Non-Uniform Cellular Automata: classes, dynamics, and decidability
将非均匀元胞自动机的动力学行为与经典元胞自动机的动力学行为进行了比较。通过一系列的例子指出了几个区别和相似之处。还建立了满射性和内射性等基本性质的判定性。最后一部分研究了特别适用于非一致元胞自动机的等度连续性的一种强形式。
2011-07-26 cs.FL math.DS nlin.CG
On Decidability Timed Automata with 2 Parametric Clocks
本文提出了非重置测试时间自动机(nrtTA)的参数化版本,并证明了2时钟参数化nrtTA的$ω$-语言空性问题是可判定的,将已知结果从有限词扩展到无限词。
2025-03-06 cs.FL
Variations of Checking Stack Automata: Obtaining Unexpected Decidability Properties
我们引入了一个单向语言接受者模型(检查栈自动机的一个变体),并证明了以下可判定性性质:(1)确定性版本具有可判定的成员问题,但具有不可判定的空性问题。(2)非确定性版本有一个不可判定的成员问题和空性问题。有许多接受设备的模型,对于这些问题,确定性和非确定性版本之间没有区别,同样适用于空性问题。据我们所知,我们上面介绍的模型是第一个表现出性质(1)和(2)的单向模型。我们定义了另一个单向接受器族,其中非确定性版本具有不可判定的空问题,但确定性版本具有可判定的空问题。我们也不知道在文献中有其他模型具有这种性质。我们还研究了检查堆栈自动机的其他变体的可判定性特性(例如,允许多个堆栈、双向输入等)。令人惊讶的是,双向确定性机器与多个检查堆栈和多个反向有界计数器被证明有一个可判定的成员资格问题,一个非常一般的模型与此属性。
2019-03-07 cs.FL
Revisiting the Equivalence Problem for Finite Multitape Automata
确定性多带自动机(或转换器)的判定等价性是一个长期存在的开放问题,直到Harju和Karhumäki在20世纪90年代初解决。他们的可判定性证明产生了一个co_NP上界,但显然对问题的复杂性知之甚少。在本文中,我们给出了另一种证明的可判定性,它遵循的基本策略的Harju和Karhumaki,但取代他们使用群论的结果矩阵代数。从我们的证明,我们得到一个简单的随机算法,决定语言等价的确定性多带自动机,更一般地说,多重性等价的非确定性多带自动机。该算法只涉及矩阵求幂,并在多项式时间内运行每个固定数量的磁带。如果两个输入自动机是不等价的,那么算法输出一个它们不同的词。
2013-05-02 cs.FL
Decidability of Timed Communicating Automata
研究了时间通信网络的可达性问题。每个进程都是一个时间自动机,通过在无界FIFO通道上交换消息与其他进程进行通信。消息携带时钟,该时钟在发送和接收时以适当的定时约束进行检查。每个自动机只能访问它的本地时钟和发送/接收消息的消息时钟集。时间是密集的,所有的时钟都以相同的速度进化。我们的主要贡献是一个完整的特征的可判定和不可判定的通信拓扑结构概括和统一以前的工作。从技术的角度来看,我们使用量词消去和减少计数器自动机与寄存器。
2018-04-20 cs.DC cs.FL cs.LO
New Insights into the Decidability of Opacity in Timed Automata
School of Computer Science and Engineering, Sun Yat-Sen University(中山大学计算机科学与工程学院)
本文研究时间自动机不透明性的可判定性,通过提供充分必要条件识别出新的可判定子类IRTA并给出验证算法,同时证明在入侵者仅能离散观察时间的假设下一般TA的不透明性也可判定,为安全分析奠定理论基础。
2025-04-01 cs.FL cs.SY eess.SY
Set Automata and Limits of Decidability of Two-Variable Logic on Data Words
Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所);Indian Institute of Technology Goa(印度理工学院果阿分校)
研究扩展数据词双变量逻辑以包含guarded regular二元谓词,定义了idempotent monoids的决定性条件,并引入set automata形式化,证明其与ordered quasi-normal set automata的等价性。
2026-05-09 cs.FL cs.LO
Techniques for Showing the Decidability of the Boundedness Problem of Language Acceptors
本文针对多数自动机/文法模型有界性问题可判定性未知的背景,提出多带自动机刻画、存储语言两种新技术,归约证明更大类单向非确定自动机和文法模型的有界性可判定。
2024-05-17 cs.FL
Stochastic Cellular Automata: Correlations, Decidability and Simulations
本文介绍了一种简单的形式化方法,用于统一地、可组合地处理确定性、非确定性和随机性细胞自动机。这种形式主义允许局部概率相关性,这是不存在于通常的定义中的功能。我们表明,这个功能允许严格更多的行为(例如,数量守恒的随机细胞自动机需要这些本地概率相关性)。我们还表明,几个问题,这是看似简单的通常的定义,成为不可判定的,当我们允许当地的概率相关性,即使在一维。有了这种形式主义,我们扩展了确定性细胞自动机之间的内在模拟的概念,非确定性和随机设置。虽然内在的模拟关系在二维和更高的维度上变得不可判定,我们提供了明确的工具来证明或反驳任何两个给定的随机细胞自动机之间存在这样的模拟。这些工具依赖于平等的随机全球地图的表征,被证明是等价的随机源之间的随机耦合的存在。我们应用它们证明了不存在普适的随机元胞自动机。然而,我们提供了随机细胞自动机实现最佳的部分普遍性,以及一个普遍的非确定性细胞自动机。
2013-05-17 cs.DM cs.FL
Decidability of cutpoint isolation for probabilistic finite automata on letter-bounded inputs
Liverpool John Moores University(利物浦约翰摩尔斯大学);University of Oxford(牛津大学)
我们展示了一个令人惊讶的结果,断点隔离问题是可判定的概率有限自动机(PFA)的输入单词是从一个字母有界的上下文无关的语言。当$\mathcal{L} \subseteq a_1^*a_2^* \cdots a_\ell^*$对于某个有限的$\ell > 0$,其中每个字母都是不同的时,上下文无关语言$\mathcal{L}$是字母有界的。一个分界点是孤立的,当它不能任意接近。这个问题的可判定性是在显着对比的情况下,为PFA的(严格)空问题,这是不可判定的甚至更严格的限制下,PFA与多项式的歧义,交换矩阵和输入在一个字母有界的语言,以及注入性问题,这是不可判定的PFA在字母有界的语言。我们提供了一个建设性的非确定性算法来解决割点隔离问题,即使当PFA是指数模糊的。我们还表明,该问题至少是NP-难的,并使用我们的决策过程来解决几个相关的问题。
2020-05-14 cs.CL cs.FL
Equivalence of pushdown automata via first-order grammars
给出了一阶文法互模拟等价的可判定性证明。它是Sénizergues(1998,2005)的一个结果的另一种证明,该结果包含了他对确定性下推自动机的著名可判定性问题的肯定解。所提出的证明是概念上更简单,一个特别的新颖性是,它不是作为两个半决策程序,但它提供了一个明确的算法,可能是服从复杂性分析。
2020-08-17 cs.FL cs.LO
A Survey of Multi-Tape Automata
本文总结了基本的表达性,封闭性和可判定性的各种有限状态自动机类与多个输入磁带。它还包括一个原始算法的交叉单向非确定性有限状态自动机。
2013-11-29 cs.FL
Decision Problems for Deterministic Pushdown Automata on Infinite Words
本文调查了DPDA在无限词上的一些可判定性结果(Omega-DPDA)。我们总结了最近的一些结果的可判定性的正则性和等价性问题的类弱omega-DPDA。此外,我们提出了一些新的结果的奇偶指数问题的omega-DPDA。对于奇偶校验条件的规范,omega-DPDA的状态被分配优先级(自然数),并且如果在运行期间无限频繁出现的最高优先级是偶数,则运行是接受的。基本的简化问题是,是否可以确定接受给定Omega-DPDA语言所需的最小优先级数量。我们提供了一些决定性的结果,这个问题的变化,某些类别的欧米茄-DPDA。
2014-05-22 cs.FL
On The Reachability Problem for Recursive Hybrid Automata with One and Two Players
受有限状态机有界模型检验框架成功的启发,Ouaknine和Worrell提出了实时验证的时间有界理论,认为对有限时间的限制恢复了与实时验证相关的几个关键决策问题的可判定性。为了支持这一理论,最近的列表不可判定的问题证明在时间有界的限制下可判定的是相当令人印象深刻的:语言包含的时间自动机,空问题交替时间自动机,空问题矩形混合自动机。我们研究的目的是恢复一般递归时间自动机的可判定性-也许递归混合自动机-在时间有界的限制下,以提供一个有吸引力的验证框架,强大的建模环境,如Stateflow/Simulink。不幸的是,然而,我们回答这个问题的否定表明,时间有界的可达性问题保持不可判定的递归时间自动机与五个或更多的时钟。虽然坏消息继续,即使当一个考虑行为良好的子类的递归混合自动机,我们恢复可判定性考虑递归混合自动机与有界上下文使用通过引用机制,或通过限制变量的数量为2,率在$\{0,1\}$。
2014-08-15 cs.FL cs.LO
Complexity of Universality and Related Decision Problems for Unary Two-Dimensional Automata
St. Francis Xavier University(圣弗朗西斯泽维尔大学)
研究一元二维自动机的普适性、等价性和包含性问题的计算复杂性,证明三类自动机问题的下界与上界。
2026-07-01 cs.CC cs.FL
The Emptiness Problem for Valence Automata over Graph Monoids
这项工作的研究,在自动机的存储机制,允许可判定性的空虚问题。这个问题是正式使用价自动机,一个抽象的自动机模型,其中的存储机制是由幺半群。对于各种存储机制中的每一种,可以选择一个(通常是无限的)幺半群$M$,使得$M$上的价自动机等价于具有这种存储类型的(单向)自动机。事实上,许多重要的存储机制可以通过有限图定义的幺半群来实现,称为图幺半群。示例包括下推堆栈、部分盲计数器(其表现得像Petri网位置)、盲计数器(其可以获得负值)及其组合。因此,我们研究的图幺半群的空性问题的价自动机是可判定的。图幺半群实现的一个特殊模型是具有下推堆栈的Petri网。对于这些,可判定性是一个长期存在的开放性问题,我们在这里不回答它。然而,如果排除对应于该模型的子图,则可以实现特征化。此外,我们提供了一个描述的存储机制,决策仍然开放。这导致了一个模型,自然推广了下推Petri网和Reinhardt引入的优先级多计数器机。被证明是可判定的情况构成了一个自然的和显然是新的扩展的Petri网与可判定的可达性。最后表明,该模型可以与另一个这样的扩展Atig和Ganty:我们提出了进一步的可判定性结果,包括这两个Petri网扩展。
2017-10-20 cs.FL cs.LO math.GR
Reducing Transducer Equivalence to Register Automata Problems Solved by "Hilbert Method"
在过去的几十年中,代数的经典结果,包括希尔伯特的基本定理,在形式语言中有各种应用,包括Escherichfeucht猜想的证明,HDT0L序列等价的可判定性,以及函数树到串转换器的等价问题的可判定性。在本文中,我们研究了上述代数方法的范围,特别是适用于寄存器自动机的等价问题。我们提供了两个结果,一个阳性,一个阴性。结果表明,无序森林上的MSO变换是等价的。否定的结果来自于尝试将该方法扩展到确定宏树换能器的等效性。我们减少了宏树换能器等价的等价问题,一类寄存器自动机自然相关的我们的方法。然后,我们证明后一个问题是不可判定的。
2019-01-04 cs.FL
On Linear Time Decidability of Differential Privacy for Programs with Unbounded Inputs
我们介绍了一个自动机模型,用于描述有趣的类的差分隐私机制/算法,包括已知的机制,从文献。这些自动机可以建模算法,其输入可以是实值查询答案的无界序列。我们考虑的问题,检查是否存在一个常数$d$,使这些自动机所描述的算法是$dε$ -差分隐私的隐私预算参数$ε$的所有正值。我们表明,这个问题可以决定在时间上的线性自动机的大小确定的必要和充分条件的基本图形的自动机。本文的结果是已知的算法与一个无界数量的查询答案从实数集取值的第一个可判定性结果。
2021-04-29 cs.CR cs.FL cs.LO
Note on the Infiniteness and Equivalence Problems for Word-MIX Languages
在本文中,我们提供了一个(可判定的)图形结构的表征的无限的$L(w_1, ..., w_k)$,其中$L(w_1, ..., w_k) = \{w \in A^* | |w|_{w_1} = \cdots = |w|_{w_k}\}$是一组的所有字,包含相同数量的子字出现的参数字$w_1, ..., w_k$。我们还提供了这些语言的等价性的可判定的表征。虽然这两个可判定性结果也是从更一般的已知的无模糊约束自动机的可判定性结果中得到的,但本文试图给出可判定性的一个自包含的(不需要关于约束自动机的知识)证明。
2019-10-27 cs.FL
On the Control of Asynchronous Automata
Ramadge和Wonham控制器综合问题的分布式版本的可判定性是一个具有挑战性的公开问题,其中对象和控制器都被建模为异步自动机,并且控制器具有因果记忆。存在三类对象,其具有因果记忆的正确控制器的存在已被证明是可判定的:当动作的依赖图是串并行时,当进程连接地通信时,以及当进程的依赖图是树时。设计了一类具有可判定控制器综合问题的可分解对策,给出了已有的三个可判定性结果的统一证明,并给出了可判定对策的新例子.
2017-08-04 cs.FL cs.LO
On the dynamical behaviour of linear higher-order cellular automata and its decidability
高阶元胞自动机(HOCA)是元胞自动机(CA)的一种变体,在许多应用中得到了应用(例如,从秘密共享方案的设计到数据压缩和图像处理),并且其中系统在时间$t$的全局状态不仅取决于在时间$t-1$的状态,如在原始模型中,而且取决于在时间$t-2, \ldots, t-n$的状态,其中,$n$是HOCA的内存大小。我们提供了两个重要的动力学性质,即,对初始条件的敏感性和等度连续性,线性HOCA在字母表$\mathbb{Z}_m$可判定的特征。这种特征扩展了[23]中所示的线性CA(LCA)在字母表$\mathbb{Z}^{n}_m$上的特征,在$n=1$的情况下。我们还证明了,线性HOCA的大小记忆$n$在$\mathbb{Z}_m$形成一类是不可区分的LCA的特定子类在$\mathbb{Z}_m^n$。这使得能够使用[2]和[19]中提供的用于$\mathbb{Z}^n_m$上的LCA的内射性和满射性的可判定特征来判定$n$上的$\mathbb{Z}_m$上的线性HOCA的内射性和满射性。最后,我们证明了在$\mathbb{Z}_m^n$上的LCA和一类重要的非均匀CA之间的等价性,非均匀CA是CA在许多应用中的另一种变体。
2019-02-18 cs.DM cs.FL
Cellular automata between sofic tree shifts
研究了有限秩正则根树$A^{Σ^*}$的sofic树移位,其中$Σ^*$是有限秩正则根树.特别是,我们给他们的刻画的不受限制的拉宾自动机。证明了如果$X \subset A^{Σ^*}$是sofic树移位,则在移位作用下轨道有限的$X$中的组态在$X$中是稠密的,并由此推论出每个内射元胞自动机$τ\colon X \to X$都是满射的.此外,给出了sofic树移位的一般Rabin自动机的一个刻画。我们提出了一个算法,以确定是否两个无限制拉宾自动机接受相同的sofic树移位或没有。这使我们能够证明sofic树移位之间的元胞自动机满射性问题的可判定性。我们还证明了有限型树移位上定义的细胞自动机的内射性问题的可判定性。
2014-02-07 cs.DM cs.FL
Interrupt Timed Automata with Auxiliary Clocks and Parameters
时间自动机(ITA)是一种表达性的时间模型,根据级别考虑中断。由于这一特点,这种形式主义是不可比拟的时间自动机。然而,已经获得了一些与可达性和模型检验相关的可判定性结果。我们添加辅助时钟ITA,从而扩大其表达能力,同时保持可达性的可判定性。此外,我们定义了一个参数化版本的ITA,多项式的参数出现在警卫和更新。虽然参数推理与时间模型特别相关,但它经常导致不可判定性结果。我们证明了各种可达性问题,包括“强大的”可达性,是可判定的这个模型,我们给一个固定或可变数量的时钟,水平和参数的复杂性上界。
2014-09-08 cs.FL cs.LO
Algebraic Characterization of Forest Logics
在本文中,我们定义了未来时间的分支时间逻辑评估森林,即有序的元组,但排名,有限的树。我们将时间逻辑的丰富类FL[ $\mathcal{L}$ ]与(常规)模态的每个集合L相关联。然后,我们定义了一个代数产品的操作,我们称之为摩尔产品,这对森林自动机,代数设备识别森林语言。我们展示了有限森林自动机的伪变种之间的格同构,封闭的摩尔产品,和语言类的形式FL[ $\mathcal{L}$ ]。我们证明了有用的代数方法,通过显示一个特定的伪品种的有限森林自动机的成员资格问题的可判定性,这意味着可判定性的FL[EF]片段的逻辑CTL的可定义性问题。然后,使用相同的方法,我们还制定了一个猜想,关于FL[AF]片段的可判定特性,目前具有未知的可判定性状态(也在设置的排名树)。
2017-02-15 cs.FL
State-deterministic Finite Automata with Translucent Letters and Finite Automata with Nondeterministically Translucent Letters
本文研究带透明字母的状态确定型有限自动机,并提出允许透明与可转移字母重叠的新模型,增强表达能力,实现对先前模型的适当推广。
2023-09-06 cs.FL
Decidability of Weak Simulation on One-counter Nets
单计数器网(OCN)是具有唯一无界库所的Petri网。它们等价于只有弱零测试的单计数器自动机的子类。我们证明了OCN的弱模拟预序是可判定的,并且弱模拟逼近在水平ω上不收敛,而仅在ω ^2上收敛。相比之下,其他语义关系如弱互模拟对于OCN是不可判定的,弱(和强)迹包含也是如此。
2014-06-15 cs.FL
Automata and Quantum Computing
量子计算是基于量子物理的一种新的计算模型。量子计算机在处理诸如因子分解之类的问题时,可以比传统计算机快出指数级的速度。除了全尺寸量子计算机之外,更严格的模型,如有限自动机的量子版本也被研究。本文综述了量子有限自动机的各种模型及其性质。我们也提供了一些开放的问题和新的研究方向。保留字:量子有限自动机,概率有限自动机,不确定性,有界错误,无界错误,状态复杂性,可判定性和不可判定性,计算复杂性
2018-07-04 cs.CC cs.FL quant-ph
Model Checking Flat Freeze LTL on One-Counter Automata
本文解决了单计数器自动机上平坦冻结线性时序逻辑模型检测的可判定性开放问题,通过归约到带参数化相等性测试的可达性问题并转化为Presburger算术证明其可判定。
2018-12-06 cs.FL cs.LO
Polynomially Ambiguous Probabilistic Automata on Restricted Languages
研究了具有次指数模糊度的概率有限自动机决策问题的可计算性和复杂性。我们证明了多项式模糊可交换PFA的严格和非严格截点的空性问题仍然是不可判定的,这意味着当输入来自字母单调语言时,该问题是不可判定的。我们发现,在非交换的情况下,当输入词是在一个有界的语言,在二进制输入字母表的问题仍然是不可判定的。在这样做的基础上,我们引入了一种新的技术的基础上Turakainen建设的PFA从加权有限自动机,可用于生成PFA的低维和次指数模糊。我们还研究了多项式模糊PFA的自由性/注入性问题,并研究了各种情况下的可判定性和易处理性的边界。
2020-07-29 cs.CC cs.FL
The finiteness of a group generated by a 2-letter invertible-reversible Mealy automaton is decidable
证明了由可逆二态Mealy自动机生成的半群是有限的或无秩2的。这一事实导致了由两状态或两字母可逆-可逆Mealy自动机生成的群的有限性的可判定性和由两状态可逆-可逆Mealy自动机生成的半群的自由性的可判定性。
2013-10-22 cs.FL math.GR
Synchronizing Deterministic Push-Down Automata Can Be Really Hard
确定性有限自动机是否允许以所谓的同步字的形式进行软件复位的问题可以在多项式时间内回答。在本文中,我们将这个算法问题扩展到有限自动机之外的确定性自动机。我们证明了同步性的问题变得不可判定,即使在确定性的一计数器自动机。这也是真实的另一个经典的轻度扩展的规律性,即确定性的一轮下推自动机。然而,当我们将这两个限制结合起来时,我们会遇到PSPACE完全(因此是可判定的)同步性问题。同样,我们到达(部分)盲确定计数器自动机的可判定同步性问题。对于确定性下推自动机的同步性应该意味着什么,有几种解释。这取决于堆栈的角色:它在同步时应该是空的,应该总是相同的,还是任意的?对于本文研究的自动机类,同步性问题的复杂性或可判定性状态大多与此技术无关,但我们也讨论了一类自动机,这使得差异。
2020-12-22 cs.CC cs.FL
Some results on equivalence of multi-letter quantum finite automata
本文研究多字符量子有限自动机的等价判定,将单字母表情形的等价上界改进为 $(n_1^2+n_2^2-1)+k$,并证明有限多字母表下存在有限的 $z$-等价判据。
2023-06-05 cs.CC cs.FL
Slowly Synchronizing Automata with Idempotent Letters of Low Rank
我们使用一个半群理论的建设彼得希金斯,以产生,为每个甚至$n$,一个$n$ -状态和3-字母同步自动机具有以下两个特点:1)所有的输入字母作为幂等自映射秩$\dfrac{n}2$ ; 2)其复位阈值是渐近等于$\dfrac{n^2}2$。在修订版中,一些不准确之处(由前一版本的匿名裁判发现)已被删除,并添加了几个相关的参考文献。
2019-04-02 cs.FL
Minimization of semilinear automata
我们研究有限的确定性自动机集与非齐次原子:整数与继任者。由于在这一背景下有无数的确定性有限自动机,我们将注意力集中在具有半线性转移函数的自动机上。主要结果是半线性自动机的一个极小化过程。证明是微妙的,是指存在的Presburger算术与整除谓词的可判定性。有趣的是,最小化不是通过标准的分区细化过程,我们证明了这个过程不一定终止半线性自动机。
2012-10-17 cs.FL cs.LO
A Generic Solution to Register-bounded Synthesis with an Application to Discrete Orders
我们研究的反应系统与环境相互作用的合成使用一个无限的数据域。一个流行的形式主义指定和建模这样的系统是注册自动机和传感器。它们通过添加寄存器来存储数据值并将传入的数据值与存储的数据值进行比较来扩展有限状态自动机。从不确定或通用寄存器自动机合成一般是不可判定的。然而,其寄存器有界变体,其中另外给出了所寻找的转换器中寄存器数量的界限,已知对于可以比较数据是否相等的通用寄存器自动机是可判定的,即,用于数据域$(N,=)$。本文将可判定性边界推广到线性阶自然数域$(N,<)$。我们的解决方案是通用的:我们定义了一个充分条件的数据域(经常逼近)的可判定性的寄存器有界合成。自然数据域(如$(N,<)$)满足该条件。它允许人们使用简单的语言理论论证,避免技术博弈论推理。此外,通过定义一个通用的概念之间的数据域的reductionary,我们显示的可判定性的合成在域$(N^d,<^d)$的元组的号码配备了组件明智的偏序和域$(Σ^*,\prec)$的有限字符串的前缀关系。
2022-06-08 cs.FL
On equivalence, languages equivalence and minimization of multi-letter and multi-letter measure-many quantum automata
该研究推导了多字母量子有限自动机与多字母多次测量量子有限自动机的等价性判定条件,证明两类自动机的切点语言等价性均不可判定,并评述了单向量子有限自动机最小化的开放问题。
2023-04-19 cs.CC cs.FL math.NT
State Complexity of Projection on Languages Recognized by Permutation Automata and Commuting Letters
具有$n$状态的一般确定性自动机的投影语言可由具有$2^{n-1} + 2^{n-m} - 1$状态的确定性自动机识别,其中$m$表示与不可观察的非循环转换相关的状态的数量,并且该界限是最佳可能的。在这里,我们推导出紧界$2^{n - \lceil \frac{m}{2} \rceil} - 1$的置换自动机。对于具有$n$状态的状态划分自动机(也称为具有观察者属性的自动机),投影语言可以用$n$状态识别。到目前为止,这些语言以及投射到一元语言上的有限语言是已知的唯一具有这种属性的自动机类。我们表明,这也是真实的交换自动机,我们发现交换自动机,不是状态划分自动机。
2021-08-16 cs.FL
On the expressive power of invariants in parametric timed automata
结合硬时序约束和并发性的系统的验证是具有挑战性的。当一些定时常数丢失或未知时,这个挑战变得更加困难。参数定时形式主义,如参数定时自动机(PTA),解决了这样的定时常数(被视为参数)的合成,其中一个属性成立。这样的形式主义是高度表达,但也不可判定,并提出了一些可判定的子类。在这里,我们提出了一个语法限制的PTA组成的删除警卫(限制过渡),只保持不变(限制位置)。虽然这种限制保留了PTA的表达能力(因此也保留了它们的不可判定性),但对约束类型的附加限制不仅允许证明可判定性,而且还允许执行满足可达性的参数估值的精确合成。这种形式主义,乍一看似乎微不足道,因为它受益于可达性问题的可判定性,具有比时间自动机(TA)更好的复杂性,但却受到TA相反享受的整个TCTL逻辑的不可判定性的影响。我们相信我们的形式主义允许一个有趣的权衡之间的可判定性和实际的表现力,因此是有前途的。我们在一个小的案例研究中展示了它的适用性。
2019-08-19 cs.FL cs.LO
On the Path-Width of Integer Linear Programming
研究整数线性规划的可行性问题。我们表明,任何ILP实例的解决方案可以自然地表示由一个FO-可定义的一类图。对于每一个解,可能有许多图来表示它,然而,其中一个图的路径宽度最多为2n,其中n是实例中变量的数量。由于FO在路宽有界的图上是可判定的,我们得到了ILP的另一个可判定性结果.我们使用的技术强调了一个共同的原则,以证明先前已用于自动机与辅助存储器的可判定性。我们还展示了这个新的结果如何链接到自动机理论和程序验证。
2014-08-26 cs.CC cs.FL cs.LO
A Generic Solution to Register-bounded Synthesis with an Application to Discrete Orders
我们研究的反应系统与环境相互作用的合成使用一个无限的数据域。一个流行的形式主义指定和建模这样的系统是注册自动机和传感器。它们通过添加寄存器来存储数据值并将传入的数据值与存储的数据值进行比较来扩展有限状态自动机。从不确定或通用寄存器自动机合成一般是不可判定的。然而,其寄存器有界变体,其中另外给出了所寻找的转换器中寄存器数量的界限,已知对于可以比较数据是否相等的通用寄存器自动机是可判定的,即,对于数据域(N,=)。本文将可判定性边界推广到线性阶自然数的定义域(N,<).我们的解决方案是通用的:我们定义了一个充分条件的数据域(经常逼近)的可判定性的寄存器有界合成。自然数据域(如(N,<))满足该条件。它允许人们使用简单的语言理论论证,避免技术博弈论推理。此外,通过定义一个通用的概念之间的数据域的约简,我们证明了在域(N^d,<^d)的元组的号码配备了组件的偏序和域(N ^*,\prec)的有限字符串的前缀关系的合成的可判定性。
2022-05-20 cs.FL
Synchronizing Random Almost-Group Automata
在本文中,我们解决的问题同步随机自动机在临界设置的几乎群自动机。群自动机是所有字母都作为状态集合上的排列的自动机,并且它们不同步(除非它们有一个状态)。在几乎群自动机中,其中一个字母充当$n-1$状态的置换,而其他字母充当置换。我们证明,这个小的变化是足够的自动机成为同步的概率很高。更准确地说,我们建立了一个强连接的几乎群自动机不同步的概率是$\frac{2^{k-1}-1}{n^{2(k-1)}}(1+o(1))$,对于一个$k$字母表。
2018-05-06 cs.FL
A Short Decidability Proof for DPDA Language Equivalence via First-Order Grammars
本文的主要目的是给出确定下推自动机的语言等价可判定性的一个简短的完备证明,这是G。Senizergues,C. Stirling推导出一个原始的递归复杂度上界。这里的证明是在一阶文法的框架中给出的,这似乎特别适合于这个目的。一个附录提出了一个修改斯特林的方法,产生一个复杂性界的形式tetr(2,g(n)),其中tetr是(非初等)运营商的迭代幂(tetration)和g是一个初等函数的输入大小。
2011-03-09 cs.FL
Non-Returning Finite Automata With Translucent Letters
在这里,我们提出了一个变种的非确定性有限自动机与半透明的字母(NFAwtl),阅读和删除一个字母后,不返回到左端的磁带,而是继续从位置的字母刚刚删除。当到达磁带结束标记时,我们的自动机可以决定是否接受、拒绝或继续,这意味着它再次从头开始读取剩余的磁带内容。这种类型的自动机,称为非返回半透明字母的有限自动机或nrNFAwtl,严格来说比NFAwtl更具表达力。我们研究这种类型的自动机和它的确定性变体的表达能力。此外,我们感兴趣的封闭性所产生的类的语言和决策问题。
2022-08-31 cs.FL
Regular Separability of One Counter Automata
本文研究了单计数器自动机语言的正则可分性问题,证明了不带零测试情形下该问题可判定且为PSpace完全,并指出一般情形不可判定。
2019-06-10 cs.FL
Alternating register automata on finite words and trees
我们研究交替寄存器自动机的数据字和数据树的逻辑。数据字(或数据树)是一个字(或树),其每个位置携带来自有限字母表的标签和来自无限域的数据值。我们研究单向自动机与交替控制数据字或树,一个寄存器存储数据和比较它们的平等。这是Demri,Lazic和Jurdzinski开始的研究的延续。从寄存器自动机模型的角度出发,本文的工作有两个目的:(1)简化已有的交替寄存器自动机空性问题的可判定性证明;(2)展示这些模型的可判定扩展。从逻辑的角度来看,我们表明,(a)在数据字的情况下,满足性的LTL与一个寄存器和量化的数据值是可判定的;和(b)满足性的问题,所谓的前向片段的XML文档是可判定的,即使在存在的DTD,甚至是关键的约束。可判定性是通过减少自动机模型介绍。这个片段包含子轴、后代轴、下一个兄弟轴和下一个兄弟轴,以及数据相等和不相等测试。
2012-03-07 cs.DB cs.FL cs.LO
State Complexity of the Set of Synchronizing Words for Circular Automata and Automata over Binary Alphabets
在二进制字母表上同步最慢的自动机是循环的,即,包含一个字母的状态置换在一个单一的周期,和他们的同步字的集合具有最大的状态复杂度,这也意味着完全可达性。我们推导出,在一个二进制字母表中,每一个完全可达自动机必须是循环的,一个结构的结果表明,完全可达自动机在严格的字母比国家总是包含置换字母。本文给出了广义循环自动机的同步字集的状态复杂度为最大的充分条件。我们应用我们的主要标准的家庭$\mathscr K_n$的自动机,以前只被证明有这个属性。
2020-11-29 cs.FL
Jump Complexity of Deterministic Finite Automata with Translucent Letters
本文研究具有透字母的确定性有限自动机的跳跃复杂度,证明其复杂度要么常数有界要么线性,给出判定算法并证明相关等价性问题可判定,同时部分解决了正则性判定问题。
2025-06-23 cs.FL
Measuring Communication in Parallel Communicating Finite Automata
研究了在通信量受限的情况下,确定性有限自动机系统通过发送状态来进行通信的问题。返回集中式系统的情况下,当必要的通信系统的计算过程中的数量是由一个函数取决于输入的长度有界的计算能力和可判定性属性进行了研究。本文证明了语言族存在一个无限的层次结构,它取决于在它们最经济的编译期间发送的消息的数量。此外,几个属性被证明是不半判定的系统正在考虑中。
2014-05-22 cs.FL
Repetitive Finite Automata With Translucent Letters
提出带半透明字母的重复有限自动机 RDFAwtl/RNFAwtl,允许在带结束标记处改状态继续计算,并刻画其相对表达能力。
2024-09-11 cs.FL
Reachability Problem for Weak Multi-Pushdown Automata
本文研究了多下推自动机的一个受限子类的可达性分析。我们假设自动机的控制状态是偏序的,并且自动机的所有转换都是相对于顺序向下的。我们证明了可达性问题的可判定性和向后可达集的可计算性。作为主要的贡献,我们确定相关的子类的可达性问题成为NP完全。这与无通信向量加法系统(无状态多下推自动机的特殊情况)的相同问题的复杂性相匹配。
2013-09-20 cs.FL cs.LO
Optimal Approximate Minimization of One-Letter Weighted Finite Automata
针对单字母实权重无冗余加权有限自动机(WFAs)的近似最小化问题,本文基于汉克尔矩阵重述问题并利用AAK理论,提出谱范数下的最优解及多项式时间算法,给出谱范数和ℓ²范数的近似质量界。
2023-05-31 cs.FL
On some Open Problems for Finite Automata with Translucent Input Letters
Institut für Informatik, Universität Giessen(吉森大学信息学研究所)
本文研究了具有半透明输入字母的有限自动机的封闭性和可判定性问题,证明了非返回模型对连接、Kleene星、反转和逆同态不封闭,返回模型对逆同态不封闭,并证明了非返回模型的空性问题是可判定的。
2026-06-26 cs.FL
Undecidable properties of self-affine sets and multi-tape automata
本文研究了一些来自分形几何的对象的拓扑性质的可判定性。证明了二维图定向迭代函数系统定义的集合内部为空是不可判定的。这些结果是通过研究与多带自动机相关的一类特殊的自仿射集得到的。我们首先建立了这样的自动机的语言理论的一些属性的不可判定性,然后转化为不可判定性的结果,其相关的自仿射集。
2014-06-26 cs.FL math.CO math.DS
Jumping Automata over Infinite Words
本文引入并研究了无穷字上的跳跃自动机,针对无穷字重排序不明确的问题提出了三种语义,并分析了这些模型的表达能力、闭包性质和算法性质。
2023-04-03 cs.FL