Que jornais todos deveriam ler?

Esta pergunta é (inspirada por) / (vergonhosamente roubada) uma pergunta semelhante no MathOverflow , mas espero que as respostas aqui sejam bem diferentes.

Todos nós temos artigos favoritos em nossas próprias áreas de teoria. De vez em quando, encontramos um artigo tão surpreendente (por exemplo, importante, convincente, enganosamente simples, etc.) que queremos compartilhá-lo com todos. Então, liste esses papéis aqui! Eles não precisam ser da ciência da computação teórica - qualquer coisa que você ache que possa atrair a comunidade é uma ótima resposta.

Você pode dar quantas respostas quiser; coloque um papel por resposta ! Além disso, observe que este é um wiki da comunidade, então vote em tudo que você gosta!

(Observe que já houve uma pergunta anterior sobre trabalhos em complexidade teórica da recursão, mas isso é bastante especializado.)

"Uma teoria matemática da comunicação", de Claude Shannon, clássicos da teoria da informação. Muito legível.

( Espelho )

O artigo de 1936 que, sem dúvida, começou a própria ciência da computação:

• Alan Turing, "Em números computáveis, com uma aplicação ao problema de Entscheidung", Anais da London Mathematics Society s2-42, 230-265, 1937. doi: 10.1112 / plms / s2-42.1.230

Em apenas 36 páginas, Turing formula (mas não nomeia) a Máquina de Turing, reformula o famoso Primeiro Teorema da Incompletude de Gödel em termos de computação, descreve o conceito de universalidade e, no apêndice, mostra que a computabilidade por máquinas de Turing é equivalente à computabilidade por funções definíveis (como estudadas por Church e Kleene).$\lambda$

Ken Thompson, " Reflexões sobre Confiança ". Curto, doce e alucinante.

O que todo cientista da computação deve saber sobre aritmética de ponto flutuante

Este artigo explica e reforça a noção de que o ponto flutuante não é mágico. Explica overflow, underflow, o que são números desnormalizados, o que são NaNs, o que é inf e todas as coisas que isso implica. Depois de ler este artigo, você saberá por que a == a + 1,0 pode ser verdadeiro, por que a == a pode ser falso, por que executar seu código em duas máquinas diferentes pode fornecer duas respostas diferentes, por que somar números em um diferente A ordem pode fornecer uma diferença de ordem de magnitude e todas as coisas malucas que acontecem no mundo do mapeamento de um conjunto incontável de números infinitos em um conjunto contável e finito.

Uma versão editada também está disponível na web.

Como ler um artigo de Keshav . Você também pode fazer o download do artigo aqui .

Caminhos, árvores e flores por J. Edmonds. Este artigo sobre o problema clássico de otimização combinatória não é apenas bem escrito, mas também afirma que a noção de "algoritmos de tempo polinomial" é essencialmente um sinônimo de eficiência.

Redutibilidade entre problemas combinatórios por Richard Karp. O artigo contém o que é freqüentemente chamado de "problemas originais de 21 NP-completos" de Karp. De várias maneiras, este artigo realmente motivou o estudo da completude da PN, demonstrando sua aplicabilidade a um domínio mais amplo. Muito legível.

Hartmanis e Stearns, "Sobre a complexidade computacional dos algoritmos" , Transactions of the American Mathematics Society 117: 285–306 (1965)

Este foi o primeiro artigo que levou a sério o estudo da complexidade do tempo, e certamente foi o principal impulso do prêmio conjunto de Hartmanis e Stearns. Embora suas definições iniciais não sejam exatamente o que usamos hoje, o artigo permanece extremamente legível. Você realmente tem a sensação de como as coisas estavam na antiga fronteira do "Oeste Selvagem" dos anos 60.

Computadores mecânicos quânticos (PDF) por Richard Feynman.

Ele introduz a idéia da computação quântica, descreve circuitos quânticos, explica como os circuitos clássicos podem ser simulados por circuitos quânticos e mostra como os circuitos quânticos podem calcular funções sem muitos qubits de lixo (usando descomputação).

Ele então mostra como qualquer circuito clássico pode ser codificado em um hamiltoniano independente do tempo! Sua prova também é válida para circuitos quânticos, mostrando, portanto, que os Hamiltonianos em evolução no tempo são difíceis de obter BQP! Sua construção hamiltoniana também é usada na prova da versão quântica do teorema de Cook-Levin, comprovada por Kitaev, que mostra que o hamiltoniano k-local é completo em QMA.

Gráficos de expansores e suas aplicações, S. Hoory, N. Linial e A. Wigderson é uma pesquisa extremamente boa sobre gráficos de expansores. Não é surpresa que ganhou o Prêmio AMS Conant de 2008.

Quero lembrar que os gráficos expansores são o ingrediente chave em avanços recentes no TCS, por exemplo.

• algoritmo de espaço de log para conectividade não direcionada (por Reingold, STOC, 2005)
• a prova alternativa do teorema do PCP (por Dinur, ECCC, TR05-046, 2005)

e não tão recente:

• $O(\log n)$$O(n \log n)$$n$
• Códigos de correção de erros codificáveis ​​e decodíveis em tempo linear (por Spielman, STOC, 1995)

Centenas de resultados de impossibilidade para computação distribuída por Fich e Ruppert. Uma pesquisa gráfica legível que realmente apresenta centenas de resultados impossíveis, incluindo as questões centrais do campo. Uma notável peça de escrita expositiva.

Estou surpreso que ninguém tenha apresentado os "Alguns Resultados Ótimos de Inaproximabilidade" (JACM 2001; originalmente STOC 1997). Este documento de referência foi escrito tão bem que você pode chegar a ele com pouco mais que maturidade matemática e fará com que você queira aprender várias coisas bem, como suas técnicas de Fourier, repetição paralela, dispositivos e outros enfeites.

$O((log N)^3)$$O\left(\exp\left(\left(\begin{matrix}\frac{64}{9}\end{matrix} b\right)^{1\over3} (\log b)^{2\over3}\right)\right)$

A teoria do aprendiz de Les Valiant (1984) estabeleceu a agenda da teoria da aprendizagem por décadas e é um artigo agradável e legível!

Também há algumas explicações intuitivas no artigo que o tornam divertido e atraente. Várias partes deste artigo ainda são citadas rotineiramente nas negociações da COLT / ALT.

Talvez seja muito básico, mas estou chocado que ninguém tenha mencionado os documentos originais do Lambda de Steele e Sussman: ESQUEMA: Um intérprete para o cálculo estendido do Lambda , Lambda: o último imperativo , Lambda: o último declarativo .

Funções recursivas de John McCarthy de expressões simbólicas e seu cálculo por máquina, parte I.

Este é o artigo fundamental do Lisp. Aqui encontramos o primeiro avaliador metacircular, cabendo em uma única página. Seu impacto não pode ser exagerado e ainda é eminentemente legível.

A complexidade dos procedimentos de prova de teoremas de Stephen A. Cook. Este artigo prova que todas as línguas decididas pelas máquinas de Turing não-determinísticas politempo podem ser (Cook-) reduzidas ao conjunto de tautologias proposicionais.

A importância desse resultado é (pelo menos) dupla: primeiro, mostra que existem problemas no PE que são pelo menos tão difíceis quanto toda a classe; os problemas do PE ; além disso, fornece um exemplo concreto de um problema desse tipo, que pode ser reduzido a outros para provar que estão completos.

Atualmente, as reduções de Karp são mais comumente usadas que as de Cook, mas a prova principal deste artigo pode ser facilmente adaptada para mostrar que o SAT é NP- completo em relação às reduções de Karp.

A chamada por valor é dupla, e a chamada por nome de Philip Wadler é uma boa leitura.

CAR Hoare, uma base axiomática para programação de computadores .

Do resumo: Neste artigo, é feita uma tentativa de explorar os fundamentos lógicos da programação de computadores usando técnicas que foram aplicadas pela primeira vez no estudo da geometria e posteriormente estendidas a outros ramos da matemática.

Tem seis páginas que são bastante fáceis de seguir.

Alon, Matias e Szegedy, A complexidade espacial da aproximação dos momentos de frequência , JCSS 58 (1): 137-147, 1999.

Este artigo bastante mágico foi o primeiro a formalizar algoritmos de streaming e provar rigorosos limites superior e inferior para tarefas fundamentais no modelo de streaming. Suas técnicas são simples, suas provas são lindas e seu impacto foi profundo. O trabalho ganhou Alon, Matias e Szegedy no Prêmio Gödel em 2005.

O artigo de Immerman que prova o teorema agora conhecido como teorema de Immerman – Szelepcsényi, é um ótimo exemplo de artigo de fácil leitura, inteligente e curto. Eu amo a história contada na introdução.

N. Immerman, o espaço não determinístico é fechado sob complementação, SIAM Journal on Computing 17, 1988, pp. 935–938.

$f(n) \ge \log(n)$

$\text{NSPACE}\left(f\left(n\right)\right) \subseteq \text{DSPACE}\left(\left(f\left(n\right)\right)^2\right).$

$\text{NPSPACE} = \text{PSPACE}$$\text{P}$$\text{NP}$

Savitch, Walter J. (1970), "Relações entre complexidades não-determinísticas e determinísticas da fita", Journal of Computer and System Sciences 4 (2): 177-192.

Uma visão pessoal de Russell Impagliazzo da complexidade dos casos médios . Este é um ótimo artigo, porque foi escrito de maneira inteligente e resume o estado das coisas em cinco "mundos", onde nossas conjecturas sobre complexidade são resolvidas de várias maneiras, resultando em consequências reais em cada caso.

Algoritmos de aproximação aprimorados para problemas máximos de corte e satisfação usando programação semidefinida por Goemans e Williamson.

Um bom exemplo de introdução de uma nova técnica para obter resultados muito melhores do que os conhecidos anteriormente.

Extratores e geradores pseudo-aleatórios de Luca Trevisan. Neste artigo, um bom extrator de aleatoriedade é construído por meio de códigos de correção de erros e projetos combinatórios. A construção é bastante fácil de entender, mas é completamente impressionante, porque não é óbvio qual é a conexão entre extratores, códigos e projetos.

Afinal, é um bom exemplo de resultado no TCS que requer algumas combinações sofisticadas.

Como escrever uma prova , por Leslie Lamport.

A influência das variáveis ​​nas funções booleanas, J. Kahn, G. Kalai e N. Linial

Este artigo introduziu técnicas de Fourier para a comunidade do TCS e resolveu um problema aberto muito puro.

Acho este artigo muito legível.

Se posso citar Sarah Palin sobre esta questão: "Todos eles".

Mais a sério, acho que a maioria dos trabalhos não deve ser lida no original. Com o passar do tempo, as pessoas descobrem uma maneira melhor de entender e apresentar o problema / solução original. Exceto pelo artigo original de Turing, que é de importância histórica, eu não recomendaria a leitura da maioria dos artigos originais se houver algum trabalho de acompanhamento que o tenha limpado. Em particular, muitas coisas são apresentadas muito melhor nos livros do que no original.

• N. Chomsky. Três modelos para a descrição da linguagem. Transações IEEE sobre Teoria da Informação 3. 1956. doi: 10.1109 / TIT.1956.1056813

Chomsky analisa como os modelos matemáticos podem ser usados ​​para descrever a linguagem natural, do ponto de vista linguístico.

Sobre proposições formalmente indecidíveis de Principia Mathematica, de Kurt Gödel, sobre Principia Mathematica e sistemas relacionados .