmetric matrix which is the discrete analogue of the Laplacian operator. In this thesis, we will study a new application of this matrix to matching theory yielding a new characterization of factor-criticality in graphs and matroids. Other applications are from the area of the physical design of very large scale integrated circuits. The placement of the gates includes the minimization of a quadratic form given by a weighted Laplacian. A method based on the dual constrained subgradient method is proposed to solve the simultaneous placement and gate-sizing problem. A crucial step of this method is the projection to the flow space of an associated graph, which can be performed by minimizing a quadratic form given by the unweighted combinatorial Laplacian.Andwendungen der gewichteten kombinatorischen Laplace-Matrix Die gewichtete kombinatorische Laplace-Matrix ist das diskrete Analogon des Laplace-Operators. In dieser Arbeit stellen wir eine neuartige Charakterisierung von Faktor-Kritikalität von Graphen und Matroiden mit Hilfe dieser Matrix vor. Wir untersuchen andere Anwendungen im Bereich des Entwurfs von höchstintegrierten Schaltkreisen. Die Platzierung basiert auf der Minimierung einer quadratischen Form, die durch eine gewichtete kombinatorische Laplace-Matrix gegeben ist. Wir präsentieren einen Algorithmus für das allgemeine simultane Platzierungs- und Gattergrößen-Optimierungsproblem, der auf der dualen Subgradientenmethode basiert. Ein wichtiger Bestandteil dieses Verfahrens ist eine Projektion auf den Flussraum eines assoziierten Graphen, die als die Minimierung einer durch die Laplace-Matrix gegebenen quadratischen Form aufgefasst werden kann

Fast Layout Methods for Timetable Graphs

Timetable graphs are used to analyze transportation networks. In their visualization, vertex coordinates are fixed to preserve the underlying geography, but due to small angles and overlaps, not all edges should be represented by geodesics (straight lines or great circles). A previously introduced algorithm represents a subset of the edges by Bézier curves, and places control points of these curves using a forcedirected approach [5]. While the results are of very good quality, the running times make the approach impractical for interactive systems. In this paper, we present a fast layout algorithm using an entirely different approach to edge routing, based on directions of control segments rather than positions of control points. We reveal an interesting theoretical connection with Tutte’s barycentric layout method [18], and our computational studies show that this new approach yields satisfactory layouts even for huge timetable graphs within seconds