กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

แรมจริง

ใน การคำนวณ โดยเฉพาะ เรขาคณิตเชิงคำนวณ RAM จริง ( เครื่องเข้าถึงแบบสุ่ม ) เป็น แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของคอมพิวเตอร์ ที่สามารถคำนวณด้วย จำนวนจริงที่ แน่นอน แทนที่จะใช้ เลข...

แรมจริง

ในการคำนวณโดยเฉพาะเรขาคณิตเชิงคำนวณ RAM จริง ( เครื่องเข้าถึงแบบสุ่ม ) เป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของคอมพิวเตอร์ที่สามารถคำนวณด้วยจำนวนจริงที่ แน่นอน แทนที่จะใช้ เลข ฐานสองแบบคงที่หรือแบบลอยตัวที่คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ใช้ RAM จริงได้รับการคิดค้นโดยMichael Ian Shamosในวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของเขาในปี 1978 [ 1 ]

แบบอย่าง

คำว่า "RAM" ในชื่อรุ่นของ Real RAM ย่อมาจาก " random-access machine " ซึ่งเป็นโมเดลการคำนวณที่คล้ายกับสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์มาตรฐานในเวอร์ชันที่เรียบง่ายกว่า ประกอบด้วยโปรแกรมที่จัดเก็บไว้หน่วยความจำคอมพิวเตอร์ซึ่งประกอบด้วยเซลล์เรียงกันเป็นแถว และหน่วยประมวลผลกลาง ที่มี รีจิสเตอร์จำนวนจำกัดแต่ละเซลล์หน่วยความจำหรือรีจิสเตอร์สามารถจัดเก็บจำนวนจริงได้ ภายใต้การควบคุมของโปรแกรม Real RAM สามารถถ่ายโอนจำนวนจริงระหว่างหน่วยความจำและรีจิสเตอร์ และทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์กับค่าที่จัดเก็บไว้ในรีจิสเตอร์ได้

โดยทั่วไป การดำเนินการที่อนุญาต ได้แก่ การบวก การลบ การคูณ และการหาร รวมถึงการเปรียบเทียบ แต่ไม่รวมถึงโมดูลัสหรือการปัดเศษเป็นจำนวนเต็ม เหตุผลที่หลีกเลี่ยงการปัดเศษจำนวนเต็มและการดำเนินการโมดูลัสก็คือ การอนุญาตให้ดำเนินการเหล่านี้อาจทำให้ RAM จริงมีพลังการคำนวณมากเกินไป ซึ่งจะทำให้สามารถแก้ ปัญหา PSPACE-complete ได้ในเวลาพหุนาม[ 2 ]

เมื่อวิเคราะห์อัลกอริธึมสำหรับ RAM จริง โดยทั่วไปจะถือว่าการดำเนินการแต่ละอย่างใช้เวลาคงที่

การดำเนินการ

มีการพัฒนา ไลบรารีซอฟต์แวร์เช่นLEDAซึ่งช่วยให้นักโปรแกรมสามารถเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ทำงานได้ราวกับว่ากำลังทำงานบน RAM จริง ไลบรารีเหล่านี้แสดงค่าจริงโดยใช้โครงสร้างข้อมูลที่ช่วยให้สามารถคำนวณเลขคณิตและเปรียบเทียบได้ผลลัพธ์เช่นเดียวกับที่ RAM จริงจะสร้าง ตัวอย่างเช่น ใน LEDA จำนวนจริงจะถูกแสดงโดยใช้leda_realชนิดข้อมูล ซึ่งรองรับ รากที่ kสำหรับจำนวนธรรมชาติk ใดๆ ตัวดำเนินการตรรกยะ และตัวดำเนินการเปรียบเทียบ[ 3 ]การวิเคราะห์เวลาของอัลกอริทึม RAM จริงพื้นฐานโดยใช้ชนิดข้อมูลจริงเหล่านี้สามารถตีความได้ว่าเป็นการนับจำนวนการเรียกใช้ไลบรารีที่จำเป็นสำหรับอัลกอริทึมที่กำหนด[ 4 ]

การเปรียบเทียบกับแบบจำลองการคำนวณอื่นๆ

  • ใน แบบจำลอง เครื่องจักรทัวริงหน่วยพื้นฐานของการคำนวณเกี่ยวข้องกับบิตเดียว ดังนั้น ความซับซ้อนของเวลาและพื้นที่ของอัลกอริทึมเชิงตัวเลขจึงขึ้นอยู่กับจำนวนบิตที่จำเป็นในการแสดงตัวเลข ในทางตรงกันข้าม ในแบบจำลอง Real RAM หน่วยพื้นฐานของการคำนวณเกี่ยวข้องกับจำนวนจริง โดยไม่คำนึงถึงจำนวนบิตที่จำเป็นในการแสดง ความแตกต่างนี้มีความสำคัญเมื่อวิเคราะห์อัลกอริทึม เช่นการกำจัดแบบเกาส์เซียน : อัลกอริทึมนี้ต้องการการดำเนินการทางคณิตศาสตร์จำนวนพหุนามบนจำนวนจริง ดังนั้นจึงเป็นพหุนามในแบบจำลอง Real RAM อย่างไรก็ตาม ตัวเลขที่ใช้ในการคำนวณขั้นกลางอาจ (หากนำไปใช้อย่างไม่รอบคอบ) มีขนาดใหญ่ขึ้นแบบเลขชี้กำลัง ดังนั้นเวลาในการทำงานในแบบจำลองเครื่องจักรทัวริงจึงเป็นเลขชี้กำลัง[ 5 ] : Sec.1.4
  • RAM จริงมีความคล้ายคลึงกับเครื่อง Blum–Shub–Smale ในภายหลัง[ 6 ]อย่างไรก็ตามโดยทั่วไปแล้ว RAM จริงจะใช้สำหรับการวิเคราะห์อัลกอริทึมที่เป็นรูปธรรมในเรขาคณิตเชิงคำนวณในขณะที่เครื่อง Blum–Shub–Smale กลับเป็นพื้นฐานสำหรับการขยายทฤษฎีความสมบูรณ์ของ NPไปสู่การคำนวณจำนวนจริง
  • ทางเลือกอื่นนอกเหนือจาก RAM จริงคือRAM คำ (word RAM ) ซึ่งทั้งอินพุตของปัญหาและค่าที่จัดเก็บในหน่วยความจำและรีจิสเตอร์นั้นถือว่าเป็นจำนวนเต็มที่มีจำนวนบิตคงที่ โมเดล RAM คำสามารถดำเนินการบางอย่างได้เร็วกว่า RAM จริง ตัวอย่างเช่น ช่วยให้สามารถใช้ อัลกอริธึม การเรียงลำดับจำนวนเต็มที่ รวดเร็วได้ ในขณะที่การเรียงลำดับบน RAM จริงต้องทำด้วย อัลกอริธึม การเรียงลำดับแบบเปรียบเทียบ ที่ช้ากว่า อย่างไรก็ตาม ปัญหาทางเรขาคณิตเชิงคำนวณบางอย่างมีอินพุตหรือเอาต์พุตที่ไม่สามารถแสดงได้อย่างแม่นยำโดยใช้พิกัดจำนวนเต็ม ตัวอย่างเช่นการจัดเรียงแบบ Perlesซึ่งเป็นการจัดเรียงจุดและส่วนของเส้นตรงที่ไม่มีการแสดงในรูปแบบพิกัดจำนวนเต็ม
  • เอกสารอ้างอิงเครื่องเข้าถึงแบบสุ่มจริงที่ใช้งานได้จริง
  • การคำนวณเชิงเรขาคณิต: วิทยาศาสตร์แห่งการทำให้ขั้นตอนวิธีเชิงเรขาคณิตทำงานได้
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Real_RAM&oldid=1351709199 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ แรมจริง

ใน การคำนวณ โดยเฉพาะ เรขาคณิตเชิงคำนวณ RAM จริง ( เครื่องเข้าถึงแบบสุ่ม ) เป็น แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของคอมพิวเตอร์ ที่สามารถคำนวณด้วย จำนวนจริงที่ แน่นอน แทนที่จะใช้ เลข...

แบบอย่าง

คำว่า "RAM" ในชื่อรุ่นของ Real RAM ย่อมาจาก " random-access machine " ซึ่งเป็นโมเดลการคำนวณที่คล้ายกับสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์มาตรฐานในเวอร์ชันที่เรียบง่ายกว่า ประกอบด้วย โปรแกรมที่จัดเก็บไว้ หน่วย ความจำคอมพิวเตอร์ ซึ่งประกอบด้วยเซลล์เรียงกันเป็นแถว และ...

การดำเนินการ

มีการพัฒนา ไลบรารีซอฟต์แวร์ เช่น LEDA ซึ่งช่วยให้นักโปรแกรมสามารถเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ทำงานได้ราวกับว่ากำลังทำงานบน RAM จริง ไลบรารีเหล่านี้แสดงค่าจริงโดยใช้ โครงสร้างข้อมูล ที่ช่วยให้สามารถคำนวณเลขคณิตและเปรียบเทียบได้ผลลัพธ์เช่นเดียวกับที่ RAM...

การเปรียบเทียบกับแบบจำลองการคำนวณอื่นๆ

ใน แบบจำลอง เครื่องจักรทัวริง หน่วยพื้นฐานของการคำนวณเกี่ยวข้องกับบิตเดียว ดังนั้น ความซับซ้อนของเวลาและพื้นที่ของอัลกอริทึมเชิงตัวเลขจึงขึ้นอยู่กับจำนวนบิตที่จำเป็นในการแสดงตัวเลข ในทางตรงกันข้าม ในแบบจำลอง Real RAM...