“定义依赖 布尔电路、规模与深度 以及 电路族一致性。其层级 $NC^1,NC^2,\ldots$ 按对数深度指数细分,并通过 并行复杂度包含链 与 L、NL、P 对照。”
形式陈述 ​
对标准的对数空间一致、有界扇入电路族,
直觉
并行包含链把低空间与浅电路联系起来:对数空间算法只能保留少量状态,却可反复读取输入;浅电路则允许大量门并行工作。配置图把两种资源模型接到同一个可达性问题上,使小空间机器能展开为多项式规模电路,浅一致电路又能用有限空间逐门求值,低空间计算因而可转写成多对数深度的并行计算。NC 位于“高效并行”一侧,P 位于“高效串行”一侧;是否二者相等未知,因此 P 完全性常被当作本质串行性的证据而非定理。
例子与边界
这条链依赖一致性约定;非一致电路可能把难以计算的信息直接编码进电路族。
若把 AC 纳入比较,常见的细化关系为
具体链随 uniformity、fan-in 和类的定义略有版本差异,不能只看符号名称。
推论与应用
该链把“内存很少”“可高度并行”和“多项式时间”放到同一坐标系中,也是用 P 完全性解释问题可能难以有效并行化的基础。
NC、L、NL 与 P 共同构成并行复杂度坐标。一致性 是把电路链与机器链对齐的关键,P 完全问题则用于检验某个多项式时间任务是否可能落入 NC。
参考资料
- Raymond Greenlaw, H. James Hoover, and Walter L. Ruzzo, Limits to Parallel Computation: P-Completeness Theory, Oxford University Press, 1995,Chs. 2–4。
- Sanjeev Arora and Boaz Barak, Computational Complexity: A Modern Approach, Cambridge University Press, 2009,Chs. 4 and 6。