Haarautuneisuudella

Haarautuneisuus tarkoittaa järjestelmän ominaisuutta, jossa jokin kokonaisuus jakautuu useampaan haaraan tai reitille, joita voidaan tarkastella rinnakkaisesti tai vaihtoehtoisesti. Tämä piirre voi esiintyä sekä luonnossa että suunnitelluissa järjestelmissä, ja se vaikuttaa rakenteen toimintaan sekä monimuotoisuuteen.

Biologiassa haarautuneisuus ilmenee esimerkiksi kasvien oksien ja verisuoniverkostojen rakenteissa, joissa oksat tai verisuonet jakautuvat yhä pienempiin haaroihin. Tämän kaltaiset rakenteet mahdollistavat erityyppisiä kuljetusreittejä ja sopeutumisen ympäristötekijöihin, sekä vaikuttavat kasvun muotoon ja resurssien jakautumiseen.

Tiedonkäsittelyssä ja matematiikassa haarautuminen tarkoittaa mahdollisuutta valita useista vaihtoehdoista polkuja. Päätöspuissa, hakupuissa ja muissa puumaisissa rakenteissa solmulla on useita lapsia, mikä tuottaa monia mahdollisia etenemisreittejä. Myös stokastisissa malleissa, kuten haarautuvissa prosesseissa, päätökset etenevät satunnaisesti useampaan suuntaan.

Haarautuneisuuden kuvaamiseen käytetään erilaisia mittareita. Yleisimpiä on solmun odotettu lapsien määrä eli haarautumiskeskiarvo. Lisäksi voidaan tarkastella verkon topologiaa ja fraktaalisen ulottuvuuden kaltaisia mittareita, jotka kuvaavat, miten nopeasti uusia haaroja syntyy tai kuinka monimuotoinen rakenne on. Mallinnuksessa käytetään usein stokastisia haarautumisprosesseja, joilla simuloidaan esimerkiksi populaatioiden, tietovirtojen tai aineiden leviämistä ajan kuluessa.