DSPACE (n) = DSPACE (1,5n) mı?


11

Boşluk-hiyerarşi teoreminden f boşluğa göre yapılandırılabilir ise DSPACE ( ) 'nin DSPACE ( eşit olmadığı bilinmektedir .2f(n)f ( n ) )f(n))

Burada, DSPACE ( , uzayında sabit bir alfabeye sahip bir Turing makinesi tarafından çözülebilen tüm problemlerin sınıfı anlamına gelir . Bu, Uzay-hiyerarşi teoremini böyle bir doğrulukla düşünmeye izin verir.f(n))f(n)

Standart argüman çarpma sabiti verir : bazı Turing makinelerinin evrensel bir hesaplamasını yapmak için boşluğuna ihtiyacımız vardır . Ayrıca durma ile ilgili bir sorunu çözmek için ye ihtiyacımız var .2f(n)f(n)

Soru: Is Dspace ( ) için eşit Dspace ( )? f(n)332f(n)


2
ile ilgilenmeniz için herhangi bir neden var mı? Misiniz321+Ω(1) eşit ilginç?
Thomas

1
Neden uzay hiyerarşi teoreminin verdiğini düşünüyorsunuz ? Sanırım simülasyon ve log için f ( n ) boşluğuna ihtiyacımız olduğunu iddia ediyorsunuz | Σ | | Σ | f ( n ) sonsuz döngülerden kaçınmak için adım sayısını saymak için alan. Ancak her iki durumda da önce f ( n ) 'nin bant üzerindeki konumunu işaretlememiz gerekir ( f'den beri yapılabilir2f(n)f(n)log|Σ||Σ|f(n)f(n)fboşluk oluşturulabilir) ve işaretlemeyi nasıl yapardınız? Makinelerin * 'lerin yazılmasına izin verilmediğini varsayarsanız, argümanınız tamamdır, ancak aksi takdirde bazı başka komplikasyonlara ihtiyaç vardır.
domotorp

@Thomas Aslında 1+o(1)
Alexey Milovanov

Yanıtlar:


9

Bu ispat edilebilir Dspace (f(32n)) Dspace(f(n))isefstandart dolgu argüman basit bir varyantı kullanarak doğrusal en az büyür. Bir dil içinL, letL={x0|x|/2xL}.

İddia. L Dspace (f(n)) , ancak ve ancak, eğer L Dspace (f(23n))Eğerf(n)32n.

(İlk cevabımın yanlış ifadeleri vardı, Emil'e bunu tespit ettiği için teşekkürler.)

Önce hiyerarşiyi kanıtlamak için iddiayı nasıl kullanacağımı göstereceğim. Yana f lineer en az büyür, elimizdeki Dspace (2f(n)) Dspace (f(2n)) . Bir dil alın L DSPACE (f(2n)) DSPACE (f(n)) . Hak talebini kullanarak L DSPACE (f(43n))= DSPACE(f(n)); burada son eşitlik dolaylı varsayımdır. Ama sonraLDSPACE(f(32n))= DSPACE(f(n)), burada son eşitlik yine dolaylı varsayımladır ve bir çelişki verir.

İddianın kanıtı. Eğer L Dspace (f(23n)), o zamanLDSPACE'(f(n))yi kanıtlamak için, sadece yazmamız gerekir|x|/2giriş ucuna 0 'xve kabul edilen bu makineyi simüleL. F(n)3berif(n)32n, bu bizim kullandığımız alanı artırmayacak. (Aslında,fküçük olması ve alfabe boyutunu artıramamamızdurumunda kaç tane 0 yazacağını bilmek netdeğildir - bunun yerine, başka bir bant kullanabilir vexsonunda gelebilecek her şeyin üzerine yazabiliriz.)

Diğer yön, 0 'ları yazmamıza izin verilirse, 0'ları *' s ile değiştirerek sadece bu kadar basittir. (Soruya benim yorumunda bu ile sorunları bakınız.) Yıldızları yazmak için izniniz yoksa, o zaman biraz tanımını değiştirmek L olarak L={x10|x|/2xL} . Şimdi, yıldız yazmak yerine, orijinal girişi tutarız x10|x|/2ve bununla çalışın. Ancak bir 1'e ulaştığımızda, 1 kelimesinin sonu olup olmadığını kontrol etmek için başka bir 1'e ulaşana kadar sağa gideriz. Eğer başka bir 1 bulursak, sadece 1'e geri döneriz. Eğer hala geri dönmezsek, yine de geri döneriz, ama bir yıldız gibi davranılması gerektiğini bileceğiz - eğer üzerine yazacaksak, o zaman yeni bir güncel kelime sonu işaretleyicisine sahip olmak için ondan sonra da 10 yazıyoruz. (Aslında, eğer f küçükse bu kısımda küçük bir yakalama vardır - girişin x10|x|/2 biçiminde olup olmadığını nasıl kontrol edebiliriz ? Girişi yok etmeden, bunu sadece birden fazla kafa kullanarak çözebilirim küçük f .)


Tartışmayı hiç anlamıyorum. Herhangi bir şekilde baktığımda, dolgu yapısı sadece , o zaman L D S P A C E ( f ( 2LDSPACE(f(n)), iddiadan oldukça farklıdır (2LDSPACE(f(23n)) ). Benzer şekilde, zıt yön belirtildiği gibi net değildir, benim için açık olan şey, eğerLDSPACE(f(223, sonraLDSPACE(f(n)+nLDSPACE(f(23n)). Hak talebini nominal değerde alsam bile, ana sonucun kanıtı yanlış:LDSPACE(2f(n))sadeceLDSPACE(4LDSPACE(f(n)+n2)LDSPACE(2f(n)). LDSPACE(43f(n)+n3))
Emil Jeřábek

1
@Emil haklısın. Düzeltmeye çalıştım, daha iyi görünüyor mu?
domotorp

1
Bu tamamen kullandığınız hangi makine modeli bana açık değil, ancak uzunluk bağlı boşluğa doğru sayılmaz salt okunur giriş bantla standart modelde, ben göstermek için nasıl görmüyorum en az bir O ( log n ) boşluk ek yüküolmadan. Ama tamam, şimdi f'nin uzay tarafından inşaedilebilir olduğu sürece ana sonuca inanıyorum. Aslında, D S P A C E ( f ( n ) ) D S P A C E ( ( 1 + ϵ ) f ( nLDSPACE(f(23n))LDSPACE(f(n))O(logn)f bağımsız değişkeni yineleyerekherhangi bir ϵ > 0 sabiti için. DSPACE(f(n))DSPACE((1+ϵ)f(n))ϵ>0
Emil Jeřábek

2
@Emil Giriş bandının salt okunur olduğunu düşünmüyorum - AFAIK yalnızca ise varsayılır . f(n)<n
domotorp
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.