Order-invariant cluster first-order logic on graph classes of bounded degree
Univ Paris Est Creteil, LACL(巴黎东克雷泰伊大学,LACL)
本文提出一种新的逻辑,用于研究图类有界度上的顺序不变性,展示其在该类图中表达能力不超越一阶逻辑。
2026-06-26 cs.LO
On Expressive Powers of Timed Logics: Comparing Boundedness, Non-punctuality and Deterministic Freezing
时间时态逻辑表现出令人困惑的多样性的运营商和由此产生的可判定性和表达性属性也有很大的不同。我们研究了时间逻辑TPTL[U,S]和MTL[U,S]以及它们的几个片段的表达能力。扩展Etessami和Wilke的LTL EF游戏,我们定义了MTL Escherichfeucht-Fraisse游戏上的一对定时词。利用相关的EF定理,我们证明了时间逻辑BoundedMTL[U,S],MTL[F,P]和MITL[U,S](分别包含有界性,一元模态和非准时性的限制)都是两两不可比的.作为我们的第一个主要结果,我们证明了MTL[U,S]严格包含在冻结逻辑TPTL[U,S]中,从而推广了Bouyer等人的结果,并完成了1990年Baur和Henziger猜想的证明.我们还涉及到最近提出的确定性冻结逻辑TTL[X,Y](NP完全可满足性)MTL的表现力。作为我们的第二个主要结果,我们通过一个显式的约简证明了TTL[X,Y]严格地位于一元非准时逻辑MITL[F,P]内。这表明,具有准时性的确定性冻结在非准时MITL[F,P]中是可表达的。
2011-06-10 cs.LO
Dynamic Epistemic Logic of Resource Bounded Information Mining Agents
本文提出资源受限智能体半公开查询的动态认知逻辑,刻画付费私密答案、预算约束与群体共享资源查询,并证明其完备性、可判定性及高效模型检测。
2024-01-24 cs.LO
Succinctness of Order-Invariant Logics on Depth-Bounded Structures
研究了一阶逻辑和一元二阶逻辑的序不变句在有界树深结构上的表达能力和简洁性。一般来说,顺序不变是不可判定的,因此,人们努力寻找具有与顺序不变句子相同的表达能力的可判定语法的逻辑。我们表明,在有界树深度的结构,顺序不变的FO具有相同的表达能力FO。我们的证明技术允许对这种翻译的简洁性进行细粒度的分析。我们证明了,对于每一个顺序不变的FO句子存在一个FO句子,其大小是小学的原始句子的大小,其数量的交替是线性的树深度。我们得到类似的结果MSO。MSO和FO的表达能力在有界树深结构上是一致的。我们提供了一个翻译MSO FO,我们表明,这种翻译基本上是最佳的公式大小。作为进一步的结果,我们表明,顺序不变的MSO具有相同的表达能力,FO与有界树深度结构上的模计数量词。
2016-03-30 cs.LO
Comonadic semantics for hybrid logic and bounded fragments
在最近的工作中,comonads和相关的结构已被用来分析有限模型理论,描述复杂性和组合学中的一系列重要概念。我们将这种分析扩展到混合逻辑,一个广泛研究的基本模态逻辑的扩展,它对应于一阶逻辑的有界片段。除了描述混合逻辑和有界片段诱导的各种资源索引等价物,以及相关的结构组合分解,我们还给出了有限和无限情况下,在生成子结构下的不变性方面的有界公式的模型理论表征。
2021-10-19 cs.LO math.CT
Bounded Modal Logic: Explicit Scope Dependencies in Multi-Stage Programming
Kyoto University(京都大学)
有界模态逻辑通过结合直觉和模态转换,提供细粒度资源控制的理论支持。
2026-07-21 cs.LO
A Finite-Model-Theoretic View on Propositional Proof Complexity
本文建立了命题证明系统(如Horn归结、有界宽度归结、有界次多项式演算)与有限模型论中不动点逻辑之间的紧密对应关系,并利用这些联系为多项式演算证明下界提供了新工具。
2022-06-13 cs.LO
Improved Bounded Model Checking of Timed Automata
时间自动机(TA)是一个非常流行的建模形式主义的时间敏感的属性。一个常见的任务是验证TA的网络是否满足给定的属性,通常用线性时态逻辑(LTL)或时间计算树逻辑(TCTL)的子集表示。在本文中,我们建立在TACK有界模型检查TA,它支持基于信号的语义TA和更丰富的度量区间时态逻辑(MITL)。TACK将TA网络和属性编码为LTL的变体,即时钟约束LTL(CLTLoc)。产生的CLTLoc公式然后可以通过诸如Zot的工具求解,该工具将CLTLoc属性转换为可满足性模理论(SMT)求解器的输入逻辑。我们提出了一种新的方法,保留TACK的MITL属性的编码,同时直接到SMT求解器语言编码的TA网络,利用BitVector逻辑和逻辑的实算术。我们还介绍了几个优化,使我们能够显着优于CLTLoc编码在许多实际情况下。
2021-04-26 cs.LO
Local-Order-Invariant Logic on Classes of Bounded Degree
Proof School, USA(Proof School)
本文研究了有限度类上的局部顺序不变逻辑,证明其退化为一阶逻辑,并探讨了epsilon不变逻辑的上界。
2025-11-24 cs.LO math.LO
Decision Problems in a Logic for Reasoning about Reconfigurable Distributed Systems
我们考虑一个逻辑用于描述分布式系统的配置集,其网络拓扑结构可以在运行时改变,由重新配置程序。该逻辑使用归纳定义来描述具有无限数量的组件和交互的网络,使用乘法合取来编写,让人想起集束蕴涵和分离逻辑。我们研究了配置逻辑的可满足性和蕴涵问题的复杂性。此外,我们还考虑了鲁棒性属性,例如紧密性(所有交互都与组件完全连接吗?)和度有界性(每个分量都参与有限数量的相互作用吗?),后者是蕴涵的可判定性的成分。
2022-04-26 cs.LO
A Bitopological Approach to Finite Reduction and Bounded Exact-Value Certificates for Fitting's Finite Heyting-valued Modal Logic
Jadavpur University(贾达普大学);Indian Statistical Institute(印度统计研究所)
针对菲廷有限海廷值模态逻辑,采用关系双拓扑表示法获得有限状态归约,构造受模态深度约束的有限树状精确值证书,实现保留精确真值的极小满射归约与有界归约反例。
2026-08-07 cs.LO
The parameterized space complexity of model-checking bounded variable first-order logic
本文研究有界变量一阶查询模型检测的参数化空间复杂度,建立树层次结构完备性,提出高空间效率检测器,并探讨其最优性。
2019-09-19 cs.LO
Modulo-Counting First-Order Logic on Bounded Expansion Classes
我们证明了,在有界扩展类,每一个一阶公式与模计数是等价的,在线性时间可计算的一元扩展,一个存在的一阶公式。因此,我们得出,有界扩展类,一阶转换与模计数具有相同的编码能力作为存在的一阶转换。此外,模计数的一阶模型检验和计算的规模可定义在模计数的一阶逻辑可以实现在线性时间上有界的扩展类。作为应用,我们证明了一个图类具有结构有界扩张当且仅当它是一个有界扩张类中的一个有界深度顶点子式类。我们还展示了如何我们的结果可以用来实现快速矩阵演算有限域上的有界扩展矩阵。
2023-03-23 cs.LO math.CO
Bounded Arithmetic in Free Logic
有界算术的一个中心问题是巴斯的有界算术理论的层次结构是否崩溃。在本文中,我们重新制定巴斯的理论使用自由逻辑和猜想,这样的理论更容易处理。为了证明这一点,我们首先证明,巴斯的理论证明了我们的理论,其公式有界的复杂性的诱导自由片段的重叠。其次,我们证明了虽然我们的理论是基于一个明显较弱的逻辑,我们可以解释巴斯的层次理论,我们的理论使用一个简单的翻译。最后,我们调查有限哥德尔的句子在我们的系统中,希望证明一个理论在较低级别的巴斯的层次不能证明我们的理论,其公式具有较高的复杂性的归纳自由片段的一致性。
2012-08-11 cs.LO math.LO
Counting Homomorphisms from Hypergraphs of Bounded Generalised Hypertree Width: A Logical Characterisation
本研究提出双类型计数逻辑$GC^k$,证明其等价于广义超树宽度至多k的超图类上的同态不可区分性,将图领域的相关经典结论推广至超图场景。
2023-08-21 cs.LO
Monadic second order finite satisfiability and unbounded tree-width
Seese(1991)的经典结果证明了一元二阶逻辑的有限可满足性问题只能在有界树宽的结构类上判定。本文证明了以下问题是可判定的:输入:(i)一元二阶逻辑语句$α$,(ii)一个语句$β$,该语句在一阶逻辑的两变量片段中扩展为计数量词. $α$和$β$的词汇表可以相交。输出量:是否存在满足$α\landβ$的有限结构,使得该结构对$α$的词汇表的限制具有有界树宽?(The所需结构的树宽度不受限制)。因此,我们证明了可满足性问题的可判定性的有限结构的有界树宽度的逻辑扩展一元二阶逻辑的线性基数约束的形式$|X_{1}|+\cdots+|X_{r}|<|Y_{1}|+\cdots+|Y_{s}|$,其中$X_{i}$和$Y_{j}$是一元二阶变量。我们证明了WS1S的一个类似的扩展的可判定性。
2016-04-16 cs.LO
Technical Report: Model-Checking for Resource-Bounded ATL with Production and Consumption of Resources
文献中已经提出并研究了几种表示资源约束下联盟能力的逻辑。已有的工作表明,如果只考虑资源的消耗,或者系统中任意路径上产生或消耗的资源总量是有界的,那么几种标准逻辑(如资源有界联合逻辑(RB-CL)和资源有界交替时序逻辑(RB-ATL))的模型检验问题是可判定的.然而,对于具有无限资源生产和消费的联盟逻辑,只知道一些不可判定性结果。本文证明了资源无限生产和无限消耗的RB-ATL的模型检验问题是可判定的,但是EXPSPACE困难的.我们还调查了一些易于处理的情况下,并提供了一个详细的比较,资源逻辑RAL的一个变种,连同新的复杂性结果。
2015-04-25 cs.LO cs.MA
Randomisation and Derandomisation in Descriptive Complexity Theory
我们从逻辑的角度研究概率复杂性类和去随机化问题。对于每一个逻辑L,我们引入一个新的逻辑BPL,有界错误概率L,这是从L中定义的复杂性类BPP,有界错误概率多项式时间,是从PTIME中定义的类似的方式。我们的主要重点在于问题的去随机化,我们证明,有一个查询是可定义的BPFO,概率版本的一阶逻辑,但不是在Cinf,有限变量无穷逻辑计数。这意味着有限模型理论的许多标准逻辑,如传递闭包逻辑和不动点逻辑,无论有无计数,都不能去随机化。同样,我们提出了一个查询的有序结构,这是在BPFO定义的,但不是在一元二阶逻辑,和一个查询的加法结构,这是在BPFO定义的,但不是在FO。这些查询中的后一个表明,AC0(有界深度多项式大小的电路)的某些统一变体不能被去随机化。这些结果与大多数标准复杂性类可以去随机化的普遍看法相反。最后,我们注意到,BPIFP+C,概率版本的定点逻辑计数,捕获的复杂性类BPP,即使在无序结构。
2011-09-20 cs.LO
A Tree-Shaped Tableau for Checking the Satisfiability of Signal Temporal Logic with Bounded Temporal Operators
Politecnico di Milano(米兰理工大学);TU Wien(维也纳工业大学)
针对信息物理系统中带界时间算子的离散时间信号时序逻辑(STL)的可满足性检验需求,提出一种利用时间区间冗余加速的树形单次表算法,可拓展用于多种STL相关验证任务,性能优于现有最优编码方法。
2025-07-29 cs.LO
On the proof complexity of logics of bounded branching
研究了基本传递模态逻辑(K4,S4,GL,.)的扩展弗雷格(EF)系统的证明复杂性。用有界分支公理$\mathbf{BB}_k$扩充。首先,我们研究了这些逻辑的EF系统中的析取属性和更一般的扩展规则的可行性:我们表明,相应的决策问题减少到总coNP搜索问题(或等价地,不相交的NP对,在二进制的情况下);更确切地说,扩展规则的决策问题等价于经典EF系统的插值的某种特殊情况。接下来,我们使用这个特征证明超多项式(甚至指数,更强的假设)之间的EF和替代弗雷格(SF)系统的所有传递逻辑包含在$\mathbf{S4.2GrzBB_2}$或$\mathbf{GL.2BB_2}$的一些假设下弱于$\mathrm{PSPACE \ne NP}$分离。我们还证明了类似的结果超直觉逻辑:我们的特点的多结论维瑟规则的决策复杂性在EF系统的Gabbay-德容逻辑$\mathbf T_k$,我们显示EF和SF之间的条件分离的所有中间逻辑$\mathbf{T_2 + KC}$。
2022-05-16 cs.LO math.LO
Depth-bounded epistemic logic
本文提出深度有界认知逻辑DBEL及其公开宣告扩展DPAL,模拟智能体仅能推理有限模态深度的公式,给出公理化与复杂性结果,并应用于泥孩子问题以刻画所需深度知识界限。
2023-05-15 cs.LO math.LO
Effective MSO-Definability for Tree-width Bounded Models of an Inductive Separation Logic of Relations
本文研究关系分离逻辑SLR的MSO可定义性,提出一个可描述有界树宽图集合并能有效翻译为MSO的表达性片段,从而保证可满足性与蕴含问题的可判定性。
2024-02-25 cs.FL cs.LO
pacSTL: PAC-Bounded Signal Temporal Logic from Data-Driven Reachability Analysis
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校)
提出pacSTL框架,结合PAC有界可达集预测与区间STL,通过优化问题计算原子鲁棒性上下界并传播,实现规范级别的PAC有界鲁棒性评估,用于不确定动态系统的验证与监控。
2026-07-24 cs.LO cs.RO
Slicewise definability in first-order logic with bounded quantifier rank
对于每一个$q\in \mathbb N$,设$\textrm{FO}_q$表示量词秩至多为$q$的一阶逻辑FO的句子类。如果图形属性可以在$\textrm{FO}_q$中定义,则可以在时间$O(n^q)$中决定。因此,最小化$q$具有有利的算法结果。许多图的性质相当于存在一组大小为$k$的顶点。通常这只能用量词秩至少为$k$的句子来表达。我们使用颜色编码的方法来证明一些(超)图问题可以定义在$\textrm{FO}_q$,其中$q$是独立的$k$。图问题的这个性质等价于相应的参数化问题是否在类$\textrm{para-AC}^0$中的问题。对于我们的结果来说,关键的是FO-句子可以访问内置的加法和乘法。已知FO对应于电路复杂性类均匀$\textrm{AC}^0$。我们探讨了FO-语句的量词等级与$\textrm{AC}^0$ -回路深度之间的关系,证明了对于含有内建加法和乘法的结构,$\textrm{FO}_q \subsetneq \textrm{FO}_{q+1}$是等价的。
2017-04-11 cs.LO
Verification-Preserving Inlining in Automatic Separation Logic Verifiers (extended version)
有界验证已被证明是有用的,以检测错误,并增加在程序的正确性的信心。与无界验证相比,通过(有界)内联进行调用和通过(有界)展开进行循环的推理不需要方法规范和循环不变式,因此将注释开销降低到最低限度,即要验证的属性的规范。对于基于传统程序逻辑的验证器,通过内联(和展开)来保存验证:成功的程序w.r.t.某些注释意味着内联程序的成功验证。也就是说,在内联程序中检测到的任何错误都揭示了原始程序中的真正错误。但是,这个基本属性可能不适用于自动分离逻辑验证器,如Caper、GRASShopper、RefinedC、Steel、VeriFast和基于Viper的验证器。在这种情况下,内联通常会更改方法执行所拥有的资源,这可能会影响自动证明搜索算法并引入虚假错误。在本文中,我们提出了第一种技术,验证保持内联自动分离逻辑验证。我们确定了一个语义条件的程序,并证明在Isabelle/HOL,它确保了验证保持内联的最先进的自动分离逻辑验证。我们还证明了一个双重结果:成功验证的内联程序,确保有方法和循环注释,使验证的原始程序有界执行。为了自动检查我们的语义条件,我们提出了两个近似,可以检查语法和程序验证器,分别。我们实现这些检查毒蛇,并证明他们是有效的非平凡的例子,从不同的验证。
2023-03-13 cs.LO
On the Expressiveness and Monitoring of Metric Temporal Logic
本文提出度量时序逻辑(MTL)的扩展,使其在有界及无界时间域上达到与FO[<, +1]相同的表达能力,并据此设计了首个与迹长度无关的稠密实时监控程序。
2019-05-09 cs.LO
The Unary Fragments of Metric Interval Temporal Logic: Bounded versus Lower bound Constraints (Full Version)
我们研究了著名的度量区间时态逻辑MITL[U_I,S_I]的两个一元片段,并确定了它们的表达性和满足复杂性.我们证明了MITL[F_ \inf,P_ \inf ]对于偏序双向确定时间自动机(po 2DTA)是(令人惊讶的)表达完备的,并且从逻辑到自动机的约简给出了它的NP完全可满足性.我们还证明了一元模态只有有界区间的片段MITL[F_b,P_b]具有\nexptime -完全可满足性.但奇怪的是,MITL[F_b,P_b]严格地说不如MITL[F_ \inf,P_ \inf ]有表达性。我们提供了一个全面的图片的可判定性和表现力的各种一元片段的MITL。
2013-05-14 cs.FL cs.LO
Model Checking Resource Bounded Systems with Shared Resources via Alternating Büchi Pushdown Systems
资源受限的多智能体系统的验证一般是不可判定的。在许多这样的设置中,资源对于代理是私有的。本文研究了基于交替时序逻辑(ATL)的资源逻辑在共享资源下的模型检验问题。资源可以被消耗和生产到任何数量。我们表明,模型检验问题是不可判定的,如果两个或两个以上的这样的无界资源。我们的主要技术成果是,在一个单一的共享资源的情况下,问题变得可判定。虽然直观,可判定性的证明是不平凡的。我们减少模型检验的问题交替Büchi下推系统。一个中间结果连接到一般的基于自动机的验证:我们表明,模型检验计算树逻辑(CTL)(紧凑)交替Büchi下推系统是可判定的。
2015-08-14 cs.LO
Using Inhabitation in Bounded Combinatory Logic with Intersection Types for Composition Synthesis
我们描述了正在进行的工作,从软件组件库的自动组合合成的框架。这项工作是基于组合逻辑与交叉类型。这个想法是,组件被建模为类型的组合子,和居住的算法{ \textemdash }是否有一个组合项e与类型tau相对于环境伽玛?{ \textemdash }可用于合成组合物。在这里,Gamma以类型化组合子的形式表示存储库,tau指定合成目标,e是合成程序。我们说明我们的方法的例子,包括应用程序的GUI组件合成。
2013-07-31 cs.LO cs.SE
Decidability, Complexity, and Expressiveness of First-Order Logic Over the Subword Ordering
我们考虑一阶逻辑的子字排序有限的话,每个字是作为一个常数。我们的第一个结果是,$Σ_1$理论是不可判定的(已经超过两个字母)。我们调查的可判定性边界考虑片段,但一定数量的变量交替有界,这意味着变量必须始终量化的语言与有限数量的字母交替。我们证明了当至多两个变量不是交替有界的,$Σ_1$片段是可判定的,当三个变量不是交替有界的,它变得不可判定。对于更高的量词交替深度,我们证明了$Σ_2$片段已经是不可判定的一个变量没有交替界,当所有的变量是交替有界的,整个一阶理论是可判定的。
2021-09-24 cs.FL cs.LO
On the Parameterized Intractability of Monadic Second-Order Logic
Courcelle的一个著名结果是:如果C是一类有界树宽的图,则一元二阶逻辑(MSO_2)的模型检验是C上的固定参数线性时间参数化算法可处理的(fpt),其中参数是树宽加上公式的大小。一个直接的问题是,这是否是最好的,或者结果是否可以扩展到无限树宽的类。在本文中,我们表明,在树的宽度,定理不能进一步推广。更具体地说,我们证明了,如果C是一类图,这是封闭的着色,并满足一定的构造性条件,是这样的树宽度不受\log^{84} n,那么MSO_2-模型检验不是FPT,除非SAT可以解决在次指数时间。如果C的树宽不是多项式有界的,则MSO_2-模型检验不是fpt,除非多项式时间层次中的所有问题都能在次指数时间内求解。
2012-03-23 cs.LO
Temporal Runtime Verification using Monadic Difference Logic
在本文中,我们提出了一个算法进行运行时验证的有界时序逻辑超过定时运行。该算法由三个要素组成。首先,将待验证的有界时态公式转化为差分不等式上的一元一阶逻辑,我们称之为一元差分逻辑。其次,在定时运行的每一步,通过计算与该步的状态和时间的商来修改一元差分公式。第三,通过一元差分逻辑的判定过程来检验所得到的公式是重言式还是不可满足的。基于数据结构差分决策图,我们进一步给出了一元差分逻辑的简单决策过程。该算法是完备的,在一个非常强的意义上的一个子类的时间公式的特点是均匀monadic和它是近似的其他公式。近似值来自于这样一个事实,即并非所有不可满足或重言式公式都能在运行时验证的尽可能早的时间被识别。与现有的方法相反,所提出的算法不工作的语法重写,但采用有效的决策结构,使它们适用于在实际应用中,例如商业软件。
2007-05-31 cs.LO
Bounded Model Checking of Pointer Programs Revisited
指针程序的有界模型检验是一种调试技术,用于操作堆上动态分配的指针结构的程序。它基于以下四点意见。第一,错误条件(如悬空指针的解引用)可以用双变量一阶逻辑的~片段来表示。其次,片段在最弱的前提条件wrt下是封闭的。有限路径第三,数据结构,如树、列表等,可以通过在数据库片段中定义的归纳谓词来表达。最后,双变量逻辑和数据库的两个片段的组合是可判定的。在本文中,我们通过扩展底层逻辑的表达能力来改进这种技术。在~序列的例子中,我们证明了新的逻辑是能够建模更复杂的数据结构与更复杂的依赖堆和更复杂的分析。
2016-02-29 cs.LO cs.PL
Default Logic and Bounded Treewidth
TU Wien(维也纳工业大学);University of Potsdam(波茨坦大学);Leibniz Universität Hannover(汉诺威莱布尼茨大学)
本文研究了输入理论的一种图表示(半本原图)的树宽有界时的Reiter命题缺省逻辑。我们建立了一个关于树分解的动态规划算法,以决定一个理论是否有一个一致的稳定扩张(Ext)。我们的算法甚至可以用来枚举所有生成的默认值(ExtEnum),导致稳定的扩展。我们表明,我们的算法决定外的线性时间在输入理论和三倍指数时间的树宽(所谓的固定参数线性算法)。此外,我们的算法解决了ExtEnum的预计算步骤,是线性的输入理论和三倍指数的树宽,然后是一个线性延迟输出解决方案。
2017-12-30 cs.AI cs.CC cs.LO
Bounded Model Checking of Temporal Formulas with Alloy
Alloy是一种基于一阶关系逻辑的形式化建模语言,它不支持指定反应式系统。我们建议使用时序逻辑来指定这样的系统,并显示如何有界模型检验可以与合金分析仪进行。
2015-06-25 cs.LO cs.SE
Depth-bounded Epistemic Logic
MIT(麻省理工学院)
本文提出限制智能体模态推理深度的 DBEL 与支持公开宣告的 DPAL,给出公理化和复杂性结果,并以泥孩问题刻画所需深度知识的界。
2023-07-11 cs.AI cs.LO cs.MA
Taming Large Bounds in Synthesis from Bounded-Liveness Specifications (Full Version)
从时序逻辑规范的自动合成是一个有吸引力的替代手动系统设计,由于它的能力,从高层次的规范生成正确的建设实现。由于合成问题的高度复杂性,重要的研究工作已经针对开发实际有效的方法,限制规约语言片段。在本文中,我们专注于安全LTL片段的线性时态逻辑(LTL)的语法扩展有界时态算子。我们提出了一种新的合成方法的主要动机,有效地解决了合成问题的规范与有界的时间运营商,特别是那些大的界限。我们的方法的实验评估表明,对于这种类型的规范,它优于国家的最先进的合成工具,表明它是一个很有前途的方法,有效地处理定量的时间限制在安全规范。
2023-01-24 cs.LO
A Logic-based Tractable Approximation of Probability
University of Milan(米兰大学)
我们提供了一个逻辑框架,其中可以看到一个资源有限的代理执行概率推理的近似。我们的主要结果如下。首先,我们确定的条件下,命题概率函数可以近似由一个层次的深度有界的信念功能。其次,我们表明,在相当可口的限制,我们的近似概率导致不确定的推理,在该领域的通常假设下,有资格作为听话。
2022-05-06 cs.AI cs.LO
Deciding first order logic properties of matroids
Frick和Grohe [J. ACM 48(2006),1184-1206]引入了具有局部有界树宽度的图类的概念,并建立了在这样的图类中,每个一阶逻辑属性可以在几乎线性时间内确定。在这里,我们介绍了一个类似的概念拟阵(局部有界分支宽度),并显示存在一个固定参数算法的一阶逻辑性质的类的正规拟阵局部有界分支宽度。为了得到这一结果,我们证明了问题的存在,决定的电路的长度最多为k包含两个给定的元素是固定的参数听话的正规拟阵。
2011-08-27 cs.DM cs.DS cs.LO
Signal Convolution Logic
我们介绍了一种新的逻辑称为信号卷积逻辑(SCL),结合了时间逻辑与卷积滤波器从数字信号处理。SCL能够推理公式在有界区间内满足的时间百分比。我们证明,这种新的逻辑是一个合适的形式主义,有效地表达非功能性的要求,在网络物理系统显示嘈杂和不规则的行为。我们为它定义了一个定性和定量的语义,提供了一个有效的监测程序。最后,我们证明SCL在工作中监测人工胰腺控制器,用于自动输送胰岛素的1型糖尿病患者。
2018-09-17 cs.LO
A Probabilistic Temporal Logic with Frequency Operators and Its Model Checking
概率计算树逻辑(PCTL)和连续随机逻辑(CSL)通常分别用于描述离散时间和连续时间的概率属性规范。在PCTL和CSL中,执行满足某些时态性质的可能性可以通过其基本计算树逻辑(CTL)中路径量词的概率扩展来定量表示,但它们的路径公式在CTL中是通过相同的运算符来表示的。由于这个原因,它们都不能表示具有定量时间属性的公式,例如“某些属性在路径上超过80%的时间点(在某个有界区间内)保持不变”的形式。本文引入了一个新的时态算子来表达事件频率的概念,并在CTL \star的基础上定义了概率频率时态逻辑(PFTL)。因此,我们可以很容易地表示概率系统中的行为的时间属性。然而,它是很难开发一个完整的PFTL模型检查,由于丰富的表现力。相应地,我们开发了一个模型检测算法的CTL类片段的PFTL对有限状态马尔可夫链,和一个近似的模型检测算法的有界线性时序逻辑(LTL)类片段的PFTL对可数状态马尔可夫链。
2011-11-14 cs.LO
Order-Invariance in the Two-Variable Fragment of First-Order Logic
研究了序不变一阶逻辑的二元片段的表达能力。这种逻辑在两个方面不同于一阶逻辑:第一,公式只允许量化两个变量。第二,公式可以使用额外的二元关系,它在被审查的结构中被解释为线性顺序,前提是有限结构上的句子的真值永远不依赖于在其域上选择的线性顺序。我们证明了在有界度的结构类上,在这个逻辑中可表达的任何性质在一阶逻辑中都是可定义的。然后,我们表明,情况仍然是相同的,当我们添加计数量词这个逻辑。
2022-07-11 cs.LO
Linear Logic by Levels and Bounded Time Complexity
通过证明-程序对应,给出了线性逻辑中初等和确定性多项式时间计算的一个新的刻画。吉拉德的开创性成果,关于初等和轻型线性逻辑,实现了这一特点,强制执行分层原则的证明,使用的概念,深度的证明网。在这里,我们提出了一种更一般的分层形式,基于通过索引在证明网中诱导水平,这使我们能够扩展Girard的系统,同时保持相同的复杂性。特别是,事实证明,吉拉德的系统可以恢复,迫使深度和水平相一致。深度层次灵活性较高的一个后果是没有处理段落模式的框。我们利用这一事实,提出了一个变种,我们的polytime系统中的段落模态只允许原子,从而可以作为一个基础,为开发的pendida演算类型分配系统,更有效的打字算法比现有的。
2009-07-26 cs.CC cs.LO
Encodings of Bounded Synthesis
反应合成问题是计算满足时态逻辑中给定规范的系统。有界合成是我们接受的反应合成问题的解决方案的系统的最大尺寸的方法。其结果是,有界合成是可判定的,只要相应的验证问题是可判定的,并可以应用在经典的合成失败的设置,如在分布式系统的合成。本文研究有界综合背后的约束求解问题。我们考虑线性时间时序逻辑(LTL)的有界综合问题的约束系统作为布尔公式(SAT),量化的布尔公式(QBF),和依赖量化的布尔公式(DQBF)的不同减少。这些减少代表了简洁性和算法效率之间的不同权衡。在SAT编码中,系统的输入和状态都是显式表示的;在QBF中,输入是符号的,状态是显式的;在DQBF中,输入和状态都是符号的。我们使用反应合成竞赛(SYNTCOMP)和最先进的求解器的基准系统地评估编码。我们的关键,也许是令人惊讶的,实证发现是,QBF明显优于SAT和DQBF。
2018-03-26 cs.LO
Efficient Parallel Path Checking for Linear-Time Temporal Logic With Past and Bounds
路径检查是模型检验问题的一种特殊情况,其中所考虑的模型是单个路径,在监视、测试和验证中起着重要的作用。我们证明了线性时间时序逻辑(LTL),路径检查可以有效地并行化。除了核心逻辑,我们考虑扩展的LTL与有界未来(BLTL)和过去的时间(LTL+过去)运营商。尽管这两个扩展都以指数方式提高了逻辑的简洁性,但路径检查仍然可以有效地并行化:我们对LTL、LTL+Past和BLTL+Past的算法是在AC ^1(logDCFL)\subseteq NC中。
2012-10-19 cs.LO
On Relaxing Metric Information in Linear Temporal Logic
度量LTL公式依赖于next运算符来编码时间距离,而定性LTL公式仅使用until运算符。本文展示了如何将任何度量LTL公式M转换为定性公式Q,使得Q是可满足的当且仅当M在关于M中使用的最大距离的可变性有界的词上是可满足的(即,下一个的出现),但是Q的大小与这样的距离无关。除了理论上的兴趣,这一结果可以帮助简化验证系统的时间粒度的异质性,需要大的距离来表达粗粒度的动态细粒度的时间单位。
2011-06-17 cs.LO
Verification of Sometimes Termination of Lazy-Bounded Declarative Distributed Systems
针对通常不可判定的 DDS 模型检测问题,本文通过调整数据源边界、消息表达能力与通道类型,识别出有时终止性验证的可判定情形。
2023-08-19 cs.LO
A Logic for Non-Deterministic Parallel Abstract State Machines
我们开发了一个逻辑,使推理的单步的非确定性并行抽象状态机(ASM)。我们的逻辑建立在统一的逻辑介绍了Nanchen和Stärk推理分层(并行)ASM。我们在这方面的主要贡献是在逻辑形式主义中处理非决定论(有界和无界)。此外,我们这样做,而不牺牲逻辑的完整性的语句的单步的非确定性并行ASM,如规则的不变量,规则的一致性条件,或一步一步的规则等价。
2017-05-30 cs.LO
Tree-width for first order formulae
本文对一阶公式fotw,fotw(fotw)引入了树宽。我们表明,计算fotw是固定参数易处理的参数fotw。证明了在有界函数的公式类上,模型检验是固定参数的易处理的,参数为公式的长度。这是通过将公式fotw(k)<k转换为一阶逻辑的k变量片段L^k的公式来完成的。对于固定的k,给定的一阶公式是否等价于L^k公式的问题是不可判定的。相反,具有有界边界的一阶公式类是等价可判定的一阶逻辑的片段。我们的概念树宽度一般树宽度的合取查询的任意公式的一阶逻辑考虑到量词的相互作用在一个公式。此外,它比Chen和Dalmau(CSL 2005)定义的量化约束公式的消除宽度的概念更强大:对于量化约束公式,有界消除宽度和有界fotw都允许在多项式时间内进行模型检验。证明了量化约束公式的fotw由fotw的消元宽度有界,并给出了一类fotw有界的量化约束公式,其消元宽度为无界.类似的比较适用于Flum,Frick和Grohe(JACM 49,2002)定义的非递归分层数据集的严格树宽。最后,我们证明了fotw是一个无单调代价的警匪博弈。
2012-03-28 cs.LO
Complexity of Model Checking for Modal Dependence Logic
模态依赖逻辑(Modal Dependence Logic,MDL)是由Väänänen最近提出的。它通过操作符=()增强了基本模态语言。对于命题变量p_1,.,p_n原子式=(p_1,...,p_(n-1),p_n)直观地说明p_n的值仅由p_1,.,p_(n-1)。我们证明了Kripke结构上MDL公式的模型检验是NP完全的,并进一步考虑了通过限制允许的命题和模态连接词的集合而得到的MDL片段。事实证明,几个片段,例如,没有情态动词或没有命题连接词的句子仍然是NP完全的。我们还考虑了MDL的限制,其中每个单个依赖原子的长度由整个逻辑固定的数字限制。我们表明,这个有界MDL的模型检验问题仍然是NP完全的。我们还通过允许经典析取(由Sevenster引入)来扩展MDL,除了依赖析取之外,并表明经典析取总是至少与有界元依赖原子一样糟糕,在某些情况下甚至更糟,例如,只有两个析取的片段是NP完全的。此外,我们几乎完全分类的计算复杂性的模型检验问题的所有限制的命题和模态算子的无界以及有界MDL。
2012-01-27 cs.CC cs.LO
On the Parameterised Intractability of Monadic Second-Order Logic
Courcelle的一个著名的结果指出,如果C是一类有界树宽的图,则一元二阶逻辑的模型检验是C上的固定参数线性时间参数化算法。一个直接的问题是,这是否是最好的,或者结果是否可以扩展到无限树宽的类。在本文中,我们表明,在树的宽度,定理不能进一步推广。更具体地说,我们证明了,如果C是一类图,这是封闭的着色,并满足一定的构造性条件,使得C的树宽度是不是有界的log^{16}(n),那么MSO_2-模型检验是不是固定参数易处理的,除非满足性问题SAT命题逻辑可以解决在次指数时间。如果C的树宽不是多项式有界的,那么MSO_2-模型检验不是固定参数的易处理的,除非多项式时间层次中的所有问题,因此特别是NP中的所有问题,可以在次指数时间内解决。
2009-04-08 cs.CC cs.LO
Model Checking Existential Logic on Partially Ordered Sets
我们研究了在有限偏序集(简称偏序集)中检验存在句(即使用存在量词和所有布尔连接词构建的前缀形式的一阶句)是否为真的问题。偏序集是一个自反的、反对称的、传递的有向图。这个问题包括基本的嵌入问题,找到一个同构的副本偏序集作为诱导子结构的另一个偏序集。模型检验存在逻辑已经是NP-困难的固定偏序集,因此,我们研究的结构性质的偏序集产生条件的固定参数易处理的问题时,参数化的句子。我们确定宽度作为一个中心的结构属性(偏序集的宽度是成对的不可比元素的子集的最大大小),我们的主要算法的结果是,模型检验存在逻辑类的有限偏序集的有界宽度是固定参数听话。我们观察到一个类似的现象,在经典的复杂性,我们证明了同构问题是多项式时间有界宽度的偏序集类听话,这解决了一个开放的问题,为了理论。我们围绕我们的主要算法结果的复杂性结果限制较少,自然相邻类的有限偏序集,在这个意义上建立其紧密性。我们还将我们的工作与(并证明其独立性)的基本固定参数的有界度和有界宽度的有向图的模型检验的易处理性结果。
2014-04-15 cs.DS cs.LO
A Fine-Grained Dichotomy for Bounded-Variable Query Evaluation: The Calculus of Relations, a Boolean Modal Logic, and One-Variable Counting Logic
Chiba University(千叶大学);CyberAgent, Inc.(CyberAgent公司);National Institute of Informatics(信息学国立研究所)
本文针对稀疏结构上的有界变量布尔一阶查询,在稀疏MAX-3-SAT假设下证明了细粒度二分定理,刻画了可处理片段并归约到关系演算、新布尔模态逻辑和单变量计数逻辑。
2026-10-06 cs.CC cs.DB cs.LO
Tunable Reactive Synthesis for Lipschitz-Bounded Systems with Temporal Logic Specifications
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Zoox Inc.(Zoox公司)
本文提出了一种在存在对抗性输入的情况下,针对具有时间逻辑规范的闭环系统合成反应控制器的方法,利用利普希茨界和时间逻辑的定量语义,通过优化和SMT求解构建策略树,应用于自动驾驶领域。
2017-07-12 cs.LO cs.SY eess.SY