1er décembre 2015 | Machines de TuringNotes de cours : le chapitre correspondant du livre de Sipser Définition Variantes : plusieurs rubans, non-déterminisme Langage accepté/décidé Classes R et RE Lemme de König pour montrer que la notion de langage décidé est la même sur les machines déterministes et non-déterministes Activité : quelques exercices du chapitre du livre de Sipser |
11 décembre 2015 | Fonctions récursivesnotes de cours De quoi s'amuser avec les fonctions récursives Notre but est de construire une classe de fonctions qui correspond à ce que l'on définirait comme calculable avec une machine (cerveau, ordinateur etc.).I) Fonctions récursives primitives Au début, nous avons
construit l'ensemble des fonctions
primitives récursives. On a introduit les schémas primitifs.
Avec tout cela, on peut exprimer plein de choses : sommes, produits, minimisation bornée.
Cette classe de fonctions correspond à tout ce qu'on peut exprimer en Bucle
(un langage avec des boucles "répéter f(n) fois" et des définitions de
fonctions, mais on n'a pas le droit à la récursivité). Les algorithmes
écrits terminent tous.
II) LimitesOn a vu que l'on peut simuler de la récursivité multiple (Fibonacci). On peut aussi simuler des structures de données pour des listes. Les opérations de base (extraire la tête, la queue etc. sont récursives primitives). Avec le procédé de diagonalisation de Cantor,
et en utilisant une énumération que l'on peut effectivement mécaniser,
on construit une fonction qui a l'air calculable, mais qui n'est pas
primitive.
III) Fonctions récursives partielles (et totales)On introduit alors
les fonctions
récursives partielles via la minimisation non bornée. Le
seule moyen de les rendre totales est d'utiliser des prédicats sûrs. Au
niveau langage de programmation, on peut introduire le Mucle
(en rajoutant des boucles mu). Les fonctions récursives totales sont
les fonctions Mucle dont on a une garantie qu'elle termine et les
fonctions récursives partielles correspondent à toutes les fonctions
que l'on peut écrire en Mucle. Si on réapplique le diagonalisation de Cantor aux fonctions récursives totales, on obtient une fonction... mais qui n'a pas l'air calculable. Peut-on décider si un prédicat est sûr ? Avec quel formalisme le prouver ? On a l'impression que l'on a atteint les limites. C'est la thèse de Church-Turing : c'est l'hypothèse qu'il y ait une correspondance entre les fonctions récursives totales et ce que l'on peut calculer avec une machine réelle (ordinateur, cerveau etc.). 15 décembre 2015 |
IV) Equivalence entre fonctions récursives et machine de Turing
Compilateur fonctions récursives vers machines de Turing
|
Indécidabiliténotes de cours Rappel sur les problèmes de décision : tryptique : présentation entrée/sortie, langage, prédicat Liens entre R et RE Théorème de l'arrêt Réductions Théorème de Rice Problème de correspondance de PostVacances |
| mardi 5 janvier 2016, 13h30-15h30 |
NP-complétudePoly sur la NP-complétude Introduction informelle à la notion de non-déterminisme pour les problèmes de recherche : jeu à un joueur Définitions des classes de complexité : P, EXPTIME, NP Réduction polynomiale et NP-dureté. SAT. Théorème de Cook. 3SAT, 3-COLORING Discussions Exemple de réductionsvendredi 8 janvier 2016, 13h30-15h30 |
ENSEMBLE INDEPENDANT est NP-complet (démonstration complète : dans NP, NP-dur)
|
Classes de complexitéPoly sur les classes de complexité TIME(f), SPACE(f), NTIME(f), NSPACE(f). PSPACE, NSPACE Théorème de Savitch. Formules booléenne quantifiée. TQBF est PSPACE-completvendredi 22 janvier 2016, 13h30-15h30 |
Panorama sur le programme de l'agrégationModel checking logique du premier ordre Universalité d'une expression rationnelle P != EXPTIME LOGSPACE et NLOGSPACE Discussion autour des problèmes de décision en logique, en langages formels, en programmation linéaire, etc. |