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同名人口协议:使用少量标识符提供小计算空间

计算复杂性 2019-02-21 v2

摘要

Angluin 等人引入了人口协议模型,在该模型中,n 个被动移动的匿名有限状态智能体通过两两交互,稳定地计算其输入多重集上的谓词。Guerraoui 和 Ruppert 将该模型扩展为社区协议模型,其中智能体具有唯一标识符,但只能存储有限数量的其已知晓的标识符。人口协议模型只能计算半线性谓词,而在社区协议模型中,整个智能体社区集体提供了具有 O(nlogn)O(n \log n) 空间的图灵机的能力。我们考虑了上述模型的变体,并得到了一个涵盖并扩展已知结果的完整图景:通过考虑同名情况,即多个智能体可能共享同一标识符的情况,我们提供了一个从无标识符(即所有智能体共享一个标识符,即人口协议模型)到唯一标识符(即社区协议模型)的层级结构。我们特别得出,任何空间为 O(logO(1)n)O(\log^{O(1)} n) 的图灵机都可以用至少 O(logO(1)n)O(\log^{O(1)} n) 个标识符来模拟,这一结果填补了以往所有研究遗留的空白。我们的结果还扩展并重新审视了 Chatzigiannakis 等人提供的关于在有限空间上承载图灵机的人口协议的层级结构,解决了该工作在每智能体空间 o(loglogn)o(\log \log n)(被证明等价于人口协议)和 O(logn)O(\log n)(被证明等价于图灵机)之间遗留的空白问题。

关键词

引用

@article{arxiv.1412.2497,
  title  = {Homonym Population Protocols, or Providing a Small Space of Computation Using a Few Identifiers},
  author = {Olivier Bournez and Johanne Cohen and Mikaël Rabie},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1412.2497},
  year   = {2019}
}

备注

Instead of updating the paper, we actually submitted a new version on arXiv, meaning that this one is not the latest version of our results available on arXiv. (The good version is Homonym Population Protocols [arXiv:1602.03540])