Synkroniseringsord

I datalogi , mere præcist, i teorien om deterministiske endelige automater (DFA), kortlægger synkroniseringsordet (eller kontraktionssekvensen ) i automatens input-alfabet alle dets tilstande til den samme tilstand [1] . Det vil sige, at hvis et ord starter på ensemblet af alle automatens tilstande og passerer gennem alle orienterede buer med samme hastighed, vil alle stier ende samtidigt i samme tilstand. Ikke alle DFA har et synkroniseringsord, for eksempel kan en DFA med to tilstande og cyklusser af længde to aldrig synkroniseres.

Problemet med at estimere længden af ​​et synkroniseringsord har en lang historie og er blevet stillet uafhængigt af flere forfattere, men er blevet almindeligt kendt som Cherny-formodningen. I 1964 foreslog Jan Czerny [1] , at (N - 1) 2 er en skarp øvre grænse for længden af ​​det korteste synkroniseringsord for enhver DFA med N tilstande og K flerfarvede udgående kanter fra hvert toppunkt (en DFA med en komplet overgangsgraf). Cerny fandt tilbage i 1964 en klasse af automater (med antallet N af tilstande for ethvert naturligt N), hvis korteste synkroniseringsord har denne længde. Den bedst kendte øvre grænse for denne længde i dag er (N 3  - N) / 6 og langt fra den nedre grænse.

For en N-tilstand DFA over et alfabet på K tegn, finder David Epsteins algoritme synkroniseringsordet i O (N 3 + n 2 k) tid og O(n 2 ) [2] hukommelsesplads . Dette papir beviser også NP-fuldstændigheden af ​​at finde et synkroniseringsord med minimum længde.

Vejfarveproblemet er problemet med at farve kanterne af en regulær rettet graf med symbolerne (farverne) af et input-alfabet af K-symboler (hvor K også er udgraden af ​​hvert toppunkt) for at danne en synkroniseret DFA. Benjamin Weiss og Roy Adler formodede i 1970, at enhver stærkt forbundet digraf med en konstant udgrad af hvert vertex og en største fælles divisor af længderne af alle cyklusser lig med én har en synkroniserende farve [3] . Deres formodning blev bevist i 2007 af Abram Trakhtman [4] .

Noter

  1. 1 2 Černý, J. (1964), "Poznámka k homogénnym eksperimentom s konecnými automatami", Matematicko-fyzikálny Časopis Slovenskej Akadémie Vied 14: 208-216. (slovakisk)
  2. Eppstein, David (1990), "Reset Sequences for Monotonic Automata", SIAM Journal on Computing 19: 500-510
  3. Adler, R.L.; Weiss, B. (1970), "Similarity of automorphisms of the torus", Memoires of the American Mathematical Society 98.
  4. Trahtman, Avraham (2007), The road coloring problem, Israel J. of Math. , 172(1), 2009, 51-60.