FM Janne H. Korhonen väittelee 16.1.2014 kello 12 (Arppeanum, Snellmaninkatu 3, luentosali) aiheesta "Graph and Hypergraph Decompositions for Exact Algorithms". Tutkimus kuuluu tietojenkäsittelytieteen alaan ja erityisesti algoritmiteoriaan. Vastaväittäjänä toimii professori Dieter Kratsch (University of Lorraine, Ranska) ja kustoksena professori Esko Ukkonen (Helsingin yliopisto). Väitöstilaisuus pidetään englanniksi.

Verkko- ja hyperverkkohajotelmia eksakteille algoritmeille

Yksi tietojenkäsittelytieteen perustavista tavoitteista on tehokkaiden algoritmien kehittäminen. Teoreettisesta näkökulmasta algoritmia yleensä pidetään tehokkaana mikäli sen ajoaika riippuu polynomisesti syötteen koosta. On kuitenkin laskennallisia ongelmia, joihin ei ole olemassa polynomiaikaisia algoritmeja. Esimerkiksi NP-kovia ongelmia ei voi ratkaista polynomisessa ajassa, mikäli yleinen vaativuusolettamus P ≠ NP pitää paikkansa. Tästä huolimatta haluaisimme kuitenkin usein ratkaista tällaisia vaikeita ongelmia.

Kaksi yleistä lähestymistapaa vaikeiden, polynomisessa ajassa ratkeamattomien ongelmien tarkkaan ratkaisemiseen on (i) eksponentiaalinen algoritmiikka ja (ii) parametrisoitu algoritmiikka. Eksponentiaaliaikaisessa algoritmiikassa kehitetään algoritmeja, joiden ajoaika on edelleen eksponentiaalinen syötteen koon suhteen, mutta jotka välttävät koko ratkaisuavaruuden läpikäynnin; toisin sanoen, kyse on vähemmän eksponentiaalisten algoritmien kehittämisestä. Parametrisoitu algoritmiikka puolestaan pyrkii eristämään eksponentiaaliaikaisen riippuvuuden ajoajassa syötteen koosta riippumattomaan parametriin.

Tässä väitöstyössä esitetään eksponentiaaliaikaisia ja parametrisoituja algoritmeja erinäisten vaikeiden verkko- ja hyperverkko-ongelmien tarkkaan ratkaisemiseen. Esitetyt algoritmit perustuvat kahteen algoritmiseen tekniikkaan: (i) monilineaarimuotojen evaluoiminen yli erilaisten puolirengaiden ja (ii) kombinatoristen hajotelmien käyttö. Algoritmien lisäksi työssä tarkastellaan näihin tekniikoihin liittyviä vaativuusteoreettisia kysymyksiä, mikä auttaa ymmärtämään tekniikoiden rajoituksia ja toistaiseksi hyödyntämättömiä mahdollisuuksia.

Väitöskirjan saatavuus

Väitöskirjan elektroninen versio on saatavilla Helsingin yliopiston e-thesis-palvelussa osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-9639-6.

Painettuja väitöskirjoja voi tiedustella väittelijältä itseltään:  (09) 191 51177 tai janne.h.korhonen@helsinki.fi.