Μετάβαση στο περιεχόμενο

Υπολογιστική Πολυπλοκότητα — Φεβρουάριος 2022 — Θέματα (18/2/2022)

Μεταγραφή της φωτογραφίας IMG_7872.jpg της εξέτασης της 18/2/2022.

IMG_7872.jpg

ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΠΟΛΥΠΛΟΚΟΤΗΤΑ» - 18/2/2022 Διάρκεια Εξέτασης (2 ώρες)

  1. (2 μονάδες) Να αποδείξετε ότι για όλες τις NP-πλήρεις γλώσσες A, B, C, A ≤_p B and B ≤_p C ⇒ A ≤_p C (όπου με ≤_p αναπαριστούμε την αντίστοιχη αναγωγή πολυωνυμικού χρόνου).

  2. (2 μονάδες) Μία κυκλική TM είναι μία TM με μία ταινία άπειρου μήκους προς τη μία κατεύθυνση (δεξιά – όπως δηλαδή και στις κλασσικές TM) με τη διαφορά ότι συμπεριφέρεται διαφορετικά στο αριστερότερο άκρο. Όταν η κεφαλή της ταινίας βρίσκεται στο αριστερότερο άκρο και κάνει κίνηση προς τα αριστερά, στην κυκλική TM η κεφαλή μεταφέρεται στο δεξιότερο μη κενό κελί. Να αποδείξετε ότι η κλάση γλωσσών που διαγιγνώσκονται από την κυκλική TM είναι ίδια με την κλάση γλωσσών που διαγιγνώσκονται από την κλασσική TM (δηλαδή, είναι ισοδύναμα μοντέλα).

  3. (2 μονάδες) Έστω η γλώσσα A = {⟨M⟩ | η L(M) περιέχει τη λέξη "CEID"}. Να αποδείξετε ότι η A είναι μη-διαγνώσιμη (μπορείτε – αν και δεν είναι υποχρεωτικό – να κάνετε αναγωγή από το πρόβλημα της ΑΠΟΔΟΧΗΣ, σύμφωνα με το οποίο το πρόβλημα του να βρούμε αν μία λέξη w γίνεται αποδεκτή από μία Turing μηχανή M είναι μη-διαγνώσιμο).

  4. (2 μονάδες – έχει αρνητική βαθμολόγηση −0,2 ανά λάθος) Να αναφέρετε αν οι παρακάτω προτάσεις είναι Σωστές (Σ) ή Λάθος (Λ) χωρίς αιτιολόγηση.

i. Έστω N μία ανταιτιοκρατική TM που τρέχει σε χρόνο t(n) και διαγιγνώσκει τη γλώσσα L. Τότε υπάρχει μία αιτιοκρατική TM, D, που σε (542)^{O(t(n))} βήματα διαγιγνώσκει τη L. ii. Η κλάση των NP-πλήρων προβλημάτων εμπεριέχεται στην κλάση των NP-δυσχερών προβλημάτων. iii. Δοθέντος ενός υπερυπολογιστή με 100TB συνολική μνήμη και ενός προγράμματος για αυτόν, μπορούμε να διαγνώσουμε αν το πρόγραμμα τερματίζει. iv. Αν SAT ∈ P τότε και co-SAT ∈ P. v. Το αλφάβητο ταινίας Γ μίας TM μπορεί να έχει το πολύ ένα σύμβολο παραπάνω από το αλφάβητο εισόδου Σ. vi. Μία TM δεν μπορεί να γράψει το σύμβολο «κενό».

  1. (2 μονάδες) Έστω το πρόβλημα ΔΙΠΛΟ_SAT = {⟨φ⟩ | ο λογικός τύπος φ έχει τουλάχιστον δύο αληθοποιούς τιμοδοσίες}. Να αποδείξετε ότι το πρόβλημα ΔΙΠΛΟ_SAT είναι NP-πλήρες (Υπόδειξη: μπορείτε να κάνετε την αναγωγή από το πρόβλημα SAT που είναι NP-πλήρες).

  2. (2 μονάδες) Δώστε τη σχέση (αν περιέχονται ή είναι ίσες) των παρακάτω κλάσεων πολυπλοκότητας: [δυσανάγνωστο]CE, NP, co-NP, NPC, co-NPC, NPSPACE, co-P. (Μπορείτε να την δώσετε [δυσανάγνωστο]· αρκεί να αναφέρετε τους αυστηρούς εγκλεισμούς. NPC: η κλάση των [δυσανάγνωστο].)

  3. [δυσανάγνωστο, αριθμός κομμένος] [Δ]είξετε ότι αν NP ≠ co-NP τότε κανένα NP-πλήρες πρόβλημα δεν μπορεί να [δυσανάγνωστο] co-NP-πλήρες πρόβλημα δεν μπορεί να ανήκει στο NP.

[Λείπει από τη φωτογραφία: τμήμα της διατύπωσης στο δεξί άκρο της σελίδας· δυσανάγνωστο]

Καλή Επιτυχία!!!

Επιπλέον πηγές χωρίς μεταγραφή εδώ (λύσεις → 2022-02.solutions.md, ή διπλότυπες φωτογραφίες της ίδιας σελίδας): IMG_6114.png (διαφάνεια «Θέμα (Επί Διπλώματι 2022)» με διαφορετική διατύπωση του ερωτήματος 2· δεν είναι φωτογραφία της ίδιας σελίδας και δεν μεταφέρθηκε).


✖ Βρήκα λάθος στη μεταγραφή