決定論的計算と非決定論的計算
クラスを理解するには P そして NP、最初に計算モデルを知る必要があります。したがって、この章では、2つの重要な計算モデルについて説明します。
決定論的計算とクラスP
決定論的チューリングマシン
これらのモデルの1つは、決定論的な1テープチューリングマシンです。このマシンは、有限状態制御、読み取り/書き込みヘッド、および無限シーケンスの双方向テープで構成されています。
以下は、決定論的な1テープチューリングマシンの概略図です。
決定論的チューリングマシンのプログラムは、次の情報を指定します-
- テープシンボルの有限セット(入力シンボルと空白シンボル)
- 状態の有限集合
- 遷移関数
アルゴリズム解析では、決定論的な1テープチューリングマシンによって問題が多項式時間で解ける場合、その問題はPクラスに属します。
非決定論的計算とクラスNP
非決定性チューリングマシン
計算上の問題を解決するための別のモデルは、非決定性チューリングマシン(NDTM)です。NDTMの構造はDTMに似ていますが、ここでは、1つの書き込み専用ヘッドに関連付けられた推測モジュールと呼ばれる追加のモジュールが1つあります。
以下は概略図です。
問題が非決定性チューリングマシンによって多項式時間で解ける場合、問題はNPクラスに属します。