Машини для безконтекстних мов, які не отримують зайвої сили від недетермінізму


21

При розгляді машинних моделей обчислень ієрархія Хомського зазвичай характеризується (по порядку), кінцевими автоматами, штовхаючими автоматами, лінійно пов'язаними автоматами і машинами Тюрінга.

Для першого та останнього рівнів 1 (звичайні мови та рекурсивно перелічувані мови) це не має значення для потужності моделі, вважаємо ми детерміновані чи недетерміновані машини, тобто DFA еквівалентні NFA, а DTM еквівалентні NTM 2 .

Однак для КПК та ЛБА ситуація інша. Детерміновані КПК розпізнають суворо менший набір мов, ніж недетерміновані КПК. Також є важливим відкритим питанням, чи є детерміновані LBA настільки ж потужні, як недетерміновані LBA, чи ні [1].

Це викликає моє запитання:

Чи є машинна модель, яка характеризує без контекстні мови, але для якої недетермінізм не додає додаткової сили? (Якщо ні, чи є якась властивість CFL, яка говорить про причину цього?)

Мені здається малоймовірним, що можна було б довести, що без контекстних мов якимось чином не потрібен недетермінізм, але, здається, не існує (відома) машинна модель, для якої достатньо детермінованих машин.

Питання про розширення те саме, але для мов, що залежать від контексту.

Список літератури

  1. С.-Й. Курода, "Класи мов та лінійні зв'язані автомати" , Інформація та контроль, 7: 207-223, 1964.

Виноски

  1. Побічне запитання для коментарів, чи є причина, щоб рівні (упорядковані встановленням включення) ієрархії Хомських були числами 3 до 0, замість 0 до 3?
  2. Щоб було зрозуміло, я говорю про мови, які можна розпізнати лише. Очевидно, що питання такої зміни радикально впливають на складність.

1
Отже, ви запитуєте клас мов, більший за (але максимально близький) CFL, для якого детермінована версія = недетермінована версія?
Райан

@ Райан ні, я запитую, чи є машинна модель, яка характеризує КФЛ, але для якої недетерміновані та детерміновані варіанти є еквівалентними за потужністю, однак припускаючи, що позитивної відповіді немає (чого я підозрюю, що немає), це добре наступне питання.
Люк Матхісон

3
Я думаю, що головна проблема питання - відсутність загального визначення "обчислювальної моделі". Ви можете, наприклад, визначити детерміновану TM, яка оснащена безконтекстним грамером, який приймає слово, якщо граматика породжує його. Це детермінована модель, еквівалентна CFL, але дурна ...
Шаул

@Shaull, це справедливо, але здається, що важко дати визначення для "розумної" моделі. Ваш приклад, очевидно, відчуває себе неприродно, але я не думаю, що існує виправданий дефінітивний спосіб його вирішення.
Люк Матхісон

Для посилання в подальшому питанні Райана , машина, згадана у відповіді Томаса Клімпеля (хоча і не така елегантна, як КПК), відповідала б ідеї "природного" таким чином, що TM, обмежений обчисленням CFG, не підходив. Можливо, інтуїція полягає в тому, що ТМ із CFG явно кодує у визначенні CFL, тоді як, очевидно, наприклад, що CFG та PDA повинні бути пов'язані між собою, КПК є природним розширенням DFA і, можливо, працює для CFL .
Люк Матхісон

Відповіді:


-2

У моєму розумінні теорії обчислення, єдиний ситуаційний недетермінізм не дає вам додаткової гнучкості (тобто, .. потужності) знаходиться на рекурсивно-перелічувальному / рекурсивному рівні. Це пов’язано насамперед із проблемою зупинки та обмеженням можливостей ТМ у вирішенні можливостей, і я вважаю, що це відповідає на одне з ваших запитань у нотах, а також на бічній панелі. Ієрархія Хомського - це логічне подання про підвищення гнучкості останнього (якщо я можу сказати), що дозволяє більшої потужності машини. Чи допомагає це у вашому питанні / думках?

Що стосується PDA та LBA, у мене будуть інші домовлені люди, які працюють тут, у громаді допомагають у цьому, мій досвід більше стосується ТМ та теорії, пов'язаної з вищою (більш RE) частиною ієрархії (принаймні, як викладали в мій недоград).

Пітер Лінц теорія обчислення

https://www.amazon.com/Introduction-Formal-Languages-Automata/dp/1284077241/ref=pd_sbs_14_img_0?_encoding=UTF8&psc=1&refRID=6AA9FQJWZZNZDTQ6Z3K4


Це не відповідає на запитання. ОП уже знає те, що ви написали.
Yuval Filmus
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.