证明线性有界自动机 LBA ⊂ PSPACE 在 TOC 中?

线性有界自动机 (LBA) 是图灵机的受限形式,其中输入磁带是有限的。

例子

证明 LBA ⊂ PSPACE

PSPACE 是上下文相关语言集的超集。

现在证明 LBA=PSPACE,

我们使用磁带缩减空间压缩定理,它指出,

对于每一个 k 带S(n)空间有界离线图灵机 M 和常数 c>0,存在一个单带cS(n)空间有界离线图灵机 N 使得L(M)= L(N)。

以下身份适用于 -

DSPACE( S(n))=DSPACE(O( S(n)))

和 NSPACE( S(n))=NSPACE(O( S(n)))

由于 LBA 是单带 n 空间有界图灵机,因此它遵循 -

LBA= NSPACE(n)---------------------(1)

现在根据萨维奇定理,如果 S 是完全空间可构造的并且S(n)>log(n)那么

NSPACE( S(n)) ⊆DSPACE(S^{2}(n)) -------------(2)

最终证明

LBA= NSPACE(n)......by(1)

⊆DSPACE(n^{2})........by(2)

⊂DSPACE(n^{3})........根据空间层次定理

⊆PSPACE

Space Hierarchy 然后需要S(n)它是完全可以空间构建的。