วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎี

คำถาม & คำตอบสำหรับนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีและนักวิจัยในสาขาที่เกี่ยวข้อง

2
นกเมาเหล้าเทียบกับมดขี้เมา: เดินสุ่มระหว่างสองถึงสามมิติ
เป็นที่รู้จักกันดีว่าสุ่มเดินในตารางสองมิติจะกลับไปที่จุดเริ่มต้นที่มีความน่าจะเป็นที่ 1 นอกจากนี้ยังเป็นที่รู้จักกันว่าเดินสุ่มเดียวกันในสามมิติมีความน่าจะเป็นอย่างเคร่งครัดน้อยกว่า 1 กลับไปจุดเริ่มต้น คำถามของฉันคือ: มีบางอย่างในระหว่าง? ตัวอย่างเช่นสมมติว่าสเปซของฉันเป็นพื้นที่ที่มีขอบเขตของระนาบที่แผ่ออกไปเป็นอินฟินิตี้ในทิศทาง z (สิ่งที่มักเรียกว่า 2.5 มิติ) ผลลัพธ์สองมิติมีผลหรือใช้สามมิติหรือไม่ สิ่งนี้เกิดขึ้นในการสนทนาและการโต้เถียงแบบฮิวริสติกหนึ่งคำที่บอกว่ามันทำงานสองมิติคือเนื่องจากขอบเขตอัน จำกัด ของระนาบจะถูกปกคลุมในที่สุดในที่สุดส่วนที่ไม่ต้องเดินคนเดียวคือ 1 มิติเรย์ตามทิศทาง z และกลับ เพื่อกำเนิดจะเกิดขึ้น มีรูปร่างอื่นที่สอดแทรกระหว่างเคสสองมิติกับเคสสามมิติหรือไม่? Update (ดึงมาจากความคิดเห็น): คำถามที่เกี่ยวข้องถูกถามใน MO - สรุปสั้น ๆ ก็คือถ้าการเดินเป็นมิติ (2 + ϵ) แล้วผลตอบแทนที่ไม่แน่นอนนั้นกลับมาอย่างไม่ราบรื่นตามลำดับที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตามคำถามข้างต้นแตกต่างกันเล็กน้อย IMO เนื่องจากฉันถามเกี่ยวกับรูปแบบอื่น ๆ ที่อาจยอมรับผลตอบแทนบางอย่าง

7
ผลลัพธ์ที่มีอิทธิพลมากที่สุดของลิปตัน
Richard J. Lipton ได้รับเลือกให้เป็นผู้ชนะรางวัล Knuth Prize ประจำปี 2014 "สำหรับการแนะนำแนวคิดและเทคนิคใหม่ ๆ " อะไรคือสิ่งที่คุณคิดว่าเป็นแนวคิดและเทคนิคใหม่ที่ลิปตันพัฒนาขึ้นมา? บันทึก. คำถามนี้จะกลายเป็นวิกิชุมชนโปรดใส่หนึ่งความคิดเทคนิคหรือผลลัพธ์ต่อคำตอบ
30 big-list 

6
มีปัญหาตามธรรมชาติของธรรมชาติที่สมบูรณ์ NP หรือไม่?
หมายเลขธรรมชาติใด ๆ ถือได้ว่าเป็นลำดับบิตดังนั้นการป้อนหมายเลขธรรมชาติจึงเหมือนกับการป้อนลำดับ 0-1 ดังนั้นปัญหา NP-complete กับอินพุตธรรมชาติจึงมีอยู่ แต่มีปัญหาตามธรรมชาติบ้างไหมคือปัญหาที่ไม่ใช้การเข้ารหัสและการตีความตัวเลขพิเศษ? ตัวอย่างเช่น "na na prime?" เป็นปัญหาที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่เกมนี้มีอยู่ในเกมพีหรือ "ใครชนะเกมนิมที่มีกองขนาด 3, 5, n, n?" เป็นอีกปัญหาหนึ่งที่ฉันพิจารณาว่าเป็นเรื่องธรรมดา แต่เราก็รู้ว่าสิ่งนี้อยู่ใน P. ฉันยังสนใจในคลาสความซับซ้อนอื่น ๆ แทน NP ปรับปรุง: เป็นแหลมออกโดยเอมิล Jerabek ให้, ข, ค∈ N ,เพื่อตรวจสอบว่าx 2 + ขY - C = 0มีทางออกมากกว่าธรรมชาติที่เป็น NP-สมบูรณ์ นี่คือสิ่งที่ฉันมีอยู่ในใจเป็นธรรมชาติยกเว้นว่าที่นี่การป้อนข้อมูลเป็นตัวเลขสามตัวแทนที่จะเป็นเพียงหนึ่งa,b,c∈N,a,b,c∈N,a,b,c\in \mathbb N,ax2+by−c=0ax2+by−c=0ax^2+by-c=0 อัปเดต 2: และหลังจากรอมานานกว่าสี่ปี Dan Brumleve …

2
การคูณเมทริกซ์ควอนตัม?
ดูเหมือนจะไม่เป็นที่รู้จัก - แต่มีขอบเขตที่น่าสนใจด้านล่างเกี่ยวกับความซับซ้อนของการคูณเมทริกซ์ในแบบจำลองการคำนวณควอนตัมหรือไม่? เรามีสัญชาตญาณที่เราสามารถเอาชนะความซับซ้อนของอัลกอริทึม Coppersmith-Winograd โดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมได้หรือไม่?

7
เราควรพิจารณากฎแห่งธรรมชาติหรือไม่?
ผู้เชี่ยวชาญหลายคนเชื่อว่าการคาดเดานั้นเป็นความจริงและใช้ในผลลัพธ์ของพวกเขา ความกังวลของฉันคือความซับซ้อนขึ้นอยู่กับการคาดเดาP≠NPP≠NP\mathsf{P} \neq \mathsf{NP}หน้า ≠NPP≠NP\mathsf{P} \neq \mathsf{NP} ดังนั้นคำถามของฉันคือ: ตราบใดที่คาดเดาไม่สามารถพิสูจน์ได้เรา / ควรพิจารณาว่าเป็นกฎแห่งธรรมชาติตามที่ระบุไว้ในใบเสนอราคาจาก Strassen หรือไม่? หรือเราควรปฏิบัติต่อมันในฐานะที่เป็นการคาดเดาทางคณิตศาสตร์ ที่อาจพิสูจน์หรือหักล้างสักวันหนึ่ง?หน้า ≠ NPP≠NP\mathsf{P}\neq\mathsf{NP} อ้างถึง: "หลักฐานสนับสนุนสมมุติฐานของ Cook และ Valiant นั้นท่วมท้นและผลที่ตามมาจากความล้มเหลวของพวกเขานั้นช่างประหลาดมากจนสถานะของพวกเขาอาจเปรียบเทียบกับกฎทางกายภาพมากกว่าการคาดเดาทางคณิตศาสตร์ทั่วไป" [คำยกย่องของ Volker Strassen ต่อผู้ชนะรางวัล Nevanlinna, Leslie G. Valian ในปี 1986] ฉันถามคำถามนี้เมื่ออ่านโพสต์ผลฟิสิกส์ใน TCS? . มันอาจจะเป็นที่น่าสนใจที่จะต้องทราบว่าความซับซ้อนของการคำนวณมีความคล้ายคลึงกับฟิสิกส์ (เชิงทฤษฎี): ผลการพิสูจน์ความซับซ้อนที่สำคัญหลายอย่างได้รับการพิสูจน์โดยสมมติว่าในขณะที่ทฤษฎีฟิสิกส์ P ≠ N PP≠NP\mathsf{P} \neq \mathsf{NP}กฎหมายทางกายภาพ ในแง่นี้สามารถพิจารณาสิ่งที่ต้องการ 2 กลับไปที่ผลการทดลองทางฟิสิกส์ใน TCS? :P …

3
เหตุผลของการบันทึก f ในทฤษฎีบทลำดับชั้นของ DTIME
ถ้าเราดูที่ทฤษฎีลำดับชั้นของ DTIME เราจะได้รับการบันทึกเนื่องจากค่าใช้จ่ายในการจำลองเครื่องทัวริงที่กำหนดขึ้นโดยเครื่องจักรสากล: DTIME(flogf)⊊DTIME(f)DTIME(flog⁡f)⊊DTIME(f)DTIME(\frac{f}{\log f}) \subsetneq DTIME(f) เราไม่มีค่าใช้จ่ายประเภทนี้สำหรับ NTIME ของ DSPACE เหตุผลพื้นฐานมาจากรายละเอียดของการพิสูจน์โดยพิจารณาความแตกต่างระหว่างเครื่องจำลอง คำถามของฉันมีดังต่อไปนี้: โดยไม่ต้องพิจารณารายละเอียดของการพิสูจน์ทฤษฎีบทลำดับชั้นของ DTIME มีเหตุผลของบันทึกนี้หรืออาจเป็นเพียงผลสืบเนื่องของการพิสูจน์และมันจะสมเหตุสมผลที่จะจินตนาการว่าถ้าแล้วก็f=o(g)f=o(g)f = o(g) DTIME(f)⊊DTIME(g)DTIME(f)⊊DTIME(g)DTIME(f) \subsetneq DTIME(g) ในความเห็นของฉันการพิจารณาว่าคำอธิบายการจำลองนั้นเป็นเหตุผลที่ดีควรพิสูจน์ด้วยตัวเองโดยการพิสูจน์ว่าถ้าเราได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า

2
มีอัลกอริธึมเวลาพหุนามเพื่อพิจารณาว่าช่วงของชุดเมทริกซ์มีเมทริกซ์การเปลี่ยนแปลงหรือไม่?
ฉันต้องการค้นหาอัลกอริทึมเวลาพหุนามที่กำหนดว่าช่วงของชุดเมทริกซ์ที่กำหนดมีเมทริกซ์การเปลี่ยนแปลง หากมีใครรู้ว่าปัญหานี้มีระดับความซับซ้อนที่แตกต่างกันนั่นจะเป็นประโยชน์ แก้ไข: ฉันติดแท็กคำถามนี้ด้วยการเขียนโปรแกรมเชิงเส้นเพราะฉันมีความสงสัยอย่างมากว่าหากวิธีการแก้ปัญหาดังกล่าวมีอยู่ก็จะเป็นขั้นตอนวิธีการเขียนโปรแกรมเชิงเส้น เหตุผลที่ฉันเชื่อว่าเป็นเพราะจุดที่สูงที่สุดของBirkhoff polytopeเป็นเมทริกซ์การเปลี่ยนรูปที่แม่นยำ หากคุณสามารถหาฟังก์ชั่นวัตถุประสงค์ที่มีการขยายหรือย่อให้เล็กสุดที่จุดยอดของ Birkhoff polytope คุณสามารถ จำกัด การทำงานของคุณกับการแยกของ polytope และพื้นที่ย่อยเวกเตอร์ของคุณจากนั้นขยายให้ใหญ่ที่สุดในเวลาพหุนาม ถ้าค่านี้เป็นเมทริกซ์การเปลี่ยนแปลงคุณจะรู้ว่าเซตนั้นมีการเปลี่ยนแปลง นี่คือความคิดของฉันในเรื่องนี้ แก้ไข 2: หลังจากคิดเพิ่มอีกดูเหมือนว่าการเปลี่ยนรูปเป็นองค์ประกอบของ Birkhoff Polytope กับ Euclidean norm , เราพิจารณา Birkhoff polytope เป็นตัวนูนของเมทริกซ์การเปลี่ยนแปลง บางทีนั่นอาจจะสำคัญ n×nn−−√n\sqrt{n}n×nn×nn \times n แก้ไข 3: ฉันเพิ่มแท็กการเขียนโปรแกรม semidefinite เพราะหลังจากความคิดเห็นก่อนหน้านี้ฉันเริ่มคิดว่าโซลูชันการเขียนโปรแกรม semidefinite อาจเป็นไปได้

2
{ } ไม่มีบริบทหรือไม่
ภาษา { } ไม่มีบริบทหรือไม่?aผมขJคk | ฉัน≠j,ฉัน≠k,j≠k aibjck | i≠j,i≠k,j≠ka^{i}b^{j}c^{k} ~|~ i \neq j, i \neq k, j \neq k ฉันรู้ว่าฉันพบคำถามหลากหลายรูปแบบเกือบทั้งหมดที่มีเงื่อนไขแตกต่างกันเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่าง i, j และ k แต่ไม่ใช่อันนี้ ฉันเดาว่ามันไม่ใช่บริบท แต่คุณมีหลักฐานหรือไม่?

4
มีเครื่อง "เล็ก" ที่สามารถจับคู่นิพจน์ปกติได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่
เป็นที่ทราบกันดีว่านิพจน์ทั่วไปสามารถรับรู้ได้โดย nondterministic finite automaton ที่มีขนาดตามสัดส่วนกับ expression ปกติหรือโดย FA ที่กำหนดขึ้นซึ่งอาจมีขนาดใหญ่ขึ้นแทน นอกจากนี้เมื่อพิจารณาจากสตริงและนิพจน์ทั่วไปr NFA สามารถทดสอบการเป็นสมาชิกในสัดส่วนเวลากับ| s | ⋅ | r | และ DFA สามารถทดสอบการเป็นสมาชิกในเวลาตามสัดส่วนกับ| s |sssRrr| s | ⋅ | r ||s|⋅|r||s| \cdot |r|| s ||s||s|. การชะลอตัวของ NFA เกิดขึ้นจากความจริงที่ว่าเราจำเป็นต้องติดตามชุดของสภาวะที่เป็นไปได้ที่หุ่นยนต์สามารถอยู่ได้ NFA เป็นไปได้ไหมที่จะมีประสิทธิภาพ (กล่าวคือในเวลาดีกว่าและพื้นที่ที่ดีกว่าO ( 2 | r | ) ) รู้จักการแสดงออกปกติถ้าเราอนุญาตให้ใช้เครื่องจักรที่ทรงพลังกว่าออโต จำกัด (ตัวอย่างเช่นมีความชัดเจนในการรับรู้ภาษาปกติด้วยการกดลงอัตโนมัติหรือเครื่องตอบโต้หรือไม่)O ( …

10
อัลกอริทึมที่ยอดเยี่ยมการเรียนรู้ของเครื่องและไม่มีพีชคณิตเชิงเส้น
ฉันสอนหลักสูตรอัลกอริทึมขั้นสูงและต้องการรวมบางหัวข้อที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ของเครื่องซึ่งเป็นที่สนใจของนักเรียนของฉัน ด้วยเหตุนี้ฉันต้องการฟังความคิดเห็นของผู้คนเกี่ยวกับผลลัพธ์อัลกอริทึมที่น่าสนใจที่สุดในการเรียนรู้ของเครื่อง ข้อ จำกัด ที่อาจเกิดขึ้นได้ยากคือนักเรียนจะไม่เคยมีความรู้มาก่อนเกี่ยวกับพีชคณิตเชิงเส้นหรือหัวข้อหลักอื่น ๆ ในการเรียนรู้ของเครื่อง นี่คือการกระตุ้นให้พวกเขาเกี่ยวกับหัวข้อและเพื่อให้พวกเขารู้ว่า ML เป็นพื้นที่การวิจัยที่น่าตื่นเต้นสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านอัลกอริทึม แก้ไข: นี่เป็นหลักสูตรระดับปริญญาตรีปีสุดท้าย (เนื่องจากเราไม่มีหลักสูตรระดับบัณฑิตศึกษาในสหราชอาณาจักรเป็นหลัก) พวกเขาจะทำอย่างน้อยหนึ่งอัลกอริธึมพื้นฐานหลักสูตรล่วงหน้าและทำได้ดีในการเลือกหลักสูตรติดตามผลขั้นสูง หลักสูตรปัจจุบันของหลักสูตรขั้นสูงมีหัวข้อต่าง ๆ เช่นการแฮ็กที่สมบูรณ์แบบตัวกรอง Bloom ต้นไม้ Van Emde Boas โปรแกรมเชิงเส้นประมาณ อัลกอริธึมสำหรับปัญหา NP-hard เป็นต้นฉันไม่ได้ตั้งใจจะใช้เวลาบรรยายมากกว่าหนึ่งครั้งใน ML แต่ถ้ามีบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับทั้งอัลกอริทึมและ ML อย่างแน่นอนก็อาจรวมอยู่ด้วย

2
ลำดับขั้นใน NP (ภายใต้สมมติฐานที่ P! = NP)
สมมติว่า P! = NP ฉันเชื่อว่ามันแสดงให้เห็นว่ามีปัญหาที่ไม่ได้อยู่ใน P และไม่ใช่ NP-Complete กราฟ Isomorphism ถูกคาดการณ์ว่าเป็นปัญหาดังกล่าว มีหลักฐานของ 'เลเยอร์' ดังกล่าวใน NP หรือไม่ เช่นลำดับชั้นของมากกว่าสามคลาสเริ่มต้นที่ P และปิดท้ายใน NP เช่นว่าแต่ละคนมี superset ที่เหมาะสมของอื่น ๆ ? เป็นไปได้ไหมที่ลำดับชั้นนั้นไม่มีที่สิ้นสุด?

2
ต้นกำเนิดและการประยุกต์ของทฤษฎี A เทียบกับทฤษฎี B?
ในคำถามล่าสุดสองสามข้อ ( q1 q2 ) ได้มีการอภิปรายเกี่ยวกับ "ทฤษฎี A" กับ "ทฤษฎี B" ซึ่งดูเหมือนจะจับแบ่งระหว่างการศึกษาตรรกะและภาษาโปรแกรมและการศึกษาอัลกอริธึมและความซับซ้อน คำศัพท์นี้ใหม่สำหรับฉันและการค้นหาเว็บอย่างรวดเร็วไม่ได้เกิดขึ้นกับการอ้างอิงที่ชัดเจนใด ๆ ที่อธิบายไว้ ไม่มีใครรู้ถึงการอ้างอิงหรือการอ้างอิงที่อธิบายถึงที่มาของคำศัพท์นี้และสิ่งที่ถ้ามีผลประโยชน์ที่สำคัญมีจุดมุ่งหมายที่จะได้มาจากการทำให้ความแตกต่างนี้หรือไม่?

13
มีผล counterintuitive ในวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ทฤษฎี?
คณิตศาสตร์และตรรกะความขัดแย้งบางอย่างอาจถูกนำไปใช้กับคอมพิวเตอร์โดยอัตโนมัติ แต่อาจมีความขัดแย้งใด ๆ ที่ค้นพบในวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์หรือไม่ ตามความขัดแย้งฉันหมายถึงผลการหยั่งรู้อย่างง่ายที่ดูเหมือนขัดแย้ง
30 big-list 

10
ตัวแบบขนานปัจจุบันสำหรับการคำนวณ
ปี 1980 ก่อให้เกิดทั้งรถเข็นและBSPรูปแบบของการคำนวณแบบขนาน ดูเหมือนว่าความมั่งคั่งของทั้งสองรุ่นอยู่ในช่วงปลายยุค 80 และต้นยุค 90 พื้นที่เหล่านี้ยังคงทำงานอยู่ในแง่ของการวิจัยสำหรับอัลกอริทึมแบบขนานหรือไม่ มีรุ่นที่ใหม่กว่าที่ซับซ้อนกว่าสำหรับการคำนวณแบบขนานหรือไม่? รุ่นทั่วไปยังอยู่ในสมัยหรือนักวิจัยพยายามที่จะเชี่ยวชาญกับ GPGPU หรือการคำนวณตาม Cloud มาในแฟชั่น?

1
การค้นหาเหรียญที่มีอคติโดยใช้การโยนเหรียญสักสองสาม
ปัญหาต่อไปนี้เกิดขึ้นระหว่างการวิจัยและทำความสะอาดอย่างน่าประหลาดใจ: คุณมีแหล่งที่มาของเหรียญ เหรียญแต่ละอันมีอคติกล่าวคือความน่าจะเป็นที่มันตกลงบน "หัว" สำหรับแต่ละเหรียญอย่างอิสระมีความเป็นไปได้ที่ 2/3 ว่ามันมีอคติอย่างน้อย 0.9 และส่วนที่เหลือของความน่าจะเป็นที่จะมีอคติได้ใน [0,1] คุณไม่รู้อคติของเหรียญ สิ่งที่คุณสามารถทำได้ในทุกขั้นตอนคือการโยนเหรียญและสังเกตผลลัพธ์ สำหรับ n ให้งานของคุณคือการหาเหรียญที่มีอคติอย่างน้อย 0.8 มีโอกาสอย่างน้อย ) คุณสามารถทำได้โดยใช้การโยนเหรียญ O (n) เท่านั้น?1 - ประสบการณ์( - n )1−exp⁡(−n)1-\exp(-n)

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.