إكسب سبيس

في نظرية التعقيد الحسابي ، تُعرف مجموعة EXPSPACE بأنها مجموعة جميع مسائل القرار التي يمكن حلها بواسطة آلة تورينج حتمية في فضاء أسي ، أي فييا(2ص(ن)){\displaystyle O(2^{p(n)})}الفضاء، حيثص(ن){\displaystyle p(n)}هي دالة متعددة الحدود لـن{\displaystyle n}بعض المؤلفين يقيدونص(ن){\displaystyle p(n)}يُفترض أن تكون دالة خطية ، لكن معظم المؤلفين يُطلقون على الفئة الناتجة اسم ESPACE . إذا استخدمنا آلة غير حتمية بدلاً من ذلك، فسنحصل على الفئة NEXPSPACE ، والتي تُساوي EXPSPACE وفقًا لنظرية سافيتش .

تُعتبر مسألة القرار كاملةً في فضاء EXPSPACE إذا كانت تنتمي إلى هذا الفضاء ، ولكل مسألة فيه اختزالٌ متعدد الحدود إلى مسألة متعددة الأطراف . بعبارة أخرى، توجد خوارزمية متعددة الحدود تُحوّل حالات المسألة الأولى إلى حالات المسألة الثانية بنفس النتيجة. يُمكن اعتبار المسائل الكاملة في فضاء EXPSPACE أصعب المسائل فيه .

تُعتبر مجموعة EXPSPACE مجموعة شاملة صارمة من مجموعات PSPACE و NP و P. وهي تحتوي على مجموعة EXPTIME ويُعتقد أنها تحتوي عليها بشكل صارم، ولكن هذا لم يتم إثباته.

التعريف الرسمي

فيما يتعلق بـ DSPACE و NSPACE ،

هـXPSPأجهـ=كشمالدSPأجهـ(2نك)=كشمالشمالSPأجهـ(2نك){\displaystyle {\mathsf {EXPSPACE}}=\bigcup _{k\in \mathbb {N} }{\mathsf {DSPACE}}\left(2^{n^{k}}\right)=\bigcup _{k\in \mathbb {N} }{\mathsf {NSPACE}}\left(2^{n^{k}}\right)}

أمثلة على المشكلات

اللغات الرسمية

من الأمثلة على المسائل الكاملة في فئة EXPSPACE مسألة تحديد ما إذا كان تعبيران منتظمان يمثلان لغتين مختلفتين، حيث تقتصر التعبيرات على أربعة عوامل: الاتحاد، والدمج ، ونجمة كلين (صفر أو أكثر من نسخ التعبير)، والتربيع (نسختان من التعبير). [ 1 ]

منطق

قام ألور وهينزينجر بتوسيع المنطق الزمني الخطي ليشمل الأزمنة (الأعداد الصحيحة) وأثبتا أن مشكلة صحة منطقهما هي مسألة كاملة في فضاء الإكسبريسبيس. [ 2 ]

الاستدلال في نظرية الأعداد الحقيقية من الدرجة الأولى مع +، ×، = موجود في EXPSPACE وتم التكهن بأنه كامل EXPSPACE في عام 1986. [ 3 ]

شبكات بتري

تُعتبر مشكلة التغطية لشبكات بتري مشكلة كاملة من نوع EXPSPACE . [ 4 ]

كانت مشكلة الوصول لشبكات بتري معروفةً منذ زمن طويل بأنها صعبة في فضاء EXPSPACE ، [ 5 ] ولكن تبين أنها غير أولية ، [ 6 ] لذا فمن المحتمل أنها ليست في فضاء EXPSPACE . وفي عام 2022، ثبت أنها كاملة وفقًا لأكرمان . [ 7 ] [ 8 ]

يُعد تحديد ما إذا كانت إمكانية الوصول لنظام جمع متجه معين محدودة مسألة كاملة من حيث EXPSPACE. [ 9 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ماير، أ. ر. وستوكمير، ل . مشكلة التكافؤ للتعبيرات النمطية مع التربيع تتطلب مساحة أسية . المؤتمر الثالث عشر لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات حول نظرية التبديل والأتمتة ، أكتوبر 1972، ص 125-129 .
  2. ألور، راجيف؛ هينزينجر، توماس أ. (1994-01-01). "منطق زمني حقيقي" . مجلة ACM . 41 (1): 181-203 . doi : 10.1145/174644.174651 . ISSN 0004-5411 . 
  3. بن أور، مايكل؛ كوزين، ديكستر؛ ريف، جون (1986-04-01). "تعقيد الجبر والهندسة الابتدائية" . مجلة علوم الحاسوب والنظم . 32 (2): 251-264 . doi : 10.1016/0022-0000(86)90029-2 . ISSN 0022-0000 . 
  4. تشارلز راكوف (1978). "مشكلات التغطية والتقييد لأنظمة جمع المتجهات". علوم الحاسوب النظرية : 223-231 .
  5. ليبتون، ر. (1976). "مشكلة إمكانية الوصول تتطلب مساحة أسية" . تقرير فني 62. جامعة ييل.
  6. ^ فويتشخ تشيروينسكي سلافومير لاسوتا رانكو إس لازيتش جيروم ليرو فيليب مازوفيتسكي (2019). “مشكلة إمكانية الوصول لشبكات بيتري ليست مشكلة أولية”. ستوك 19 .
  7. ليرو، جيروم (فبراير 2022). "مشكلة إمكانية الوصول لشبكات بيتري ليست بدائية تكرارية". المؤتمر السنوي الثاني والستون لمؤسسة مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) حول أسس علوم الحاسوب (FOCS) لعام 2021. IEEE. الصفحات 1241-1252 . arXiv : 2104.12695 . doi : 10.1109/FOCS52979.2021.00121 . ISBN  978-1-6654-2055-6.
  8. بروباكر، بن (4 ديسمبر 2023). "مشكلة تبدو سهلة تُنتج أرقامًا أكبر من أن يستوعبها كوننا" . مجلة كوانتا .
  9. شميتز، سيلفان (2016-02-03). "تسلسلات التعقيد ما وراء المستوى الابتدائي" . معاملات ACM في نظرية الحوسبة . 8 (1): 1-36 . arXiv : 1312.5686 . doi : 10.1145/2858784 . ISSN 1942-3454 .