A fa topológia olyan speciális struktúra, amelyben sok összekapcsolt elem úgy van elrendezve, mint egy fa ágai. Például a fa topológiákat gyakran használják a vállalati hálózat számítógépeinek rendezésére, vagy az adatbázisban található információkra.

Egy fa topológiában csak egy kapcsolat lehet két összekapcsolt csomópont között. Mivel bármely két csomópontnak csak egy kölcsönös kapcsolat van, a fa topológiák természetes szülő- és gyermekhierarchiát alkotnak.

Számítógépes hálózatokban a fa topológiája is csillagcsillag-topológiaként ismert. Mind a busz topológia, mind a csillag topológia elemeit tartalmazza. Az alábbiakban egy fa topológia példakénti hálózati diagramja látható, amelyben a kétcsillagos hálózatok központi csomópontjai egymáshoz kapcsolódnak.

A fenti képen, ha a kétcsillagos topológiai hálózatok közötti fő kábel vagy törzs meghibásodik, ezek a hálózatok nem tudnak egymással kommunikálni. Ugyanakkor ugyanazon csillag topológiájú számítógépek továbbra is kommunikálni tudnának.

Fa topológia a számítógépes programozásban

A számítógépes programozás során a fa topológiák felhasználhatók sokféle adat strukturálására, beleértve a számítógépes programot is.

Például ez egy egyszerű számítógépes program, amelyet Lisp-ben írtak:

 (+ 1 2 (ha (> p 10) 3 4)) 

Ez a program azt mondja: "Ha p nagyobb, mint 10, add hozzá az 1-es, 2-es és 3-as számokat. Egyébként adja hozzá az 1-es, 2-es és 4-es számokat." Az összes Lisp programhoz hasonlóan, egy sajátos fa topológiai struktúrával rendelkezik. Ha rajzként rajzoljuk, úgy néz ki, mint a jobb oldalon látható fa. A program ilyen módon történő bemutatása hasznos lehet, mivel világosan megmutatja, hogyan kapcsolódnak az összes művelet és adat.

Az ilyen jellegű struktúrákban speciális programok is használhatók. Például a genetikai programozási technikák új számítógépes programokat alakíthatnak ki azáltal, hogy ágakat cserélnek a meglévő, fákként strukturált programok között.

Fa topológia bináris fákban

A bináris fa egy fa topológia, amelyben minden csomópont maximum két gyermeke van. A gyermekcsomópontokat "bal gyermekként" vagy "jobb gyermekként" jelölik. Az ilyen típusú adatszerkezetet gyakran használják nagy mennyiségű adat rendezésére és keresésére. Az alább látható bináris fában minden szülő bal oldali gyermeke kisebb értékű, mint a megfelelő gyermek.

B-fák

A B-fa egy bináris fa variációja, amelyet Rudolf Bayer és Ed McCreight a Boeing Labs-ben találtak fel 1971-ben. Csomópontjainak gyermekei előre meghatározott minimumra és maximumra esnek, általában 2 és 7 között. a grafikon az alábbi képen látható.

A B-fák „önkiegyensúlyozóak”, ami azt jelenti, hogy az ágak magasságát úgy kezelik, hogy ne kapjanak önkényesen nagyokat. Mindegyik csomópont tartalmaz olyan partíciós "kulcsértékeket", amelyek a gyermekek értékeit jelzik. A kialakításuk nagyon nagy adatfájlok kezelésére és a memóriába vagy lemezre történő adatfeldolgozásra optimalizált. Ezeket széles körben használják az olyan adatbázis-rendszerekben, mint a MySQL, a PostgreSQL és a Redis, valamint az olyan fájlrendszerek, mint az NTFS, a HFS + és az ext4.

Hálózati feltételek, topológia