কোনও পি কমপ্লিট সমস্যা, কোনও কার্যকর সমান্তরাল অ্যালগরিদমের সম্ভাবনা নেই। কেন?
পি অসম্পূর্ণ সমস্যার অস্তিত্ব সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সূত্র যা ( পি। পিও এল ওয়াইএল ও জি এসপিএ সিই) ≠ পি। তাহলে প্রশ্নটি হল, কেন এই অনুমানটি সমান্তরাল কম্পিউটিংয়ের সাথে প্রাসঙ্গিক? আসুন একটি গণনায় ব্যবহৃত সংস্থানগুলি দিয়ে শুরু করি। অনুক্রমিক কম্পিউটিংয়ের জন্য: সময় এবং স্থান; সমান্তরাল কম্পিউটিংয়ের জন্য: সময় এবং হার্ডওয়্যার (প্রসেসরের সংখ্যা)। কোন সম্পর্ক আছে কি? হ্যাঁ! সিক্যুয়াল স্পেস ↔ সমান্তরাল সময়; অনুক্রমিক সময়। সমান্তরাল হার্ডওয়্যার। ক্রমবিন্যাসের স্থান এবং সমান্তরাল সময়ের মধ্যে চিঠিপত্রটি গ্রহণ করা সমান্তরাল কম্পিউটিং মডেল থেকে স্বাধীন বলে মনে হয়; এটি নিম্নলিখিত দিকে পরিচালিত করে, তথাকথিত সমান্তরাল গণনা থিসিস যা অপ্রমাণিত।
(চন্দ্র এবং Stockmeyer) স্থান জটিলতা সঙ্গে একটি টি এম প্রতিটি গণনার একটি সমান্তরাল সময় কম্পিউটিং মডেল কৃত্রিম হতে পারে টি ( এন ) = হে ( এস ( এন ) হে ( 1 ) ) এবং একটি সমান্তরাল কম্পিউটিং প্রতিটি গণনার সময়ের জটিলতার সাথে মডেল টি ′ ( n ) একটি টিএম দ্বারা স্পেস জটিলতা S ′ ( n ) = O ( T ′ ( n ) O দিয়ে অনুকরণ করা যায়এস( এন )টি(n)=O(S(n)O(1))T′(n)।এস'( n ) = ও ( টি'( এন )ও ( 1 ))
সমস্যার বর্গ বহুপদী স্থান ক্রমানুসারে সমাধেয় হয় ও বহুপদী সময় সমাধেয় সমস্যার সেট পি .Since পি এস পি একটি সি ই চেয়ে সমস্যার অনেক বড় বর্গ বলে মনে করা হয় পি , থিসিস সমান্তরালতার মাধ্যমে সম্ভব কার্যকর উন্নতির পরিমাণকে প্রশংসিত করে। এই থিসিসের একটি পরিণতি হ'ল একটি PRAM বহু সময়ের সময়ে এন পি- অসম্পূর্ণ সমস্যাগুলি সমাধান করতে পারে ... দুর্ভাগ্যক্রমে, না! সমান্তরাল গণনা থিসিসটি বোঝায় যে আমরা আসলে পি এস পি এ সি ই এর সাথে সম্পর্কিত সমস্যাগুলি মোকাবেলা করতে পারিপিএসপিএ সিইপিপিএসপিএ সিইপিএনপিপিএসপিএ সিই… তবে এর জন্য প্রসেসরের সংখ্যক সংখ্যক প্রয়োজন! একটি সময়-স্থান ট্রেড-অফ কাজ করছে: সিক্যুয়াল কম্পিউটিং মডেলের এক্সফেনশনাল সময়টি সমান্তরাল কম্পিউটিং মডেলের প্রসেসরের সংখ্যক সংখ্যায় রূপান্তরিত হয়, যেখানে সিক্যুয়াল কম্পিউটিং মডেলের বহুত্বীয় স্থানটি সমান্তরালে বহুবর্ষে রূপান্তরিত হয় কম্পিউটিং মডেল।
আমরা যদি সমান্তরাল সময় এবং সমান্তরাল হার্ডওয়্যার উভয়কেই সীমাবদ্ধ রাখার চেষ্টা করি তবে এই বাণিজ্য বন্ধটি বোঝা সহজ: যদি সমান্তরাল কম্পিউটিং মডেলটিতে বহুবচনীয় প্রসেসরের সংখ্যা থাকে, তবে সমান্তরাল বহুভুজের সময়ে সমাধানযোগ্য সমস্যার শ্রেণিটি হ'ল । যদি আমরা একটি বহুবর্ষে প্রসেসরের সংখ্যা সীমাবদ্ধ করি তবে আমরা একটি অনুক্রমিক মেশিনের পারফরমেন্সগুলি উন্নত করতে পারি, তবে বহুবর্ষীয় ফ্যাক্টরের চেয়ে বেশি কিছু না। সুতরাং আমরা সময়ের জটিলতার প্রতিনিধিত্ব করে বহুবর্ষের ডিগ্রি হ্রাস করতে পারি, তবে বহুমাত্রিক ব্যয়কে ঘনিষ্ঠতর ব্যয় হ্রাস করতে আমরা সমান্তরালতা ব্যবহার করতে পারছি না।পি
সমস্যার বহুপদী সময় জটিলতা পাশাপাশি মীমাংসিত একাত্মতার ঐ সমস্যা আছে । প্রসেসরের সংখ্যার উপর বহুপদী প্রতিবন্ধকতা টিএম এর সমতুল্য কম্পিউটিং মডেলের দিকে নিয়ে যায়। দুটি গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহারিক বিবেচনা রয়েছে: কোন বহুপদী প্রসেসরের গ্রহণযোগ্য / সাশ্রয়ী? অনুশীলনে, প্রসেসরের বহু সংখ্যা বলতে বোঝায় লিনিয়ার বা নিকটবর্তী be কোন মহকুমা সময় অর্জনযোগ্য? দেখা গেল যে প্রায় সমস্ত উচ্চতর সমান্তরাল সম্ভাব্য সমস্যাগুলি বহু-গৌণ সমান্তরাল সময় অর্জন করতে পারে। সমান্তরালভাবে, একটি সময় জটিলতা যা ইনপুট দৈর্ঘ্যে লগারিদমিক হয় একটি দক্ষ সমান্তরাল গণনা উপস্থাপন করে। একটি সমান্তরাল অ্যালগরিদমকে দক্ষ হিসাবে বিবেচনা করা হয় যদি, বহু সংখ্যক প্রসেসরের সংখ্যা দেওয়া হয়, তবে এর সময়ের জটিলতা হ'ল পলিওগারিদমিক।পি
একটি সমস্যা দেওয়া হয়েছে যেখানে k এবং h ধ্রুবক, সমান্তরাল গণনা থিসিসটি আর এর সাথে সমান্তরাল অ্যালগরিদমের অস্তিত্বকে বোঝায় সময়ের জটিলতা O ( ( l o g n ) k ′ ) যেখানে k ′আর ∈ টিআমিএমই_ এসপিএ সিইটিএম( এন)ট, ( এল ও জি)এন )জ)টজআরও ( ( এল ও জি)এন )ট')ট'একটি ধ্রুবক। ক্রমবিন্যাস এবং সমান্তরাল সময়ের মধ্যে তুলনা কে অত্যন্ত সমান্তরাল হিসাবে সমস্যা হিসাবে চিহ্নিত করতে দেয় (সময়ের দৃষ্টিকোণ থেকে)।আর
সমান্তরাল গণনা থিসিস থেকে এটি অনুসরণ করে যে সমস্যাগুলির শ্রেণিটি অত্যন্ত সমান্তরাল। P O L Y L O G S P A C E এর লগ-স্পেস হ্রাস সংক্রান্ত সম্পূর্ণ সমস্যা নেই; এটি P O L Y L O G S P A C E ≠ P বোঝায় । এটা মনে হচ্ছে যেপিও এল ওয়াইএল ও জি এসপিএ সিইপিও এল ওয়াইএল ও জি এসপিএ সিইপিও এল ওয়াইএল ও জি এসপিএ সিই। পি
- পিও এল ওয়াইএল ও জি এসপিএ সিই। পি
- পি। পিও এল ওয়াইএল ও জি এসপিএ সিই
মধ্যে এমন সমস্যা রয়েছে যা বহুগুণে বহুগল্পের সময় পলিউগ্রিজিথমিক স্পেস ব্যবহার করে সমাধান করা যেতে পারে। পি- অসম্পূর্ণ সমস্যা সম্ভবত পি এর অন্তর্ভুক্ত - ( P ∩ P O L Y L O G S P A C E ) ।পি। পিও এল ওয়াইএল ও জি এসপিএ সিইপিপি- ( পি। পিও এল ওয়াইএল ও জি এসপিএ সিই)
(নিকের শ্রেণি - নিকোলাস পিপ্পেঙ্গারের সম্মানে বলা হয়, এটি সনাক্তকরণ এবং 1979 সালে চিহ্নিতকরণের জন্য প্রথম) হ'ল বহুগুণিত সময়ে যে সমস্যাগুলি সমাধান করা যেতে পারে (যেমন, সময় জটিলতার সাথে ও ( ( এল ও জি এন) ) ট ) ) প্রসেসর একটি বহুপদী সংখ্যা (অর্থাত, দ্বারা বেষ্টিত সঙ্গে হে ( চ ( এন ) ) কিছু বহুপদী ফাংশন জন্য চ যেখানে এন সমস্যা আকারের) সমান্তরাল গুনতি থিসিস বোঝা হয় এন সি ⊂ ( পি ∩ পি হেএনসিও ( ( এল ও জি)এন )ট) )ও ( চ( ঢ ) )চএন ।NC⊂(P∩POLYLOGSPACE)
যাইহোক, দুর্ভাগ্যবশত সংজ্ঞা দ্বারা এছাড়াও সমস্যার যা হয় প্রচুর অন্তর্ভুক্ত না দক্ষতার parallelizable। সর্বাধিক কুখ্যাত উদাহরণটি সমান্তরাল বাইনারি অনুসন্ধান । সমস্যাটি হ'ল এই সমস্যাটির পলিউগারিদমিক সময় জটিলতা এমনকি পি = 1 এর জন্যও রয়েছে সবচেয়ে খারাপ ক্ষেত্রে সবচেয়ে বেশি লগারিদমিক সময়ে যে অনুক্রমিক অ্যালগরিদম প্রয়োজন হয় তার সমান্তরাল সম্ভাব্যতা নির্বিশেষে এন সি তে হয় !NCpNC
এখন, আমরা অবশেষে ব্যাখ্যা করতে পারি যে কমপ্লিট সমস্যাগুলি কেন সবচেয়ে শক্তিশালী সমান্তরাল সমস্যা। একটি P- অসম্পূর্ণ সমস্যা Q দেওয়া , এটি একটি দক্ষ সমান্তরাল অ্যালগরিদমের অস্তিত্বের খুব সম্ভাবনা নেই: যদি এই ধরনের সমান্তরাল অ্যালগরিদম সময় জটিলতা O ( ( l o g n ) কে ) এর সাথে উপস্থিত থাকে , তবে সমান্তরাল গণনা থিসিসটি অস্তিত্বকে বোঝায় একই সমস্যার জন্য স্পেস জটিলতা O ( ( l o g n ) k ′ ) সহ একটি ক্রমিক এলগরিদম । যেহেতু প্রশ্ন একটি পিPPQO((logn)k)O((logn)k′)QP-complete সমস্যা ঘুরে এই পরোক্ষভাবে করবে প্রতিটি সমস্যা পলি-লগ স্থান সমাধান করা যেতে পারে: ( পি ∩ পি হে এল ওয়াই এল হে জি এস পি একটি সি ই ) = পি । যেমন আপনি ইতিমধ্যে জানেন, আমরা পরিবর্তে বিশ্বাস করি যে ( P ∩ P O L Y L O G S P A C E ) ⊂ P , যদিও আমরা এখনও এটি প্রমাণ করতে সক্ষম হই না।P(P∩POLYLOGSPACE)=P(P∩POLYLOGSPACE)⊂P
বহু চূড়ান্ত প্রসেসরের প্রয়োজনীয়তা সম্পর্কে একটি চূড়ান্ত পর্যবেক্ষণ। ঠিক আছে, এটি একটি তাত্ত্বিক বক্তব্য। অনুশীলনে: সমস্যার আকারের চেয়ে দ্রুত প্রসেসরের প্রয়োজনীয়তা সম্ভবত কার্যকর নাও হতে পারে।