Теоретический семинар (осень 2011)

15, 22 декабря, четверг, 17-00, к.203 (ПОМИ РАН)

А. Витвицкий

Анализируется эффективность алгоритма случайного блуждания на случайных 3-КНФ формулах. Доказывается линейная верхняя граница на время работы этого алгоритма с плотностью дизъюнктов меньше 1.63. В доказательстве вводиться простое, но мощное средство анализа таких алгоритмов – понятие терминатора, взвешенного выполняющего набора. Показывается что любая КНФ формула имеющая терминатор небольшого веса, решается алгоритмом случайного блуждания за линейное время. Естественно встает вопрос о «терминальном пороге» - максимальной плотности дизъюнктов, для которой с большой вероятностью существует терминатор. Показывается что порог для эвристики свободного литерала (1.63) является нижней границей для терминального порога. Одно из свойств терминаторов то, что они могут быть эффективно найдены с помощью линейного программирования, что представляет эффективно вычислимый сертификат линейного времени работы простого алгоритма случайного блуждания.

Mikhail Alekhnovich, Eli Ben-Sasson. Linear Upper Bounds For Random Walk On Small Density Random 3-CNFs.

8 декабря, четверг, 17-00, к.203 (ПОМИ РАН)

Д. Сердюк

Графические модели: фактор-графы

На данной лекции будет введено понятие фактор-графа, маргинальных функций, соответствующих данной функции. Далее будет рассмотрен sum-product алгоритм для вычисления всех маргмнальных фунуций. В конце будет продемонстрировано, каким образом фактор-графы были применены для рейтинговой системы TrueSkill.

F.Kschischang Factor Graps and the Sum-Product Algorithm.
R.Herbrich, T.Minka, T.Graepel TrueSkill: A Bayesian Skill Rating System.

1 декабря, четверг, 17-00, к.203 (ПОМИ РАН)

Байесовские сети

В докладе будет дано определение байесовской сети, введено понятие d-separation, показаны некоторые свойства графов и соответствующих им распределений.

R. Neapolitan. Learning Bayesian Networks

24 ноября, четверг, 17-00, к.203 (ПОМИ РАН)

Д. Тугарёв

О полных односторонних функциях

Будут представлены полные односторонних функции, основаннные на:

  • задаче поиска замощения;
  • полусистемах Туэ;
  • задаче Поста.

Будут формально представлены свойства, которыми должна обладать комбинаторная задача, чтобы на её основе можно было построить полную односторонюю функцию.

А.А.Кожевников, С.И. Николенко Проблемы передачи информации 2009 Вып.2 Т.45 О полных односторонних функциях.

17 ноября, четверг, 17-00, к.203 (ПОМИ РАН)

В. Опарин

Priority Branching Trees. Lower bounds for schedule and knapsack problems

Priority Branching Tree (pBT) --- модель вычисления, предназначенная для оценки времени работы бэктрекинга и алгоритмов на основе динамического программирования.
В докладе буду показаны нижние оценки на pBT для задачи о рюкзаке и составлении расписаний.

Alekhnovich, Borodin, Buresh-Oppenheim, Impagliazzo, Magen, Pitassi "Toward a Model for Backtracking and Dynamic Programming"

10 ноября, четверг, 17-00, к.203 (ПОМИ РАН)

А. Бешéнов

Оценка на числа Бетти полуалгебраических множеств, определенных над квадратичными отображениями

3 ноября 2011 г.

Пусть $R$ — вещественно замкнутое поле, а $Q\colon R^n \to R^k$ — квадратичное отображение. Пусть заданы $s$ полиномов от $k$ переменных $Y_1, \ldots, Y_k$, каждый степени не более $d$:

$$\mathcal{P} \mathrel{\mathop:}= \{ p_1, \ldots, p_s \},\quad p_i \in R [Y_1, \ldots, Y_k],\quad\deg p_i \le d.$$

Пусть также имеется бескванторная булева формула $S (Y_1, \ldots, Y_k)$, атомы которой имеют вид

$$p_i (Y_1, \ldots, Y_k) \mathop{\triangleleft_j} 0, \quad \triangleleft_j \in \{ <, \le, = \}.$$

Рассмотрим полуалгебраическое множество

$$\mathcal{X} \mathrel{\mathop:}= \{ (x_1, \ldots, x_n) \in R^n \mid S (Q (x_1, \ldots, x_n)) \}.$$

Тогда сумму чисел Бетти $b (\mathcal{X}) \mathrel{\mathop:}= \sum_i b_i (\mathcal{X})$ можно оценить через параметры $n$, $k$, $s$, $d$ как

$$b (\mathcal{X}) \le (s\,d\,n)^{O(k)}.$$

Доклад по текущей работе докладчика в сотрудничестве с Д. Пасечником (Nanyang Technological University, Singapore) и Д. Григорьевым (Centre national de la recherche scientifique, Paris).

27 октября, четверг, 17-00, к.203 (ПОМИ РАН)

А. Тимофеев

Монотонные схемы: односторонние функции и псевдослучайные генераторы

На докладе будет разобрана одноименная статья Oded Goldreich и Rani Izrak.
(в свободном доступе: http://www.wisdom.weizmann.ac.il/~oded/PDF/mono-cry.pdf)

Основными результатами являются:

  • существование односторонней функции, вычислимой полимиальной монотонной схемой,
  • псевдослучайные генераторы не являются монотонными функциями.

(Оба результата сформулированы при условии существования данных объектов.)

Напомним, что при выполнении некоторых утверждений данные объекты могут быть вычислены схемами из NC0. Что оказывается неверно для класса монотонных схем.

20 октября, четверг, 17-00, к.203 (ПОМИ РАН)

И. Близнец

Новый алгоритм для FormulaSAT и нижняя оценка Субботовской

Будет рассказана идея с помощью которой можно получить нижнюю оценку на размер формулы (Субботовская), а также использующаяся для доказательства оценки сверху на время работы алгоритма для FormulaSAT.

13 октября, четверг, 17-00, к.203 (ПОМИ РАН)

А. Головнёв

Точные и приближённые алгоритмы решения задачи о коммивояжёре (TSP)

  1. Постановка задачи, различные вариации задачи, NP-сложность задач.
  2. Точные алгоритмы решения TSP.
    1. Алгоритм на основе экспоненциального метода "разделяй и властвуй" (O*(4^n * n^logn), полиномиальная память).
    2. Мемоизация (O*(3^n), экспоненциальная память).
    3. Алгоритм Хелда-Карпа (динамическое программирование, O*(2^n),
      экспоненциальная память).
    4. Алгоритм на основе формулы включений-исключений (O*(2^n*C),
      память O*(C)).
  3. Приближённые алгоритмы решения TSP.
    1. Результаты о неприближаемости задачи о коммивояжёре.
    2. Метрический TSP, дерево Штейнера.
    3. Жадный алгоритм для метрического TSP (ratio=O(logN)).
    4. Алгоритм на основе MST для метрического TSP (ratio=2).
    5. Алгоритм Кристофидеса для метрического TSP (ratio=1.5).
  4. Асимметрический TSP.
    1. Точные алгоритмы.
    2. Приближённые алгоритмы.
    3. logN-приближенный алгоритм для асимметрического TSP.
  5. Новые приближённые алгоритмы для частных случаев метрического TSP.

6 октября, четверг, 17-00, к.203 (ПОМИ РАН)

М. Гладких

Вычисление редакционного расстояния между деревьями на основе стягивания вершин

На семинаре будет введена новая метрика в пространстве филогенетических деревьев и будут представлены 2 алгоритма её вычисления вместе с интересными подзадачами.