Оценки числа контактных схем и π-схем

Перечислительные оценки для контактных схем зависят от того, какое отношение отождествляет схемы. Для приведённых (1,1)-π-схем сложности не более L от n переменных число попарно неэквивалентных схем не превосходит \((12n)^L\).1

Для всех приведённых (1,1)-контактных схем из неориентированных контактов при тех же ограничениях число попарно неизоморфных схем не превосходит \((8nL)^L\). Это верхние оценки числа классов, а не точное число схем или булевых функций.1

Что важно запомнить
  • Для π-схем число классов функциональной эквивалентности \((12n)^L\).1
  • Для общих КС число классов изоморфизма \((8nL)^L\).1
  • Первая оценка следует из моделирования π-схем формулами с поднятыми отрицаниями.
  • Вторая получается кодированием КС через остовную древовидную структуру и присоединение оставшихся рёбер.
  • Нельзя сравнивать оценки, не указав отношение: эквивалентность и изоморфизм различны.

Какие множества схем оцениваются

Пусть \(U^\pi(L,n)\) — приведённые (1,1)-π-схемы от \(x_{1},\ldots,x_n\) со сложностью не более L, а \(U^K(L,n)\) — аналогичный класс всех неориентированных контактных схем. В лекциях различаются число попарно неизоморфных и число попарно неэквивалентных схем. Второе не превосходит первого.1

Оценка для π-схем

По лемме 6.1 каждой π-схеме сложности ≤L соответствует формула с поднятыми отрицаниями ранга ≤L, реализующая ту же функцию. Отсюда лемма 6.2:

число попарно неэквивалентных схем в \(U^\pi(L,n)\) не превосходит \((12n)^L\). 1

Оценка для общих контактных схем

Для произвольной приведённой КС выбирают остовное дерево, строят связанное наддерево и кодируют его как ориентированное упорядоченное дерево с пометками \(x_i\) или \(\neg x_i\). Затем указывают присоединение рёбер, не вошедших в остов. Такой подсчёт даёт лемму 6.3:

число попарно неизоморфных схем в \(U^K(L,n)\) не превосходит \((8nL)^L\). 1

Главная роль этих оценок — контролировать количество структур ограниченной сложности. Это основа последующих мощностных аргументов.

Пример простыми словами

Оценки \((12n)^L\) и \((8nL)^L\) нельзя сравнивать как два подсчёта одного и того же множества. Первая относится к классам функциональной эквивалентности \(\pi\)-схем, а вторая — к классам изоморфизма общих контактных схем. Дополнительный множитель \(L\) во второй оценке отражает более богатую сетевую структуру общих КС.

Частые ошибки
  • Принимать \((12n)^L\) и \((8nL)^L\) за точные количества. Это только верхние границы.
  • Путать число схем и число реализуемых ФАЛ. Эквивалентные схемы могут быть неизоморфны.
  • Забывать условие приведённости и ограничение \(L(\Sigma)\)≤L.

Другие вопросы

Источники

  1. 1 Ложкин С. А. Лекции по основам кибернетики Вариант 2017 г. (гр. 311–319), глава 2, §6, леммы 6.2–6.3, МГУ, факультет ВМК