Contribution à la théorie de la complexité algorithmique : problèmes de contraintes, complétude et résultats de classification, complexité structurelle

• Auteur / Autrice : Philippe Chapdelaine
• Direction : Étienne Grandjean
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Algorithmes

Théorie des modèles

Optimisation combinatoire

Galois, Correspondances de

Contraintes (intelligence artificielle)

Complexité de calcul (informatique)

Résumé

Cette thèse se divise en deux parties indépendantes ayant comme point commun la théorie de la complexité algorithmique. Dans la première partie, nous étudions la complexité des problèmes de satisfaction de contraintes. Nous montrons que celle-ci est fortement liée au pouvoir d'expression des contraintes, et que celui-ci peut être déterminé, grâce à une correspondance de Galois, par les propriétés de clôture de ces contraintes. Dans le cas booléen, la structure de ce système de clôture étant connue, nous en déduisons des classifications complètes de la complexité des problèmes de l'audit et du comptage pour les requêtes conjonctives. Nous donnons également, par une technique constructive, la classification de la complexité de la recherche locale pour la satisfaisabilité des contraintes booléennes. Dans la deuxième partie, nous nous intéressons à la classe de complexité du temps linéaire non déterministe, NLIN. Nous étudions des raffinements de celle-ci, notamment les classes obtenues en bornant l'espace. Nous montrons qu'elles contiennent de nombreux problèmes naturels, et nous donnons, pour ces classes, des caractérisations logiques et des problèmes complets. Dans un deuxième temps, nous détaillons la structure interne de NLIN. Nous établissons que, sous certaines hypothèses, il existe une infinité de niveaux de réductions linéaires incomparables entre le niveau du temps linéaire déterministe et celui des problèmes NLIN-complets. Nous développons également la notion d'isomorphie linéaire permettant de préciser la notion d'équivalence linéaire en montrant que des problèmes sont, non seulement de même complexité, mais également structurellement identiques.