Zamanın yapılandırılabilirliğinin eşdeğer tanımları


13

Bu demek ki, bir işlev olduğu zaman inşa edilebilir makine Turing deterministik çoklu bant mevcutsa, M , tüm uzunluğu girdilerine olduğu , n en yapar f ( n ) adımları ve her biri için , n , bazı giriş vardır uzunluk , n hangi M exacltly yapar f ( n ) adımları.f:N→NMnf(n)nnMf(n)

Bu demek ki, bir işlev olan tam zaman inşa edilebilir makine Turing deterministik çoklu bant mevcutsa, M uzunluğunun tüm girişler o n tam yapar f ( n ) adımları.f:N→NMnf(n)

S1: Zamana göre yapılandırılabilen ve tam olarak zamana göre yapılandırılamayan bir işlev var mı?

E X P - T I M E ≠ N E X P - T I M E ise cevap evet ( bu cevaba bakınız ) . "Evet" koşulu P ≠ N P'ye güçlendirilebilir mi? "Evet" kanıtlanabilir mi?EXP−TIME≠NEXP−TIMEP≠NP

S2: Tanımda yalnızca 2 bantlı Turing makinelerine izin verirsek, (tamamen) zaman iletilebilir işlevlerin sınıfı değişir mi?

S3: Tüm güzel işlevlerin tam olarak zamanla inşa edilebilir olduğuna inanmanın "kanıtlanabilir" nedenleri nelerdir?


Kojiro Kobayashi makalesi : Zamanın Fonksiyonların İnşa Edilebilirliğinin Kanıtlanması. Theor. Comput. Sci. 35: 215-225 (1985)
üçüncü çeyreğe kısmen cevap veriyor. Kısmi özeti ve yükseltmesi bu cevapta . Soru 3'ü cevaplandığı gibi alıyorum.

Tarihsel olarak, (tamamen) zamanla yapılandırılabilir yerine gerçek zamanlı sayılabilir fonksiyon kavramı kullanılmıştır. Daha fazla bilgi için bu soruya bakın .


Meraklı - beni bu tanımlar için bir referans gösterebilir misin? (Bunlar eşdeğerdir olup olmadığınızı o da bana belli değil ben constructible fonksiyonları ile aşina değilim, ve çevrimiçi bu tanımları bulamıyorum örneğin wikipedia olanlar).
— usul

@usul Referans: JE Hopcroft, JD Ullman. Otomata teorisine, dillere ve hesaplamaya giriş. Addison-Wesley Series in Computer Science, 1979 Aynı tanım burada bulunabilir: cse.ohio-state.edu/~gurari/theory-bk/theory-bk-fivese2.html
— David G

Yanıtlar:


5

Son birkaç gün içinde (tamamen) zamanla yapılandırılabilir fonksiyonlar hakkında çok düşündüm ve Q1 ve Q3'e cevap vererek öğrendiklerimi sunacağım. Q2 çok zor görünüyor.

S3:

Makalesinde Kobayashi (referans, söz konusu olan) bir işlev kanıtladı , bir orada mevcut olduğu £ değenni > 0 st f ( n ) ≥ ( 1 + ε ) n , bunun IFF tam zaman inşa edilebilir olduğu O ( f ( n ) ) zamanında hesaplanabilir . (bu iki gösterim arasında doğrusal zamanda dönüşüm yapabileceğimizden, girişin veya çıktının tek / ikili olup olmadığının önemsiz olduğuna dikkat edin). Bu, aşağıdaki işlevleri tamamen zaman içinde yapılandırılabilir hale getirir: 2 n ,f:N→Nϵ>0f(n)≥(1+ϵ)nO(f(n))2n , n ! , N delinecek log n ⌋ , tüm polinomları s üzerinde N st p ( n ) ≥ ( 1 + ε ) n ... Kobayashi de daha yavaş büyür bazı işlevler için tam zamanlı constructibility kanıtladı ( 1 + ε ) n gibi n + ⌊ ⌊ log n ⌋ q ⌋ için q ∈ S + ...22nn!n⌊log⁡n⌋pNp(n)≥(1+ϵ)n(1+ϵ)nn+⌊⌊log⁡n⌋q⌋q∈Q+

Tam zamanlı inşa edilebilir fonksiyonların örnekleri devam etmek için, bir eğer ispat ve f 2 , daha sonra tam olarak zaman inşa edilebilir olan f 1 + m , 2 , f , 1 f , 2 , f f 2 1 ve f 1 ∘ f 2 olan ayrıca tamamen zamanla inşa edilebilir (daha sonra doğrudan Kobayashi'deki Teorem 3.1'den sonra gelir). Bu beni, birçok hoş fonksiyonun gerçekten de tamamen inşa edilebilir olduğuna ikna etti.f1f2f1+f2f1f2f1f2f1∘f2

Kobayashi tamamen (güzel) fonksiyonunun zamana constructibility kanıtlamanın bir yolunu görmediğini şaşırtıcıdır (I do ve ne).⌊nlog⁡n⌋

Şunu da gelen tanım açıklama olsun Ara maddesi : bir fonksiyon Turing makinesi varsa, zaman inşa edilebilir olan M , bir dizi dikkate alındığında, 1 , n , çıkışlar f ( n ) olarak O ( f ( n ) ) bir süre. fM1nf(n)O(f(n)) Bu tanımın fonksiyonları için tam zaman-inşa edilebilirlik tanımımıza eşit olduğunu görüyoruz .f(n)≥(1+ϵ)n

S1:

Bu sorunun gerçekten ilginç bir cevabı var. Tüm zamanla yapılandırılabilir fonksiyonların tamamen zamanla yapılandırılabilir olması durumunda, olduğunu iddia ediyorum . Bunu kanıtlamak için, keyfi bir sorun ele alalım. L ∈ N E X P - T I M E , L ⊆ { 0 , 1 } ∗ . Sonra bir k ∈ N , st L varEXP−TIME=NEXP−TIMEL∈NEXP−TIMEL⊆{0,1}∗k∈NLBir NDTM çözülebilir içinde 2 N k - 1 adım. Her adımda M'nin sadelik için en fazla iki farklı duruma girdiğini varsayabiliriz . Şimdi ( ilk  ⌊ k √ ise  f ( n ) = { 8 n + 2 işlevini tanımlayın M2nk−1M

f(n)={8n+2if (first ⌊⌊log⁡n⌋+1k⌋ bits of bin(n))∈L8n+1else

fT

  • wn(first ⌊⌊log⁡n⌋+1k⌋ bits of bin(n))O(n)
  • Mw
  • (M accepts using choices given by w)

w=nM(first ⌊⌊log⁡n⌋+1k⌋ bits of bin(n))n

T8n+1f

  • wnT8n
  • T

fEXP−TIME=NEXP−TIME

L

  • xnx00…0|x|k−1x=(first ⌊⌊log⁡n⌋+1k⌋ bits of bin(n))
  • f(n)f(n)

LL∈NEXP−TIMEEXP−TIME=NEXP−TIME


4
Çok hoş! [yorum kutusunu mutlu etmek için dolgu]
— Emil Jeřábek

1
Burada Q1 sorusunun cevabında sunulan fikre çok benzer bir fikir kullanılmaktadır .
— David G
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.