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} .

Абузер Якарылмаз
источник
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)

Марцио де Биаси
источник
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.

Бен Стандевен
источник
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