Parameterized complexity theory offers a framework for a refined analysis of hard algorithmic problems. Instead of expressing the running time of an algorithm as a function of the input size only, running times are expressed with respect to one or more parameters of the input instances. In this work we follow the approach of parameterized complexity to provide a framework of parameterized distributed complexity. The central notion of efficiency in parameterized complexity is fixed-parameter tractability and we define the distributed analogue Distributed-FPT (for Distributed in $\{Local, Congest, Congested-Clique\}$) as the class of problems that can be solved in $f(k)$ communication rounds in the Distributed model of distributed computing, where $k$ is the parameter of the problem instance and $f$ is an arbitrary computable function. To classify hardness we introduce three hierarchies. The Distributed-WEFT-hierarchy is defined analogously to the W-hierarchy in parameterized complexity theory via reductions to the weighted circuit satisfiability problem, but it turns out that this definition does not lead to satisfying frameworks for the Local and Congest models. We then follow a logical approach that leads to a more robust theory. We define the levels of the Distributed-W-hierarchy and the Distributed-A-hierarchy that have first-order model-checking problems as their complete problems via suitable reductions.


翻译:参数化的复杂度理论为精细分析硬算法问题提供了一个框架。 没有将算法运行时间作为只有输入大小的函数来表示算法运行时间, 而是对输入实例的一个或多个参数表示运行时间。 在此工作中, 我们遵循参数化复杂度的方法, 以提供参数化分布复杂度的框架。 参数化复杂度中的效率的核心概念是固定参数可移动性, 我们定义分布式的模拟分布式分配- 分配式( 以美元、 美元、 美元、 共和- 美元) 来表示算法的运行时间, 作为在分配式计算模型中可以用美元( k) 来表示的问题类别, 以美元( k) 来表示运行时间。 在分配式计算中, 美元是问题实例的参数, 美元是一个任意的计算功能。 要对硬度进行分类, 我们引入了三个等级。 分布式分配式- WEFT- 等级, 类似于通过减少加权电路比问题在参数化复杂度理论中的W- 级, 但是它推翻了这个定义, 将一个更能满足逻辑框架框架框架,, 用来界定地方级 。

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