Могут ли многопользовательские автоматы определять все детерминированные контекстно-зависимые языки?


12

MPA (многопробельный автомат) - это 2DFA (двусторонний детерминированный конечный автомат), который может использовать произвольное количество камешков (на самом деле самое большее камешков на заданном входе - вход записывается на ленту между двумя концами -маркер как ). Во время вычисления MPA может обнаружить, есть ли у символа под головой камешек, и затем он может положить камешек (убрать камешек), если нет камешка (камешек).w # w #|w|+2w#w#

σ k > 0hk(σ)=σσk times=σk - гомоморфизм, где - символ, а .σk>0

Для любого детерминированного контекстно-зависимого языка нетрудно показать, что существует такой, что может быть распознан MPA. Итак, в общих чертах, мы можем сказать, чтоk > 0 h k ( L )L  (LDSPACE(n)),k>0 hk(L)

любая «проблема», разрешимая с помощью линейно-пространственного DTM (детерминированной машины Тьюринга), может быть разрешена с помощью MPA.

Это также верно для любого языка в ? Могут ли МОР решить все детерминированные контекстно-зависимые языки?DSPACE(n)


вес|w|это длина .w

i t h w 1 i | ш |wi - это символ , где,ithw1i|w|

hk(L)={hk(w1)hk(w2)hk(w|w|)wL} .


интересный вопрос; намереваемся опубликовать некоторые слабо связанные ссылки, которые могут быть полезны, если никто не придумает что-то лучше / ближе. вопрос хотя. CSL в DSpace (n) не обязательно совпадают со всеми линейно-пространственными DTM, верно? на самом деле это открытый вопрос, верно? или тесно связаны с одним? потому что CSL, как доказано, равны NSpace (n) и его открыты, если NSpace (n) == DSpace (n).
2012 года

@vzn: CSL, которые находятся в DSPACE (n), называются детерминированными CSL, и они точно формируют DSPACE (n).
Абузер Якарылмаз

Ok. реф я имел в виду , как «вероятно , связано» это аргументы pebbling , используемые для атаки DTIME (п ^ к) =? Ntime (п ^ к) вопрос , например , недавние результаты Santhanam строительства на результат PPST. другая проблема, которую я интуитивно думаю, связана с проблемой сжатия последовательности выполнения TM
vzn

Не могли бы вы прояснить вопрос? Разве вы не утверждали в выделенном тексте, что МОР могут решать все детерминированные CSL? Например, есть ли способ перефразировать ваш вопрос в терминах h_k (L)?
vzn

2
Теорема состоит в том, что если является DCSL, то существует некоторое такое что может быть вычислено MPA. Вопрос в том, можем ли мы взять ? k h k ( σ ) k = 1σkhk(σ)k=1
Бен Стандевен

Ответы:


3

Возможно, вы можете построить язык в DPSACE (n), который не может быть распознан MPA с используя аргумент диагонализации (возможно, идея похожа на ту, что была в ответе Бена, но я не стал в нее разбираться):k=1

Предположим, что по алфавиту вы кодируете MPA, используя список переходов:Σ={0,1}

s,a,ps,p,L|R;...#

где - текущее состояние, - текущий символ, - состояние гальки, - новое состояние, - новое состояние гальки, - направление движения, - маркер конца).a p s p L | R #sapspL|R#

Машина Тьюринга на входе может проверить, является ли она действительным описанием и смоделировать его на входе течение шагов, используя ячейки, растягивая входные данные таким образом:х М Р х х 4 | х | 6 | х | + журнал | х |MxMPAxx4|x|6|x|+log|x|

 MPA description # MPA tape # curr_state # counter #

Где:

  • Описание MPA - исходная строка ввода (имеет длину );| х |x|x|
  • Лента MPA - это представление ленты MPA: для каждой ячейки мы можем использовать 3 бита для хранения флага заголовка, флага pebble и (фиксированного) содержимого ленты (имеет длину );3|x|
  • curr_state хранит текущее состояние MPA (имеет длину );log|x|
  • counter - это счетчик шагов моделирования, который обновляется после каждого шага моделирования (имеет длину ).2|x|

Если останавливается за шага, то TM выдает противоположное (если не останавливает выдает 0).MPAx4|x|MM

При достаточно больших , то этапы моделирования больше , чемкоторая превышает длину полного описания конфигурации ; таким образом, если не останавливается за шага, то мы уверены, что он будет зацикливаться вечно.x>x04|x|2|x|+2|x|log|x|MPAxMPAx4|x|

Предположим, что существует который определяет тот же язык из , затем он всегда останавливается, и вы можете создать «больший» который решает тот же язык, с (просто добавьте dum состояния).MPAyLMMPAyy>x0

По построению имеем что является противоречием.MPAy(y)=1M(y)=1MPAy(y)


Да, это аргумент, который я имел в виду.
Бен Стандевен

3

Контрпример: проблема остановки для MPA разрешима в линейном пространстве: если MPA имеет N состояний, нам нужно | k | +2 бита пространства для хранения местоположений гальки, log N битов для хранения текущего состояния и бит для хранения счетчика; если счетчик циклически повторяется, имитируемая машина никогда не остановится. Это линейно по | k | (игнорируя пространство O (N \ log N), необходимое для описания машины), по мере необходимости.log(N(|k|+2))+|k|+2

Поскольку этот язык разрешим в линейном пространстве, он также может быть выражен как DCSL.


Может быть, я упускаю несколько простых моментов, но не могу понять, как работает ваш контрпример. Не могли бы вы описать, как работает ваш аргумент? Благодарность!!!
Абузер Якарылмаз
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.