AC 0

مخطط دائرة AC 0 : توجد بتات الإدخال n في الأسفل وتنتج البوابة العلوية الإخراج؛ تتكون الدائرة من بوابات AND و OR ذات عدد كبير من المدخلات، وعمق التناوب محدود بثابت.

تُعدّ AC 0 (الدائرة المتناوبة) فئة تعقيد تُستخدم في حساب تعقيد الدوائر . وهي أصغر فئة في التسلسل الهرمي لـ AC ، وتتألف من جميع عائلات الدوائر ذات العمق O(1) والحجم متعدد الحدود، مع عدد غير محدود من بوابات AND و OR (نسمح ببوابات NOT فقط عند المدخلات). [ 1 ] وبالتالي، فهي تحتوي على NC 0 ، التي تحتوي فقط على عدد محدود من بوابات AND و OR. [ 1 ] تُسمى هذه الدوائر "دوائر متناوبة"، لأنه يكفي أن تتناوب الطبقات بين استخدام جميع بوابات AND وجميع بوابات OR، حيث أن استخدام بوابة AND واحدة تلو الأخرى يُكافئ استخدام بوابة AND واحدة، وينطبق الأمر نفسه على بوابات OR.

أمثلة على المسائل

يمكن حساب جمع وطرح الأعداد الصحيحة في AC 0 ، [ 2 ] ولكن الضرب ليس كذلك (على وجه التحديد، عندما تكون المدخلات عددين صحيحين تحت التمثيل الثنائي المعتاد [ 3 ] أو التمثيل ذي الأساس 10 للأعداد الصحيحة).

بما أنها فئة دوائر، مثل P/poly ، فإن AC 0 تحتوي أيضًا على كل لغة أحادية .

التعقيد الوصفي

من وجهة نظر التعقيد الوصفي ، فإن DLOGTIME - uniform AC 0 يساوي الفئة الوصفية FO +BIT لجميع اللغات التي يمكن وصفها في منطق الرتبة الأولى مع إضافة مسند BIT ، أو بدلاً من ذلك بواسطة FO(+, ×)، أو بواسطة آلة تورينج في التسلسل الهرمي اللوغاريتمي . [ 4 ]

الانفصالات

في عام 1984، أظهر كل من فورست وساكس وسيبسر أن حساب تكافؤ بتات الإدخال (على عكس مسائل الجمع/الطرح المذكورة أعلاه والتي كانت تحتوي على مدخلين) لا يمكن تحديده بواسطة أي دوائر AC 0 ، حتى مع عدم التجانس. وبالمثل، فإن حساب الأغلبية ليس كذلك أيضًا.أج0{\displaystyle {\mathsf {AC}}^{0}}[ 5 ] [ 1 ] يترتب على ذلك أن AC 0 أصغر تمامًا من TC 0. لاحظ أن "PARITY " يُطلق عليه أيضًا " XOR " في المراجع.

ومع ذلك، فإن التكافؤ بالكاد يخرج عن AC 0 ، بمعنى أنه لأيك>0{\displaystyle k>0}توجد عائلة من الدوائر المتناوبة التي تستخدم العمقكlnن/lnlnن{\displaystyle \lceil k\ln n/\ln \ln n\rceil }والحجميا(2(lnن)1/كن(lnن)1/ك){\displaystyle O\left(2^{(\ln n)^{1/k}}{\frac {n}{(\ln n)^{1/k}}}\right)}[ 6 ] : 135 على وجه الخصوص ، تحديدك{\displaystyle k}إذا كان ثابتًا كبيرًا، فإنه توجد عائلة من الدوائر المتناوبة التي تستخدم العمقيا(lnن/lnlnن)يا(lnن){\displaystyle O(\ln n/\ln \ln n)\ll O(\ln n)}والحجم أكبر قليلاً من الخط المستقيم.

أج0{\displaystyle {\mathsf {AC}}^{0}}يمكن تقسيمها بشكل أكبر إلى تسلسل هرمي للغات التي تتطلب طبقة واحدة، أو طبقتين، وما إلى ذلك.أجد0{\displaystyle {\mathsf {AC}}_{d}^{0}}ليكن فئة اللغات القابلة للتقرير بواسطة عائلة دوائر عتبة تصل إلى عمقد{\displaystyle d}:أج10أج20أج0=د=1أجد0{\displaystyle {\mathsf {AC}}_{1}^{0}\subset {\mathsf {AC}}_{2}^{0}\subset \cdots \subset {\mathsf {AC}}^{0}=\bigcup _{d=1}^{\infty }{\mathsf {AC}}_{d}^{0}}المشكلة التالية هيأجد0{\displaystyle {\mathsf {AC}}_{d}^{0}}- مكتملة في ظل شرط التوحيد: بالنظر إلى رسم بياني شبكي بطول وعرض متعدد الحدودد{\displaystyle d}، تحديد ما إذا كان رأسان معينان متصلين. [ 7 ]

إضافة اثنينن{\displaystyle n}الأعداد الصحيحة ذات البتات هيأج30{\displaystyle {\mathsf {AC}}_{3}^{0}}لكن ليس فيأج20{\displaystyle {\mathsf {AC}}_{2}^{0}}[ 6 ] : 148

مراجع

  1. 1 2 3 أرورا، سانجيف ؛ باراك، بواز (2009). التعقيد الحسابي: منهج حديث . مطبعة جامعة كامبريدج . الصفحات 117-118 ، 287. ISBN  978-0-521-42426-4. Zbl 1193.68112 . 
  2. بارينغتون، ديفيد ميكس؛ ماسيل، ألكسيس (18 يوليو 2000). "المحاضرة 2: تعقيد بعض المسائل" (ملف PDF) . الدورة الصيفية 2000 لمعهد الدراسات المتقدمة/معهد إدارة المشاريع، برنامج كلاي للرياضيات الجامعي: دورة أساسية في التعقيد الحسابي .
  3. كايال، نيراج ؛ هيغدي، سومانت (2015). "المحاضرة 5: 4 فبراير 2015" (ملف PDF) . E0 309: مواضيع في نظرية التعقيد . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 16 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 أكتوبر 2021 .
  4. إيمرمان، ن. (1999). التعقيد الوصفي . سبرينغر. ص 85 . 
  5. فورست، ميريك؛ ساكس، جيمس بسيبسر، مايكل (1984). "التكافؤ، والدوائر، والتسلسل الهرمي متعدد الحدود". نظرية الأنظمة الرياضية . 17 (1): 13-27 . doi : 10.1007/BF01744431 . MR 0738749. Zbl 0534.94008 .  
  6. 1 2 باربيري، إيان؛ غاري، مايكل ر.؛ ماير، ألبرت (27-07-1994). تعقيد الدوائر والشبكات العصبية . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. doi : 10.7551/mitpress/1836.001.0001 . ISBN 978-0-262-28124-9.
  7. بارينغتون، ديفيد أ. ميكس؛ لو، تشي-جين؛ ميلترسن، بيتر برو؛ سكيوم، سفين (1998). "البحث في متاهات ذات عرض ثابت يجسد التسلسل الهرمي AC0" . في: مورفان، ميشيل؛ مينيل، كريستوف؛ كروب، دانيال (محررون). Stacs 98. سلسلة محاضرات في علوم الحاسوب. المجلد 1373. برلين، هايدلبرغ: سبرينغر. الصفحات 73-83 . doi : 10.1007/BFb0028550 . ISBN   978-3-540-69705-3.