誰が非決定的計算を導入しましたか?


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私には2つの歴史的な質問があります。

非決定的計算を最初に説明したのは誰ですか?

クックがNP完全問題を説明し、エドモンズがPアルゴリズムを「効率的」または「良い」アルゴリズムとして提案したことを知っています。

このウィキペディアの記事を検索し、「アルゴリズムの計算の複雑さについて」をざっと調べましたが、非決定的計算が最初に議論されたときの参照は見つかりませんでした。

クラスNPへの最初の参照は何でしたか?それはクックの1971年の論文でしたか?


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NPは、レビンによって鉄のカーテンの反対側で多かれ少なかれ同時に発明されました。エドモンドに加えて、ラビンとコブハム(それぞれ別々に)もPを「導入」しましたが、エドモンドはおそらくPの視点を「効率的」として正当化するのに最も効果的でした。
ジョシュアグロチョフ

Karps 1972の論文は、多くの問題がNP完全であることを示すCooksの論文に対する重要な対抗点と考えられています。ある意味で、クックはSATがNP完全であることを示しただけであり、その論文の後に概念がどのように包含されるかは明らかではありませんでした。
vzn

(さらに簡単な考え)したがって、クック/カープの2つの論文は、TCSコミュニティ/集団理解に関する「1-2パンチ」のようなものでした。また、このような歴史的な質問については、当時のコンセプトが「空中」にある場合があり、単一の固有/決定的な答えではなく、ほぼ同様に実行可能ないくつかの答えがあります。もう1つの注目すべき点は、TMに関するチューリング1936年の論文です。長い論文では非決定論に近づかないことを決定的に除外する人は誰もいません。
-vzn

さらに別の角度(この複雑な/多次元のトピック):並列性には非決定性と多くの類似点があります。
vzn

Godelが複雑さの重要性を認識し、おそらくPを「効率的な」アルゴリズムとして予見したことにも注意することは興味深いです。 rjlipton.wordpress.com/the-gdel-letter
evanb

回答:



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Odifreddiはこの問題について次のように述べています。

「チューリングマシンのモデルは決定論的であり、命令の一貫性が必要であるという意味で(それらの多くは特定の状況で適用可能です)。コンピューティングデバイスのランダム化要素は、Shannon [1948] De Leeuw、Moore、Shannon、Shapiro [1956]。基本的に2つのモデルがあります。 1値関数(セット)は、決定論的な関数のパワーを超えません。確率論的なマシンは、次の状態に確率があるという点で非決定論的なマシンとは異なります。したがって、競合する命令は、マシンによって選択される可能性が同じではありません。
[P. Odifreddi、古典再帰理論、Vol。1、50ページ]

「存在する+検証者」という意味での非決定性の概念は、複雑性理論のはるか以前の計算可能性理論、例えば、クリーネの標準形算術的階層に存在していたことに注意してください。Post正規システム(少なくとも1943年以来知られている)や文法など、他の計算モデル も非決定的です。ヒルベルトのイプシロン計算と選択演算子の時代に概念を押し進めることさえできると思います。


NPについては、Steve Cookに尋ねました。非決定的多項式時間計算可能問題のクラスの名前NPは、リチャードカープが1972年に著した有名な論文で紹介しました。クックは、多項式時間の短縮を定義し、クラスに名前を付けずに完全な問題があることを示した有名な1971年の論文で、多項式時間非決定的チューリングマシンの計算可能な問題のクラスを参照します。

彼の論文の前は、非決定的チューリングマシンによって多項式時間で計算できる問題にはあまり関心がありませんでしたが、Karpの論文の後、非常に多くの自然問題がNPにあることが明らかになりました。クックの論文の後、何人かの人々が興味を持ちました。特に(カープの論文が出る前に)早くから興味を持った2人はマイケル・ラビンアラン・ボロディンでした。

Karpの1972年の論文は、NP完全性の普及が自然の問題の1つであることを示すことで人々を驚かせました。


このコンテキストで「ランダム」という用語を使用するのは危険であり、統計的な意味でのランダム性ではなく、選択肢が空白のままであるという事実だけを指します。
reinierpost

@reinierpost、はい、彼は非決定的マシンが次の状態をランダムに選択すると言うのは紛らわしいです(しかし、いずれにしても、非決定的マシンはそれ自体で混乱しているため、人々は通常NPの検証定義を好むのです)。
カベ

紛らわしいことは一度もありません。たぶん私はそれを理解していないので完全に混乱しています。
reinierpost

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RabinScottは、1959年4月にIBMジャーナルで発表された研究論文で非決定性有限オートマトンを紹介しました。

複雑な出力関数を廃止し、マシンに単純に「はい」または「いいえ」の答えを出すことで、さらに単純な形式の定義を採用しました。これはMyhillでも使用されていましたが、「非決定的」、「双方向」、「多テープ」マシンへの一般化新しいようです。

論文全体はここで見ることができます:http : //www.cse.chalmers.se/~coquand/AUTOMATA/rs.pdf

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