AC (Komplexitätsklasse)

In der Komplexitätstheorie, speziell der Schaltkreiskomplexität, ist AC eine Komplexitätsklasse und ACⁱ eine Hierarchie von Komplexitätsklassen. Für jedes <math>i \in \N</math> enthält ACⁱ die formalen Sprachen, die von Schaltkreisfamilien mit Tiefe <math>O(\log^i n)</math>, polynomieller Größe, und Und- und Oder- mit unbeschränktem Fan-In und eventuell Nicht-Gattern an den Eingängen erkannt werden. Die Klasse AC ist dann definiert als

<math>\mbox{AC} = \bigcup_{i \geq 0} \mbox{AC}^i.</math>

Der Name AC wurde in Analogie zu NC gewählt, wobei A für „alternierend“ steht, was sich sowohl auf die Alternation zwischen Und- und Oder-Gattern in AC-Schaltkreisen als auch auf alternierende Turingmaschinen bezieht.

Die kleinste AC-Klasse ist AC⁰, in der Sprachen liegen, die von Schaltkreisen konstanter Tiefe erkannt werden. Es gilt <math>AC^0 \subsetneq AC^1</math>; ansonsten ist unbekannt, ob die Hierarchie echt ist.

Für jede natürliche Zahl p bezeichnet ACⁱ[p] oder ACCⁱ[p] die Klasse der Probleme, die von ACⁱ-Schaltkreisen plus Modulo p-Gattern erkannt werden. Ein Modulo p-Gatter gibt dabei genau dann 1 aus, wenn die Zahl der Eingaben mit Wert 1 nicht durch p teilbar ist. Die Klassen ACCⁱ sind ähnlich definiert und erlauben beliebige Modulo-Gatter.

Bezug zu anderen Klassen

Die NC-Klassen sind ähnlich definiert, erlauben aber nur Schaltkreisfamilien, deren Gatter konstanten Fan-In haben. Die TC-Klassen erweitern die Definition von AC durch Majority-Gatter. Für jedes i gilt:

<math>\mbox{NC}^i \subseteq \mbox{AC}^i \subseteq \mbox{AC}^i[p] \subseteq \mbox{ACC}^i \subseteq \mbox{TC}^i \subseteq \mbox{NC}^{i+1}.</math>

Daraus folgt NC = AC = TC = ACC.

Literatur

• Stasys Jukna: Boolean function complexity. Advances and frontiers. Springer, 2012, ISBN 978-3-642-24507-7. 
• Heribert Vollmer: Introduction to Circuit Complexity: a Uniform Approach. Springer Verlag, 1999, ISBN 3-540-64310-9. 

Weblinks

• AC. In: Complexity Zoo. (englisch)