กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

วิทยานิพนธ์ของคอบแฮม

ทฤษฎีความซับซ้อนทางคอมพิวเตอร์/ลิงก์ย้อนกลับเทมเพลต Webarchive

วิทยานิพนธ์ของ Cobhamหรือที่รู้จักกันในชื่อวิทยานิพนธ์ Cobham–Edmonds (ตั้งชื่อตามAlan CobhamและJack Edmonds )

วิทยานิพนธ์ของคอบแฮม

วิทยานิพนธ์ของ Cobhamหรือที่รู้จักกันในชื่อวิทยานิพนธ์ Cobham–Edmonds (ตั้งชื่อตามAlan CobhamและJack Edmonds ) [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]ยืนยันว่าปัญหาการคำนวณสามารถคำนวณได้อย่างเป็นไปได้บนอุปกรณ์การคำนวณบางอย่างก็ต่อเมื่อสามารถคำนวณได้ในเวลาพหุนามนั่นคือ ถ้าปัญหานั้นอยู่ในระดับความซับซ้อนP [ 4 ] ในแง่สมัยใหม่ วิทยานิพนธ์นี้ระบุปัญหาที่จัดการได้ซึ่งอยู่ในระดับความซับซ้อนP

ในเชิงทฤษฎี การกล่าวว่าปัญหาหนึ่งสามารถแก้ไขได้ในเวลาพหุนาม หมายความว่ามีอัลกอริทึมที่เมื่อรับข้อมูลปัญหาขนาดn บิตเป็นอินพุต สามารถสร้างคำตอบได้ในเวลา O( nc ) โดยใช้สัญกรณ์บิ๊กโอและcเป็นค่าคงที่ที่ขึ้นอยู่กับปัญหา แต่ไม่ขึ้นอยู่กับข้อมูลปัญหาเฉพาะเจาะจงนั้น

บทความของ Alan Cobham ในปี 1965 ที่มีชื่อว่า "ความยากลำบากในการคำนวณโดยเนื้อแท้ของฟังก์ชัน" [ 5 ]เป็นหนึ่งในการกล่าวถึงแนวคิดของคลาสความซับซ้อนP เป็นครั้งแรก ซึ่งประกอบด้วยปัญหาที่สามารถตัดสินได้ในเวลาพหุนาม Cobham ตั้งทฤษฎีว่าคลาสความซับซ้อนนี้เป็นวิธีที่ดีในการอธิบายชุดของปัญหา ที่สามารถ คำนวณ ได้

บทความ "Paths, trees, and flowers" ของ Jack Edmonds ในปี 1965 [ 6 ]ยังได้รับการยกย่องว่าระบุPด้วยปัญหาที่สามารถแก้ไขได้[ 7 ]

ข้อจำกัด

กราฟแสดงเวลาในการแก้ปัญหาเป็นมิลลิวินาที (ms) เทียบกับขนาดของปัญหาnสำหรับปัญหา knapsackที่แก้ไขโดยอัลกอริทึมเฉพาะทางที่ทันสมัยโดยใช้ คอมพิวเตอร์  Pentium  III 933 MHz (ค่าเฉลี่ยของ 100 ตัวอย่าง ข้อมูลจาก Pisinger [ 8 ] ) ความพอดีของสมการกำลังสองแสดงให้เห็นว่าความซับซ้อนของอัลกอริทึมเชิงประจักษ์สำหรับตัวอย่างที่มีตัวแปร 50–10,000 ตัวคือ O((log n ) 2 ) แม้ว่าในทางทฤษฎีจะมีการประมาณความซับซ้อนในกรณีที่เลวร้ายที่สุดแบบเลขชี้กำลังก็ตาม 

แม้ว่าวิทยานิพนธ์ของคอบแฮมจะเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาทฤษฎีความซับซ้อนของการคำนวณแต่ก็มีข้อจำกัดเมื่อนำไปใช้กับความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติของอัลกอริทึม วิทยานิพนธ์นี้กล่าวโดยพื้นฐานว่า " P " หมายถึง "ง่าย เร็ว และใช้งานได้จริง" ในขณะที่ "ไม่อยู่ในP " หมายถึง "ยาก ช้า และใช้งานไม่ได้จริง" แต่สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงเสมอไป เพราะวิทยานิพนธ์นี้ละเลยตัวแปรสำคัญบางอย่างที่ส่งผลต่อเวลาในการทำงานในทางปฏิบัติ:

  • มันไม่สนใจค่าคงที่และพจน์ลำดับต่ำกว่า
  • มันไม่สนใจขนาดของเลขชี้กำลังทฤษฎีบทลำดับชั้นเวลาพิสูจน์การมีอยู่ของปัญหาในPที่ต้องการเลขชี้กำลังขนาดใหญ่ตามอำเภอใจ
  • มันไม่คำนึงถึงขนาดโดยทั่วไปของข้อมูลที่ป้อนเข้ามา

ทั้งสามข้อมีความเกี่ยวข้องกันและเป็นข้อร้องเรียนทั่วไปเกี่ยวกับการวิเคราะห์อัลกอริทึมแต่โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะใช้ได้กับวิทยานิพนธ์ของ Cobham เนื่องจากมีการอ้างอย่างชัดเจนเกี่ยวกับความสามารถในการใช้งาน ภายใต้วิทยานิพนธ์ของ Cobham ปัญหาที่อัลกอริทึมที่ดีที่สุดใช้ คำสั่ง n 200ถือว่าสามารถแก้ไขได้ และปัญหาที่มีอัลกอริทึมที่ใช้คำสั่ง 2 0.00001 n ถือว่าไม่สามารถแก้ไขได้ —แม้ว่าจะไม่สามารถแก้ปัญหาที่มีขนาดn  =  2 ด้วยอัลกอริทึมแรกได้ ในขณะที่ปัญหาที่มีขนาดn  =  10 6สามารถแก้ไขได้โดยไม่มีปัญหา ในสาขาที่ปัญหาในทางปฏิบัติมีตัวแปรนับล้าน (เช่นการวิจัยการดำเนินงานหรือการออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์อัตโนมัติ ) แม้แต่อัลกอริทึม O( n 3 ) ก็มักจะใช้งานไม่ได้[ 9 ]

อีกประเด็นที่ควรพิจารณาคือ ในหลายกรณี เรามักจะพอใจกับ คำตอบ โดยประมาณหากไม่สามารถหาคำตอบที่แน่นอนได้ ตัวอย่างเช่นปัญหาพนักงานขายเดินทาง (Travelling Salesman Problem ) เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าไม่สามารถหาคำตอบที่แน่นอนได้ในเวลาพหุนาม (เป็นปัญหาNP-hard ) แต่สามารถหาคำตอบที่ดีได้ในเวลาพหุนามด้วยวิธีการต่างๆ เช่น อัลกอริทึมของคริสโตฟิเดส (Christofides algorithm )

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cobham%27s_thesis&oldid=1338806903 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ วิทยานิพนธ์ของคอบแฮม

วิทยานิพนธ์ของ Cobhamหรือที่รู้จักกันในชื่อวิทยานิพนธ์ Cobham–Edmonds (ตั้งชื่อตามAlan CobhamและJack Edmonds )

ข้อจำกัด

แม้ว่าวิทยานิพนธ์ของคอบแฮมจะเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาทฤษฎี ความซับซ้อนของการคำนวณ แต่ก็มีข้อจำกัดเมื่อนำไปใช้กับความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติของอัลกอริทึม วิทยานิพนธ์นี้กล่าวโดยพื้นฐานว่า " P " หมายถึง "ง่าย เร็ว และใช้งานได้จริง" ในขณะที่ "ไม่อยู่ใน P " หมายถึง...