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論理関数の複雑さの下限導出問題に対する極限組み合わせ論的アプローチ

Research Project

Project/Area Number 17700001
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Fundamental theory of informatics
Research InstitutionGunma University (2006)
Tohoku University (2005)

Principal Investigator

天野 一幸  群馬大学, 工学部, 助教授 (30282031)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywords計算量理論 / 論理関数 / 論理回路 / 計算複雑さ / 下界 / 複雑さ / 線形計画法 / 二分決定グラフ
Research Abstract

本研究は,計算機科学分野において数十年来の難問とされている,論理関数の複雑さの下限を導出する手法の開発を目指したものである.本研究により得られた結果は以下の通りである.
1.順序付決定二分木と呼ばれる論理関数の表現手法において,基本的演算である乗算を表する際に必要となるサイズに関して,従来知られるものより,優れた上界を得た.また,計算機実験によって,この上限が最適であることを強く示唆する結果を得た.
2.論理関数を論理回路で表現する際のサイズについて,2次形式と呼ばれる性質を満たす論理関数に対する単調論理回路モデルを用いたケースに関して検討を行った.この結果,この種の関数を計算する回路サイズと回路構造に関するいくつかの知見が得られた.また,ある種の構造を持つ回路において表現サイズが大きくなるような関数を特徴付ける,幾つかの組み合わせ論的性質を明らかにした.
3.否定素子の使用個数を限定した論理回路モデルにおいて,入力にある種の制限を設けた場合のソーティングあるいは,反転回路のサイズに関する検討を行った.その結果,2値入力を先頭から読んだ場合の値の反転数が十分小さな場合には,否定素子の個数を小さな数に抑えても,線形サイズでこれを実現する回路が構成可能であると結果などを得た.
加えて,論理式モデルにおける表現サイズを半正定置計画問題に帰着する手法に対する詳細な解析や,ある種の木構造をもつ表現形式における最適な情報伝達経路の構成法に関する成果等も得られた.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (9 results)

  • [Journal Article] Better Upper Bounds on the QOBDD Size of Integer Multiplication2007

    • Author(s)
      K.Amano, A.Maruoka
    • Journal Title

      Discrete Applied Mathematics 155

      Pages: 1224-1232

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] On the Monotone Circuit Complexity of Quadratic Boolean Functions2006

    • Author(s)
      K.Amano, A.Maruoka
    • Journal Title

      Algorithmica 46・1

      Pages: 3-14

    • NAID

      110003206393

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] On the Negation-Limited Circuit Complexity of Sorting and Inverting K-tonic Sequences2006

    • Author(s)
      T.Sato, K.Amano, A.Maruoka
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science 4112

      Pages: 104-115

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] On the Monotone Circuit Complexity of Quadratic Boolean Functions2006

    • Author(s)
      Kazuyuki Amano
    • Journal Title

      Algorithmica (発表予定)

    • NAID

      110003206393

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] On Learning Monotone Boolean Functions under the Uniform Distribution2006

    • Author(s)
      Kazuyuki Amano
    • Journal Title

      Theoretical Computer Science 350・1

      Pages: 3-12

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Superpolynomial Lower Bound for a Circuit Computing the Clique Function with at most 1/6loglogn Negation Gates2005

    • Author(s)
      Kazuyuki Amano
    • Journal Title

      SIAM Journal on Computing 35・1

      Pages: 201-216

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Monotone Boolean Functions with s Zeros Farthest from Threshold Functions2005

    • Author(s)
      Kazuyuk i Amano
    • Journal Title

      Discrete Mathematics and Theoretical Computer Science Vol.AE

      Pages: 11-16

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] On the Complexity of Depth-2 Circuits with Threshold Gates2005

    • Author(s)
      Kazuyuki Amano
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science 3618

      Pages: 107-118

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Tighter Bounds on the OBDD Size of Integer Multiplication2005

    • Author(s)
      Kazuyuki Amano
    • Journal Title

      Proc. 4^<th> Japanese-Hungarian Symposium on Discrete Mathematics and Its Applications 4

      Pages: 9-15

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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