Transzcomputing probléma

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2017. december 4-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 7 szerkesztést igényelnek .

A  transzszámítási probléma a számítási komplexitás elméletében olyan feladat , amely több mint 10 93 bitnyi információ feldolgozását igényli [1] . A 10 93 szám , amelyet " Bremermann-határnak " neveznek , egy feltételezett Föld méretű számítógép által feldolgozott bitek teljes száma a lehető legnagyobb sebességgel , a Föld teljes élettartamával megegyező időtartam alatt [1] [2 ] . A "transzcomputing" kifejezést Bremermann javasolta [3] .

Példák átszámítási problémákra

Az utazó eladó probléma

Az utazó eladó feladata, hogy megtalálja a módját egy adott városlista megkerülésének, amelynek minimális költsége van. A bejáró útvonalnak minden várost pontosan egyszer meg kell látogatnia, és vissza kell térnie a kiinduló városba. Ha n város van a listában , akkor a lehetséges kitérők száma n ! . Mert 66! hozzávetőlegesen egyenlő: 5,443449391×10 92 és 67! ≈ 3,647111092×10 94 , az összes lehetséges útvonal ellenőrzésének problémája n > 66 esetén transzszámítógépessé válik .

Integrált áramkör tesztelése

A 308 bemenetes, 1 kimenetes integrált áramkör összes kombinációjának teljes teszteléséhez 2308 bemeneti kombináció tesztelése szükséges. Mivel a 2308-as szám transzszámítógép , egy ilyen integrált áramköri rendszer tesztelése transzszámítási probléma. Ez azt jelenti, hogy nincs mód a séma nyers erőltetésére az összes bemenetre [1] [4] .

Minta felismerés

Tekintsünk egy sakktáblaszerű mintát ábrázoló q × q tömböt, amelyben minden négyzet lehet k szín egyike. A lehetséges minták teljes száma k n , ahol n = q 2 . A minták bármely kiválasztott kritérium szerinti legjobb besorolásának meghatározása megoldható az összes lehetséges színminta felsorolásával. Két szín esetén az ilyen keresés transzszámítógépessé válik, ha a tömb mérete 18 × 18 vagy nagyobb. Egy 10×10-es tömb esetén a probléma transzcomputációsvá válik, ha a színek száma 9 vagy több [1] .

Ez a feladat a retina fiziológiájának vizsgálatához kapcsolódik . A retina körülbelül egymillió fényérzékeny sejtből áll. Még ha egy sejtnek csak 2 lehetséges állapota van, a retina állapotának egészének feldolgozása több mint 10 300 000 bit információ feldolgozását igényli. Ez messze meghaladja a Bremermann-határt [1] .

A rendszerelemzés problémája

Egy n változóból álló rendszernek, amelyek mindegyike k lehetséges állapotot vehet fel, k n lehetséges állapota lehet. Egy ilyen rendszer elemzéséhez legalább k n bitnyi információ feldolgozása szükséges. A feladat transzcomputationalssá válik, ha k n > 10 93 . Ez történik a következő k és n értékekkel [1] :

k 2 3 négy 5 6 7 nyolc 9 tíz
n 308 194 154 133 119 110 102 97 93

Következmények

A valós átszámítási problémák megléte a számítógépek mint adatfeldolgozási eszközök korlátait eredményezi. A számítási teljesítmény egyszerű növelése nem képes megoldani a számos lehetséges helyzet feldolgozását igénylő problémákat [2] .

A sci-fiben

Douglas Adams The Hitchhiker's Guide to the Galaxy című könyvében egy transzszámítási problémát oldottak meg, amely megválaszolja az "élet, az univerzum és minden fő kérdését" (a válasz köztudottan 42 ).

Lásd még

Jegyzetek

  1. 1 2 3 4 5 6 Klir, George J. A rendszertudomány szempontjai  (határozatlan) . — Springer, 1991. - S. 121-128. — ISBN 9780306439599 .
  2. 1 2 Bremermann, HJ (1962) Optimalizálás evolúción és rekombináción keresztül In: Self-Organizing systems 1962, szerkesztette MC Yovitts et al., Spartan Books, Washington, DC pp. 93-106.
  3. Heinz Muhlenbein Algoritmusok, adatok és hipotézisek: Tanulás nyitott világokban . Német Nemzeti Számítástechnikai Kutatóközpont. Letöltve: 2011. május 3. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 8..
  4. Miles, William Bremermann határa . Letöltve: 2011. május 1. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 8..