जटिलता सिद्धांत जब एक ओरेकल इनपुट का हिस्सा होता है


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जटिलता सिद्धांत में ओरेकल होने का सबसे आम तरीका इस प्रकार है: एक निश्चित ऑरेकल को कुछ सीमित संसाधनों के साथ एक ट्यूरिंग मशीन उपलब्ध कराई जाती है, और एक अध्ययन करता है कि ऑरेकल मशीन की कम्प्यूटेशनल शक्ति को कैसे बढ़ाता है।

हालांकि, एक और तरीका है जिसमें कभी-कभी ओर्कल्स होता है: इनपुट के हिस्से के रूप में । उदाहरण के लिए, मान लें कि मैं किसी दिए गए उच्च-आयामी पॉलीटॉप की मात्रा की गणना के लिए एल्गोरिदम का अध्ययन करना चाहता हूं। शास्त्रीय रूप से, पॉलीटोप को इसके पहलुओं की सूची या कुछ अन्य स्पष्ट प्रतिनिधित्व प्रदान करके निर्दिष्ट करने की आवश्यकता होगी। हालाँकि, हम एक बहुवचन की मात्रा की गणना करने की समस्या भी उत्पन्न कर सकते हैं जो एक मात्रा के द्वारा निर्दिष्ट की जाती है, कि अंतरिक्ष में एक बिंदु के निर्देशांक को इनपुट के रूप में लेता है और "हां" को आउटपुट करता है यदि और केवल यदि दिए गए बिंदु पॉलीटोप के अंदर स्थित है। फिर हम पूछ सकते हैं कि इस तरह से निर्दिष्ट एक पॉलीटॉप की मात्रा की गणना करने के लिए कौन से कम्प्यूटेशनल संसाधनों की आवश्यकता है। इस विशेष मामले में हमारे पास डायर, फ्रेज़ और कन्नन की बहुत अच्छी बहुपद समय सन्निकटन योजना है, और दिलचस्प रूप से जटिलता सिद्धांत बिंदु से, एक प्रमाण है कि यादृच्छिकता इस समस्या के लिए एक आवश्यक तरीके से मदद करती है, जिसमें कोई नियतात्मक एल्गोरिथ्म नहीं हो सकता है। डायर-फ्रीज़-कन्नन एल्गोरिदम के साथ-साथ प्रदर्शन करें।

क्या समस्याओं के जटिलता सिद्धांत का अध्ययन करने के लिए एक व्यवस्थित तरीका है जिसमें इनपुट के भाग के रूप में oracles प्रदान किया जाता है? क्या यह किसी तरह oracles के साथ जटिलता वर्गों के सामान्य सिद्धांत को कम करता है? मेरा अनुमान है कि नहीं, और यह कि बहुत सारे अलग-अलग तरीके हैं कि इनपुट के हिस्से के रूप में एक ओरेकल की आपूर्ति की जा सकती है, इस तरह की हर समस्या को तदर्थ तरीके से संभालना होगा। हालाँकि, मुझे इस बिंदु पर गलत साबित होने में खुशी होगी।


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मुझे याद है कि स्कॉट आरोनसन के ब्लॉग पर टिप्पणी # 21- # 23: scottaaronson.com/blog/?p=451 में इस बिंदु की चर्चा के साथ एक पोस्ट
मार्टिन श्वार्ज

जवाबों:


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इसे टाइप -2 कॉम्प्लेक्सिटी थ्योरी कहा जाता है। कुक, इम्पेग्लियाज़ो और यामाकामी द्वारा एक पेपर है जो इसे सामान्य ओराकल के सिद्धांत से अच्छी तरह जोड़ता है।


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यह एक पूर्ण उत्तर से दूर होना चाहिए, लेकिन उम्मीद है कि यह कुछ स्थानों पर देखने के लिए इंगित करता है।

समस्याएँ जहाँ इनपुट के हिस्से को एक ओरेकल के रूप में दिया जाता है, कभी-कभी अंतर्निहित इनपुट के साथ समस्याओं को कहा जाता है । यह एक सुविधाजनक मॉडल है, जैसे संभावित रूप से जांच योग्य प्रमाणों का अध्ययन करते समय ।

निहित इनपुट के साथ समस्याओं पर अध्ययन का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र क्वेरी जटिलता का सिद्धांत है , जहां जटिलता को केवल इनपुट ओरेकल को प्रश्नों की संख्या से मापा जाता है, प्रश्नों के बीच गणना की मात्रा की अनदेखी करता है। कई जटिलता वर्गों में क्वेरी जटिलता में उनके समकक्ष होते हैं, और क्वेरी जटिलता में जटिलता वर्ग के बीच एक पृथक्करण अक्सर कम्प्यूटेशनल जटिलता में संबंधित कक्षाओं के बीच एक अलंकृत अलगाव का अर्थ है।

मुझे पता नहीं है कि जटिलता इनपुट (व्यक्तिगत समस्याओं के बजाय) में संगणना की लागत को ध्यान में रखते हुए समस्याओं की जटिलता वर्गों का अध्ययन, लेकिन शायद कुछ लोग जानते हैं।


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अब जब आपने उल्लेख किया है, तो क्या आप जानते हैं कि किन स्थितियों में क्वेरी जटिलता संबंधित वर्गों के बीच एक अलंकृत अलगाव नहीं देती है?
मार्कोस विलग्रा

@MarcosVillagra: विशेष रूप से नहीं, लेकिन मुझे संदेह है कि कम्प्यूटेशनल जटिलता में एक वर्ग की एक क्वेरी-जटिलता समानता हमेशा अच्छी तरह से परिभाषित होती है।
Tsuyoshi Ito

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मॉडल जहां इनपुट को एक ओरेकल के रूप में प्रदान किया जाता है, कम्प्यूटेबिलिटी सिद्धांत और कम्प्यूटेशनल विश्लेषण में अध्ययन किया जाता है। एक मॉडल जो आप चाहते हैं, उसके करीब लगता है टीटीई मॉडल (टाइप टू इफ़ेक्टिविटी)। इसके लिए एक अच्छा संदर्भ क्लॉस वेहराच की पुस्तक " कम्प्यूटेबल एनालिसिस " है। उन्होंने संक्षेप में अध्याय 7 में जटिलता के बारे में भी बात की है।

केर-आई को की पुस्तक " कम्प्यूटेशनल कॉम्प्लेक्सिटी ऑफ रियल फंक्शंस " में एक और मॉडल की पहुंच पर चर्चा की गई है जो जटिलता के लिए अधिक उपयुक्त लगते हैं। उच्च प्रकार की वस्तुओं के प्रतिनिधित्व के बारे में मुद्दे और ओरेकल तक पहुंचने की विधि नाजुक मामले हैं। उदाहरण के लिए देखें स्टीफन ए। कुक और अकोतोशी कावामुरा के हालिया पेपर " STOC 2010 में ऑपरेटर्स फॉर एनालिसिस में कॉम्प्लेक्सिटी थ्योरी " और उनकी पीएचडी थीसिस । मुख्य मुद्दों में से एक यह है कि मॉडल को उचित बनाने के लिए मशीन को ओरेकल से उत्तरों को संसाधित करने के लिए पर्याप्त समय देने की आवश्यकता है (अन्यथा कोई भी आवेदन ऑपरेटर की गणना नहीं कर सकता है)। बहुपद समय और बहुपद स्थान के लिए यह स्टीफन ए। कुक और ब्रूस एम। काप्रोन पर आधारित उच्च क्रम बहुपद का उपयोग करके किया जा सकता है।टाइप -2 व्यवहार्यता "FOCS 1991 और" परिमित प्रकार के बुनियादी व्यवहार्य कार्यों की विशेषता "STOC 1989 की एक नई विशेषता

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