On the cost of simulating a parallel Boolean automata network by a block-sequential one
在这篇文章中，我们研究的最小数量$κ$的额外的自动机，布尔自动机网络（BAN）与一个给定的块顺序更新计划，以模拟一个给定的BAN与并行更新计划需要。我们介绍了一个图，我们称之为$\mathsf{NECC}$图建立从BAN和更新计划。给出了$κ$与$\mathsf{NECC}$图的色数之间的关系。由于这个$\mathsf{NECC}$图，我们在$n/2$和$2n/3+2$（$n$是模拟的BAN的大小）之间的最坏情况下绑定$κ$，我们推测这个数字等于$n/2$。我们证明了这个猜想：$\mathsf{NECC}$图的团数总是小于或等于$n/2$，并且对于双射BAN的子类，$κ$总是小于或等于$n/2+1$ .
2017-02-10 cs.DM cs.FL
Subsequence Automata with Default Transitions
令$S$为长度为$n$的字符串，其字符来自大小为$σ$的字母表。$S$的\emph{subsequence automaton}（通常称为\emph{directed acyclic subsequence graph}）是接受$S$的所有连续性的最小确定性有限自动机。一个简单的结构表明，子序列自动机的大小（状态和转换的数量）是$O(nσ)$，这个界限是渐近最优的。本文考虑具有\emph{default transitions}的子序列自动机，即只有当规则变迁中没有一个与当前字符匹配时才进行特殊变迁，并且这些变迁不消耗当前字符。我们表明，与默认转换，小得多的子序列自动机是可能的，并提供了一个完整的权衡之间的大小的自动机和\emph{delay}，即，在使用一个字符之前，最大的连续默认转换次数。具体来说，给定任何整数参数$k$，$1 < k \leq σ$，我们提出了一个子序列自动机的大小$O(nk\log_{k}σ)$和延迟$O(\log_k σ)$的默认转换。因此，使用$k = 2$，我们得到大小为$O(n \log σ)$且延迟为$O(\log σ)$的自动机。在另一个极端，与$k = σ$，我们得到一个自动机的大小$O(n σ)$和延迟$O(1)$，从而匹配的标准子序列自动机建设的界限。最后，我们将结果推广到多个字符串。我们的结果的关键组成部分是一个新的分层自动机建设的独立利…
2016-01-19 cs.DS cs.FL
A simple block representation of reversible cellular automata with time-symmetry
可逆元胞自动机（RCA）是一种类似于物理学的计算模型，它由一组相同的元胞组成，通过迭代一个全局演化G，以离散的时间步长演化。此外，G需要是平移不变的（它在任何地方都是一样的），因果的（信息的传输速度不能超过每个时间步的固定数量的细胞），可逆的（它有一个逆来验证相同的要求）。一个重要的，但最近才研究的特殊情况是时间对称细胞自动机（TSCA），其中G和它的逆是通过本地操作相关的。本文重新讨论RCA的块表示问题，即给出了实现G的可逆电路描述的存在性的一个非常简单的证明。G的这种可操作的、自下而上的描述被证明是时间对称的，这表明它与TSCA有着有趣的联系。事实上，我们证明，使用类似的技术，他们中的一个广泛的类承认一个精确的块表示（EBR），即一个不增加状态空间。
2012-01-26 cs.DM cs.FL quant-ph
Efficient Runtime Verification of Real-Time Systems under Parametric Communication Delays
针对实时系统观测中存在参数化通信延迟导致传统在线监控不可靠的问题，提出基于zone的精确处理算法，在UPPAAL上实现并取得良好初步结果。
2025-07-29 cs.FL
Constant-delay enumeration for SLP-compressed documents
本研究提出一种算法，在SLP压缩文档上，通过带注释自动机查询，实现预处理后恒定延迟枚举结果，改进了先前工作的对数延迟，并支持文档编辑。
2025-02-20 cs.DS cs.FL cs.LO
Good-for-MDPs Automata for Probabilistic Analysis and Reinforcement Learning
我们刻画了一类不确定的$ω$ -自动机，可用于分析有限马尔可夫决策过程（MDP）。我们称这些自动机为“对MDP有益”（GFM）。我们表明，GFM自动机是封闭的经典模拟下，以及更强大的模拟关系，利用性能的MDP的最优控制策略。这种封闭使我们能够利用状态空间减少技术，如那些基于直接和延迟模拟，保证模拟等价。我们证明了GFM自动机的承诺，定义了一类新的自动机具有良好的性能-他们是Büchi自动机通过一个简单的结构获得的低分支度-并表明，超越限制确定性自动机可能会显着受益于强化学习。
2019-10-30 cs.FL
Constant delay algorithms for regular document spanners
正则表达式和带有捕获变量的自动机模型是基于规则的信息抽取的核心工具。这些形式主义，也被称为常规文档语法，使用正则语言来定位用户想要从文本文档中提取的数据，然后将这些数据存储到变量中。由于文档空间可以很容易地生成大量的输出，因此重要的是要有良好的评估算法，可以快速连续地生成提取的数据，并且具有相对较少的预计算时间。为了实现这一目标，我们提出了一个实用的评估算法，允许恒定的延迟枚举后的预计算阶段，在文件中是线性的一个pixel的输出。虽然该算法假设扳手是在变量集自动机的语法变体中指定的，但我们还研究了当扳手由一般变量集自动机、正则表达式公式或扳手代数指定时如何应用它。最后，我们研究了相关的问题，计算输出的文档spectrometer的数量，提供了一个细粒度的分析类的文档spectrometer，支持有效的枚举他们的结果。
2018-03-14 cs.DB cs.FL
Reversible Watson-Crick Automata
Watson-Crick自动机是工作在双链上的有限自动机。人们已经对非确定性Watson-Crick自动机和确定性Watson-Crick自动机做了大量的研究工作。本文介绍了一种新的Watson-Crick自动机模型--可逆Watson-Crick自动机，并探讨了它的计算能力。我们表明，即使该模型是可逆的，一种方式，它接受所有的正则语言，也分析了上述模型的状态复杂性与非确定性块自动机和非确定性有限自动机，并建立其优越性。我们进一步探讨了可逆模型与双洗牌语言和递归可重写语言的关系。
2015-12-09 cs.FL
On the Complexity of Flanked Finite State Automata
我们定义了一个新的子类的前缀封闭的语言称为侧翼有限自动机（FFA）的非确定性有限自动机。我们发现，这个类享有良好的复杂性，同时保持简洁的非确定性自动机。特别是，我们表明，FFA的普遍性问题是在线性时间和语言包含可以检查在多项式时间。FFA的一个有用的应用是提供一种有效的方法来计算正则语言的商和包含，而不需要使用幂集构造。这些操作是几种验证算法的构建块。
2015-09-22 cs.FL
Automata with Timers
本文研究带计时器的确定性有限状态自动机，证明配置可达性为 PSPACE 完全，并刻画可通过调整动作延迟避免超时竞争的条件，给出相关判定问题的 3EXP 上界与 PSPACE 难度。
2023-05-12 cs.FL
Von Neumann regularity, split epicness and elementary cellular automata
证明了有限型混合子移位上的元胞自动机是元胞自动机半群中的VonNeumann正则元当且仅当它在sofic移位和块映射范畴中分裂到它的像上.它来自于[S]。Törmä，2015]冯·诺依曼正则性是可判定的条件，我们对所有初等CA都判定它。
2018-10-10 cs.FL math.DS nlin.CG
Analysis of Timed and Long-Run Objectives for Markov Automata
马尔可夫自动机（MA）扩展了具有随机延迟和概率分支的标记转移系统。标记转换是瞬时的，并产生一个分布状态，而定时转换施加一个随机延迟由指数分布。因此，MA是连续时间马尔可夫链的非确定性变化。MA是组合的，用于为工程框架提供语义，如（动态）故障树，（广义）随机Petri网和架构分析与设计语言（AADL）。本文对并购进行了定量分析。我们考虑三个目标：预期时间，长期平均值和定时（间隔）可达性。预期时间目标集中于确定到达一组状态的最小（或最大）预期时间。长期目标决定了在考虑无限时间范围时处于一组状态的时间比例。定时可达性目标是关于计算在给定时间间隔内到达一组状态的概率。本文介绍了算法的基础和细节及其正确性证明。我们报告的几个案例研究进行了使用原型工具实现的算法，驱动的MAPA建模语言有效地生成MA。
2014-09-09 cs.FL cs.LO
On the Linear Components Space of S-boxes Generated by Orthogonal Cellular Automata
我们调查的S盒定义的正交元胞自动机（OCA），动机的事实，这样的CA总是定义双射向量布尔函数，因此可能是有趣的分组密码的设计。特别是，我们执行的所有非线性OCA对的直径$d=4$和$d=5$，生成的S盒的大小$6\times 6$和$8\times 8$，分别穷举搜索。令人惊讶的是，所有这些S盒都是线性的，因此它们对分组密码中混淆层的设计没有用处。然而，仔细观察这些S盒会发现一个非常有趣的结构。事实上，我们注意到，通过我们的穷举搜索发现的基于OCA的S盒的线性分量空间本身就是线性CA的内核，或者等价地，\emph{polynomial codes}。我们最后分类的多项式代码的S盒在我们的穷举搜索和观察，在大多数情况下，他们实际上对应于循环码的生成多项式$X^{b}+1$，其中$b=d-1$。虽然这些发现排除了使用OCA来设计分组密码中良好的S盒的可能性，但它们仍然为非线性OCA对的理论表征提供了一些有趣的见解，这仍然是一个悬而未决的问题。
2022-05-14 cs.CR cs.FL math.CO
A Finite Axiomatisation of Finite-State Automata Using String Diagrams
本文提出一种基于字符串图的有限状态自动机图解方法，实现了语言等价性的有限公理化，并将Kleene星号分解为更基本的代数块。
2023-02-14 cs.FL cs.LO
A String Diagrammatic Axiomatisation of Finite-State Automata
我们开发了一个完全图解的方法，有限状态自动机理论的基础上，重新解释他们通常的状态转换图形表示为二维语法的字符串图。此外，我们提供了一个等式理论，完全公理化语言等价在这个新的设置。这一理论有两个显著特点。首先，Kleene星是一个衍生概念，因为它可以分解成更原始的代数块。其次，建议的axiomatisation是有限的-结果是证明不可能获得的一维语法的正则表达式。
2020-11-04 cs.FL cs.LO math.CT
Finite-state Strategies in Delay Games
延迟博弈中的有限状态策略是什么？我们回答了这个令人惊讶的非平凡的问题，并提出了一个非常一般的框架计算这样的策略：它们存在的所有获胜的条件，自动机与接受条件，满足一定的聚合属性。我们的框架还产生上界的复杂性，确定这样的延迟游戏和上界的必要的前瞻赢得比赛的赢家。特别是，我们涵盖了所有以前的结果，这种特殊情况下，我们的统一方法。
2017-09-07 cs.FL cs.GT cs.LO
Bandwidth of Timed Automata: 3 Classes
本研究针对时间自动机语言的带宽渐近特性，提出两个结构准则将其划分为O(1)、Θ(log(1/ε))、Θ(1/ε)三类，证明无中间类别且分类问题为PSPACE完全，证明基于Simon因子分解森林定理。
2023-10-03 cs.FL cs.IT math.IT
On von Neumann regularity of cellular automata
我们证明了有限型一维双边混合子移位上的元胞自动机是元胞自动机半群中的vonNeumann正则元当且仅当它在sofic移位和块映射范畴中分裂到它的像上。从作者和Törmä以前的联合工作可以看出，冯·诺依曼正则性是一个可判定的条件，我们对所有初等CA都判定它，从而获得弱广义逆的最佳半径。非正则性的两个充分条件是有一个适当的sofic图像或图像中的一个点没有相同周期的原像。我们发现，非正规ECA 9和28不能证明非正规使用这些方法。我们还表明，一个随机的细胞自动机是不规则的高概率。
2022-09-27 cs.FL math.DS math.RA
Deterministic Suffix-reading Automata
Tata Consultancy Services Innovation Labs（塔塔咨询服务创新实验室）；Chennai Mathematical Institute（金奈数学研究所）；CNRS IRL 2000, ReLaX（法国国家科学研究中心国际研究联队2000，ReLaX）
本文提出确定性后缀阅读自动机（DSA），通过块状跳转识别正则语言更高效。研究发现DSA的最小状态数无法直接衡量其大小，且DFA到DSA的转换问题被证明为NP完全。
2026-05-06 cs.FL
Deterministic Suffix-reading Automata
该研究提出确定性后缀读取自动机（DSA）模型，以总规模为度量标准，给出DSA与DFA的转换方法，发现从规范DFA推导的最小DSA未必是语言的最小DSA，并证明判定给定总规模的等价DSA是否存在的问题是NP完全的。
2024-10-30 cs.FL
TARZAN: A Region-Based Library for Forward and Backward Reachability of Timed Automata (Extended Version)
Politecnico di Milano（米兰理工大学）
TARZAN是一个基于区域的验证库，通过跟踪时钟无界顺序来提高时序自动机的前向和后向可达性分析效率。
2026-02-17 cs.FL
Operational State Complexity of Block Languages
该文研究分组语言上若干运算的确定性与非确定性状态复杂度，发现部分场景下其复杂度上界小于有限语言的通用上界，并提出位图是研究这类语言最小自动机与运算的有效工具。
2024-09-11 cs.FL
Behavioral Memory under Symmetry in One-Way Quantum Automata
该研究针对单向量子自动机，通过算子代数理论分析对称下的行为记忆，揭示非交换性的最坏情况经典代价为一个状态，且对称可改变最坏记忆尺度。
2026-09-02 cs.FL quant-ph
Execution-time opacity problems in one-clock parametric timed automata
针对单时钟整数参数 PTA，本文研究完全执行时间不透明性空性，证明多参数不可判定、单参数可判定且可精确综合，并给出存在性变体的可判定性结果。
2024-10-02 cs.FL
Reversible Causal Graph Dynamics
因果图动力学将元胞自动机扩展到任意、有界度、时变图。整个图以离散的时间步长演化，这种全局演化需要具有许多类似物理学的对称性：平移不变性（它在任何地方都起作用）和因果关系（信息具有有限的传播速度）。我们再加上一个类似物理学的对称性，即可逆性。关键词：双射，可逆，单射，满射，一对一，到，凯莱图，Hedlund，块表示，格气自动机，可逆细胞自动机。
2017-06-02 cs.DM cs.FL
Compositional Liveness-Preserving Conformance Testing of Timed I/O Automata -- Technical Report
I/O一致性测试理论（例如，ioco）关注的是正式定义实现的可观察输出行为何时符合规范允许的行为。因此，人们提出了几种ioco的实时扩展，通常称为tioco，进一步考虑了动作之间允许的延迟。在本文中，我们提出了一个改进版的tioco，称为实时ioco（ltioco），解决现有定义的各种弱点。在这里，一个合理的适应静止（即，任何输出的可观察到的不存在）到实时行为的转换必须小心进行：因此，LTIOCO将允许发生的安全输出与强制在特定时间段内发生的实况输出区分开，从而引起静止的两个不同方面。此外，tioco经常被定义在时间I/O标记转换系统（TIOLTS），时间I/O自动机（TIOA）的语义模型，这是无限分支，因此不可行的实际测试工具。相反，我们扩展了理论的区域图，使有限的语义模型TIOA的ltioco测试。最后，我们调查ltioco的组合性与平行组成，包括适当的治疗沉默的过渡。
2019-09-10 cs.FL cs.LO cs.SE
