Мотивація оцінки обсягу


12

Які конкретні та переконливі додатки для оцінки обсягу опуклих багатогранників такого типу розглядаються в останніх роботах про випадкові методи прогулянки?

У цих роботах з оцінки обсягу є однією з мотивацій числова інтеграція. Які приклади інтегралів, які люди хочуть обчислити на практиці, які важко обчислити, використовуючи попередні методи? Або є якесь інше переконливе практичне застосування для обчислення обсягу 1000-мірного багатогранника?


Цікаво, чи отримаєте ви більше відповідей того типу, який ви шукаєте на physics.stackexchange.com ... Також для тих, хто нам не знайомий з цією підрегіоною теорії, ви можете, можливо, включити деякі посилання на "новіші статті про методи випадкових прогулянок"?
— Джошуа Грохов

більше роздумуючи над цим після відповіді та поштовху навколо. деякі матеріали, схоже, вказують або йдуть у напрямку, що обчислення обсягу політопа - це щось на зразок фундаментальної проблеми в теорії складності. це не дивно, враховуючи, що обчислення детермінанта є ще однією ключовою проблемою в теорії складності, а визначником є ​​об'єм паралелепіпеда. тому здається, що одна розумна відповідь полягає в тому, що в теорії складності здаються глибокими або природними зв'язками. більше доказів цього може бути прив’язка до якогось конкретного класу складності .... можливо, на цьому ще більше
— копатись

див. також математичний потік, алгоритм пошуку обсягу складного багатогранника . так, це питання вище задає додатки, а не алгоритми, але деякі алгоритми надають мотивації / програми.
— vzn

Відповіді:


7

Оцінка обсягу опуклого багатогранника і тісно пов'язане з ним завдання відбору з нього мають додатки у приватному звільненні даних.

Приблизно проблема, яку ви хочете вирішити, полягає в тому, що: отримавши колекцію запитів із числовим значенням у базі даних, придумайте відповіді на ті запитання, які максимально наближені до реальних відповідей, задовольняючи при цьому різницю конфіденційності. У деякому діапазоні параметрів оптимальний алгоритм вирішення цієї задачі має геометричний опис, а реалізація передбачає вибірку з опуклого багатогранника. Дивіться тут: http://arxiv.org/pdf/0907.3754v3.pdf


4

Поліедри широко використовуються в програмному аналізі як засіб подання (надмірного проксимації) набору всіх можливих станів, коли стан записує значення кожної змінної в програмі. Якщо існує набір інваріантів програмних змінних, кожна з яких може бути представлена ​​як лінійна нерівність змінних, то суміщення всіх цих інваріантів дає багатогранник. Якщо - можливий стан програми, то знаходитиметься у внутрішній частині багатогранника (але не обов'язково зворотного).sss

У галузі комп’ютерної безпеки робота над кількісним потоком інформації застосовує ці методи для оцінки кількості конфіденційної інформації, яка може просочитися певною програмою. Тут ми будуємо багатогранник, що представляє можливі стани програми в певний момент її виконання, а потім ми хочемо щось оцінити щодо кількості можливих станів (це пов’язано з кількістю випущеної інформації). Таким чином, у певний момент аналізу вони в кінцевому підсумку намагаються підрахувати кількість цілих точок, що містяться всередині багатогранника. Це запахи, пов'язані з оцінкою обсягу (для мене).

Ось ранній документ, який є репрезентативним:

Однак це може бути не саме тим, що ви шукаєте. Він вимагає методів підрахунку кількості цілих точок всередині багатогранника, що не збігається з об'ємом багатогранника. Крім того, я не думаю, що їм потрібно аналізувати багатогранники розміром 1000 або вище (хоча я не впевнений у цьому).


Дякую. Проблема пошуку кількості цілих розв’язків для набору лінійних нерівностей є # P-завершеною, я думаю ( math.ucdavis.edu/~deloera/RECENT_WORK/semesterberichte.pdf теж є кілька додатків). Тоді як оцінка обсягу може бути виконана за багато разів. Очевидно, ви можете використовувати останнє для наближення першого, але я дійсно шукаю прямих конкретних застосувань оцінки обсягу.

Обчислення обсягу політопа також є # P-важким. Сам по собі цей факт мало говорить про наближення.
— Сашо Ніколов

@SashoNikolov Наближення обсягу Я вважаю, що неможливо детерміновано в моделі oracle, хоча можливо в рандомізованому сенсі. Чи не доводить це і якщо ні, то чи існує яка-небудь пов’язана з фундаментальною проблемою дерандомізація, відкрита в обчисленні? P≠BPP
— Т ....

1
@Turbo Очевидно, це не доводить, що P не дорівнює BPP, оскільки ці два класи не стосуються моделі oracle. Я вважаю, що детерміновано наближення об'єму багатогранника, представленого нерівностями, є відкритим.
— Ніколов

@SashoNikolov Якщо ви знаєте цю, здавалося б, просту проблему, було б добре mathoverflow.net/questions/336369/… .
— Т ....

4

Харі Нараянан опублікував статтю на arXiv, в якій він використовує оцінку обсягу опуклого багатогранника, щоб довести певні результати щодо коефіцієнтів Літлвуд-Річардсона (LR). Коефіцієнти LR - це певні цілі числа в теорії представлення, які мають застосування в теорії геометричної складності, фізиці частинок та багатьох інших областях (див. Вступ у вищенаведеній роботі для отримання додаткових посилань). Знову, напевно, не зовсім те, що ви хотіли, але все ж цікавий зв’язок.


3

див., наприклад: Оцінка об'ємних об'ємів опуклих тіл: алгоритми та застосування Шарма, Прасанна, Асваль для прикладу / дослідження з питань економічного прогнозування, тобто управління ланцюгами поставок.

Наші методи можуть бути використані для кількісного визначення змісту інформації та невизначеності, у обмежених регіонах, у надійній оптимізаційній системі. Ми показуємо застосування в управлінні ланцюгами поставок в умовах майбутньої невизначеності.

в основному ідея полягає в тому, що політоп може моделювати "майбутній сценарій" параметрів конфігурації управління ланцюгом поставок. невизначеність (або «помилка») в моделі оцінки / береться пропорційно обсягу багатогранника (S). див. слайди 3,4. це дозволяє:

  • кількісна оцінка невизначеності
  • генерація еквівалентної інформації
  • допомога в аналізі що-якщо

Дякую. Ці приклади є приємними, але мені все ще важко повірити, що саме вони мають на увазі, коли люди кажуть, що оцінка об'єму високовимірного опуклого тіла є одним із найважливіших застосувань методу Ланцюга Маркова Монте-Карло.

погодився, що приклад на слайдах - "розмір іграшки", що стосується # розмірів, але, можливо, деякі проблеми управління ланцюгом постачання мають великі розміри на практиці. також цей напрямок досліджень, здається, підказує мені, що він може мати певне застосування в деяких формах обміну даними.
— vzn

2

ось ще один кут виявився під час якогось онлайн-розслідування. Беркофф багатогранник має багато глибоких теоретичних властивостей і відноситься до , наприклад , удосконалювати паросполучення на графіках, але обсяг розрахунки по ним дуже важко навіть для низького , наприклад , як в цьому дослідженні Бека і Pixton . більш прямий / чудовий TCS-зв'язок виникає в тому, що відносно недавній документ пропонує міру складності графіка на основі обчислень на політопі Біркофа. нBnn

Політопи Birkhoff , теплові ядра та складність графіка Франсіско Есколано, Едвін Р. Хенкок, Мігель А. Лозано, 2008

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.