Non-Sequential Theory of Distributed Systems
这些课堂讲稿涵盖了并发和分布式系统的建模和验证的基本自动机理论概念和逻辑形式。这些概念中的许多自然地扩展了经典的自动机和逻辑，这些概念为建模顺序系统提供了一个框架。另一方面，分布式系统结合了几个（有限或递归）过程，因此将被建模为（分别为有限或下推）自动机的集合。分布式系统的一个关键参数是进程之间允许的交互类型。在这堂课中，我们将重点讨论消息传递范式。通常，分布式系统中的通信在事件之间创建复杂的依赖关系，当使用顺序的操作语义时，这些依赖关系被隐藏。这里采取的方法是基于忠实地保留并发事件的依赖关系。也就是说，系统的执行被建模为偏序或图，而不是事件序列。
2021-10-17 cs.FL cs.LO
A collective of stateless automata in a $n$-dimensional environment as a distributed dynamic automaton-like object: a model and its corollaries
在这项工作中，集体的相互作用的无状态自动机在离散的几何$n$ -dimensional环境被认为是一个完整的自动机类计算动态对象。对于这种分布在环境对象上的不同方法来定义状态转换的度量是可能的。我们提出了一种定义什么是状态的方法。这种方法是基于庞加莱解释的相对性概念。
2010-12-10 cs.DC cs.FL
Counter Machines and Distributed Automata: A Story about Exchanging Space and Time
我们证明了两类计数器机器和一类分布式自动机的等价性。我们的计数器机器对有限的字进行操作，它们从左到右读取，同时递增或递减固定数量的计数器。这两个类在它们提供的额外功能上有所不同：一个允许复制计数器值，而另一个允许计算计数器的无复制和。另一方面，我们的分布式自动机在代表单词的有向路径图上操作。路径的所有节点同步执行相同的有限状态机，其状态图必须是非循环的，除了自循环，每个节点接收其直接前任的状态作为输入。这些装置形成线性时间单向元胞自动机的子类。
2018-04-10 cs.DC cs.FL
A state of a dynamic computational structure distributed in an environment: a model and its corollaries
目前，人们对由底层规则计算环境组成的计算模型以及建立在它们之上的分布式计算结构有着极大的兴趣。这种模型的例子是细胞自动机，空间计算和时空晶体学。对于任何计算模型，定义不同但相关的计算结构的功能等价是很自然的。在有限自动机理论中，这种等价的一个例子是自动机同态，特别是自动机同构。如果我们继续坚持有限自动机理论，一个基本的问题出现了，什么是分布式计算结构的状态。本工作致力于具体解决这个问题。
2010-07-22 cs.DC cs.FL
Monitoring Spatially Distributed Cyber-Physical Systems with Alternating Finite Automata
本文提出从STREL逻辑规范构建加权交替有限自动机，以高效编码时空语义，并在模拟无人机群环境中实现离线和在线监控。
2025-03-27 cs.FL cs.LO cs.MA
Complexity of the emptiness problem for graph-walking automata and for tilings with star subgraphs
本文证明了两种识别图的模型：图行走自动机和星形子图拼接（星形自动机）的空性问题的可判定性。此外，证明了图行走自动机的非空性问题（即给定自动机是否接受至少一个图）是NEXP-完全的。对于将不确定树自动机推广到图的星自动机，证明了其非空性问题是NP-完全的。
2022-12-05 cs.FL
Completely reachable automata: an interplay between automata, graphs, and trees
一个确定性的有限自动机，其中每个非空的状态集出现作为一个适当的输入字的作用下的整个状态集的图像被称为完全可达。我们用图和树来描述这样的自动机。
2022-01-13 cs.FL
Non-deterministic asynchronous automata games and their undecidability
本文提出在非确定性异步转换系统上进行的ATS分布式博弈模型，证明其与已知不可判定的异步博弈等价，并得出ATS博弈不可判定的结论。
2024-10-06 cs.FL
Analyzing Timed Systems Using Tree Automata
本文提出用有限树自动机替代字自动机分析定时系统，通过将定时行为建模为有界树宽图并利用树自动机检查MSO性质，应用于定时下推系统等，实现状态可达性等时间抽象性质的分析。
2018-05-08 cs.FL cs.LO
Fully Automated Shape Analysis Based on Forest Automata
森林自动机（FA）最近被提出作为复杂堆结构的形状分析工具。FA以树自动机元组的形式对堆图的树分解集合进行编码。为了表示复杂的堆图，FA的概念允许提供用户定义的FA（称为框），这些框编码形状图的重复图形模式，以用作其他更高级别FA的字母符号。在本文中，我们提出了一种新的技术，自动学习FA被用作框，避免了手动提供它们的需要。此外，我们提出了一个显着的改进，在分析中使用的自动机抽象。其结果是一种高效的全自动分析，甚至可以处理像跳表这样复杂的数据结构，其性能可与基于分离逻辑的最先进的全自动工具相媲美，然而，它只专门处理链表。
2013-04-21 cs.FL cs.LO
Homomorphisms on graph-walking automata
图行走自动机（Graph-walking automata，GWA）是一种使用有限状态控制的图遍历模型：这些自动机在输入图的节点之间移动，跟随它的边。本文研究了节点替换图同态对这些自动机的可识别性的影响。不难看出，GWA所识别的图语言族在逆同态下是封闭的。本文的主要结果是，对于$n$ -状态自动机操作的图与$k$标签的边缘端点，逆同态图像需要GWA与$kn+O(1)$状态在最坏的情况下。第二个结果是，对于树行走自动机，它们识别的族在单射同态下是不封闭的。在这里的证明是基于一个简单的正规树语言的同态特征。
2021-11-19 cs.FL
Systems of Graph Formulas and their Equivalence to Alternating Graph Automata
Umeå universitet（于默奥大学）；Universität Bremen（不来梅大学）；Universität der Bundeswehr München（慕尼黑联邦国防军大学）
本文提出图公式系统，证明其与交替图自动机在图语言规范上的等价性，从而建立了自动机理论与逻辑方法之间的桥梁。
2026-01-22 cs.FL
Reachability Analysis of Reversal-bounded Automata on Series-Parallel Graphs
字符串上的有限状态自动机的扩展，如多头自动机或多计数器自动机，已成功地用于编码许多无限状态非正则验证问题。在本文中，我们考虑一个推广的自动机理论的无限状态验证从字符串标记串并行图。我们定义了一个模型的非确定性，2路，并发自动机工作串并行图和通信通过共享寄存器的节点上的图形。我们考虑以下验证问题：给定一个系列的串并行图描述的上下文无关的图转换系统（GTS），并在串并行图的并发自动机，是一些图所产生的GTS接受的自动机？一般的问题是不可判定的已经（单向）多头自动机字符串。我们表明，一个有界的版本，其中自动机使固定数量的反转沿图，并使用固定数量的共享寄存器是可判定的，即使有没有约束的GTS生成的串并行图的大小。我们的可判定性结果是基于建立上下文切换的数量是有界的，并对有界并发自动机的计算进行编码，以将空性问题减少到下推自动机的空性问题。
2015-09-24 cs.FL
Finite Automata for Efficient Graph Recognition
本文在超边替换图文法框架下，将有限自动机从字符串提升到图，通过修改的幂集构造实现确定性化，并给出无需回溯识别图的充分条件。
2025-03-26 cs.FL
On distributed monitoring of asynchronous systems
分布式系统是出了名的难以理解和分析，以维护其正确w.r.t.给定属性。一旦活动实体（对等体、代理、进程等）以异步方式运行，它们通常会表现出大量不同的行为。这样的系统的模型化已经是一项重要的任务，更不用说它们的形式化验证了。本文的目的是讨论一个简单的模型的有限状态分布式自动机的分布式监控问题的基础上共享的行动，称为异步自动机。监视是一个与运行时验证相关的问题：假设我们必须针对未知或非常复杂的系统$A$检查属性$L$，因此经典的静态分析是不可能的。因此，使用监视器而不是模型检查，它在运行时检查底层系统的属性。我们在这里感兴趣的是监视异步自动机建模的分布式系统。要求监视器与底层系统属于同一类型是很自然的，因此我们在这里考虑分布式监视。分布式监视器不具有系统的全局视图，因此我们提出了局部可监视跟踪语言的概念。我们的主要结果表明，如果分布式字母表的行动是连接的，如果$L$是一个集的无限迹，使$L$和它的补充$L^c$是可数的联合的局部安全语言，那么$L$是局部监测。我们还表明，在无限的痕迹，可识别可数工会的局部安全的语言正是确定性语言的补充。
2012-08-10 cs.FL cs.LO
The Cerny conjecture for automata respecting intervals of a directed graph
切尔内什猜想指出，对于每一个有n个状态的同步自动机，都存在一个长度不超过（n-11）^2的重置字。我们证明了这一猜想的一类自动机保持一定性质的区间的有向图。我们的结果统一和推广了前人的一些结果。
2012-07-11 cs.FL
Graph Reachability and Pebble Automata over Infinite Alphabets
设D表示一个无限字母表--一个由无限多个符号组成的集合。一个单词w = a_0 b_0 a_1 b_1. D上偶数长度的a_n b_n可以看作是一个有向图G_w，其顶点是出现在w中的符号，边是（a_0，b_0），（a_1，b_1），.，（a_n，b_n）。对于一个正整数m，定义一种语言R_m，使得一个词w = a_0 b_0. a_n b_n在R_m中当且仅当图G_w中存在一条从顶点a_0到顶点b_n的长度<= m的路。我们建立了无限字母表上卵石自动机的如下层次定理。对于每一个正整数k，（i）存在一个接受语言R_{2^k-1}的k-pebble自动机;（ii）不存在接受语言R_{2^{k+1} - 2}的k-pebble自动机。基于这一结果，我们建立了一些以前未知的关系，一些类的语言在无限的字母表。
2012-04-10 cs.FL cs.LO
Unfolding of Finite Concurrent Automata
我们考虑可识别的跟踪重写系统与水平正规上下文（RTL）。如果一个跟踪语言的元素的Foata范式集合是正则的，则该跟踪语言是水平正则的。我们证明了RTL的重写图是字自动的。因此，它的一阶理论是可判定的。然后，我们证明了具有可达关系的有限并发自动机的并发开折是RTL图。由此可见，具有这种展开的可达性谓词（FO[Reach]理论）的一阶理论是可判定的。据了解，这一性质也适用于地面项重写图。我们提供了有限并发自动机的并发展开失败的地面长期重写图的例子。无限网格树（对于无限网格的每个顶点，都有一条从该顶点到无限网格副本原点的边）就是这样一种展开。我们证明了无限格树不是基项重写图。我们由此得到了一类新的具有可判定FO[Reach]理论的图.
2018-10-05 cs.FL cs.LO
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
Graph-based automata
本文研究基于图的自动机，将其语言与图的路径对应，证明树语言存在唯一最小图及同态最小图，并引入剩余语言以捕获图的结构信息如色数。
2026-09-09 cs.FL math.CO
Analyzing Büchi Automata with Graph Neural Networks
University of Fribourg（弗里堡大学）；University of Applied Sciences and Arts Western Switzerland（瑞士西部应用科学与艺术大学）
无限词上的Büchi自动机是程序验证和模型检验中的重要问题。Büchi自动机上的许多问题在计算上都很困难，这就提出了一个问题，即基于学习的数据驱动分析是否比使用传统算法更有效。由于Büchi自动机可以用图来表示，因此图神经网络是这种基于学习的分析的自然选择。在本文中，我们演示了如何使用图神经网络来可靠地预测Büchi自动机的基本属性时，自动生成的随机自动机数据集进行训练。
2022-06-20 cs.FL cs.LG
Multiparty Compatibility in Communicating Automata: Characterisation and Synthesis of Global Session Types
多方会话类型是一种类型系统，它通过对分布式对等点之间的交互进行全局规范来保证分布式对等点的安全性和活性。为了构建一个全球性的规范，从一组分布式的不受控制的行为，本文探讨了充分刻画多方会话类型的通信自动机方面的问题。我们配备了全球和本地会话类型的标记转换系统（LTS），忠实地代表通过无界缓冲通道的异步通信。使用两个LTS之间的等价性，我们确定了一类通信自动机，完全对应于投影的本地类型。我们展示了一个算法来合成一个全局类型的通信自动机的集合。我们的研究结果的关键属性是多方兼容性的概念，非平凡地扩展二元会话类型的对偶条件。
2013-04-06 cs.DC cs.FL
Equivalence Testing of Weighted Automata over Partially Commutative Monoids
我们研究\emph{multiplicity equivalence}测试自动机部分交换幺半群（PC幺半群），并在特殊情况下，利用结构的基础非交换图的幺半群显示有效的算法。具体地说，如果pc幺半群的非对易图的团覆盖数（覆盖该图的最小团数）为常数，我们得到了一个确定性的拟多项式时间算法。作为结果，我们还得到了$k$ -带自动机多重数等价性检验和确定性$k$-带自动机对常数$k$的等价性检验的第一个确定性拟多项式时间算法.在此之前，Worrell [ICALP 2013]给出了上述问题的随机多项式时间算法。我们还考虑了pc幺半群的非交换图的覆盖组成的最多$k$集团和星形图的任何常数$k$。我们得到了这类幺半群上自动机多重等价性检验的随机多项式时间算法。
2020-05-31 cs.FL
GrappaRE -- A Tool for Efficient Graph Recognition Based on Finite Automata and Regular Expressions
本文介绍工具GrappaRE，它利用有限自动机和正则表达式高效识别图语言，并验证了线性时间识别性能。
2025-03-26 cs.FL
Games on Graphs: From Logic and Automata to Algorithms
本书系统梳理图上无限持续博弈，从自动机与逻辑起源讲到程序验证、综合及优化、强化学习等跨领域应用。
2025-07-29 cs.FL cs.GT cs.LO
State complexity of halting, returning and reversible graph-walking automata
图行走自动机（Graph-walking automata，GWA）通过沿着边在节点之间移动来遍历图，使用有限状态控制来决定下一步去哪里。已知每个GWA可以被变换为在每个输入上暂停的GWA、返回到初始节点以便接受的GWA、以及可逆的GWA。本文建立了这些转换的状态爆破的下界，以及密切匹配的上界。研究表明，使一个遍历$k$ -ary图的$n$ -state GWA在每个输入上都停顿，在最坏情况下需要至多$2nk+1$状态和至少$2(n-1)(k-3)$状态;使一个GWA在接受前返回到初始节点，在最坏情况下需要至多$2nk+n$状态和至少$2(n-1)(k-3)$状态;同时满足这两个性质的自动机在最坏情况下至多$4nk+1$状态和至少$4(n-1)(k-3)$状态.可逆自动机在最坏情况下最多有$4nk+1$状态，至少有$4(n-1)(k-3)-1$状态。
2020-11-30 cs.FL
Graph Spectral Properties of Deterministic Finite Automata
我们证明了一个最小的自动机有一个最小的邻接矩阵秩和一个最小的邻接矩阵null使用公平划分（从图谱理论）和Nerode划分（从自动机理论）。这个结果自然地将矩阵秩的概念引入到正则语言L中，L是识别L的确定性自动机的最小邻接矩阵秩。然后，我们定义并专注于秩一语言：一类语言的最小自动机的秩是一个。我们还定义了一个秩一语言的扩展规范自动机。
2014-05-11 cs.FL
Deque languages, automata and planar graphs
双端队列自动机的记忆比一个队列或两个堆栈更一般，为了避免过度泛化，我们考虑准实时操作。给出了这类自动机的范式。Deque语言形成了一个AFL，但不是一个完整的AFL。我们定义的特点双端语言，CDL，它结合了戴克和AntiDyck（或FIFO）的语言，和同态特征的双端语言。双端图的概念，从图论，很好地表示双端计算通过一个平面的哈密顿图在一个圆柱体上，边可视化生产者-消费者关系的双端符号。我们给出了等价的定义CDL的标记双曲图，取消规则，并通过洗牌和交叉的简单的语言。句子的标记双端图推广了传统的语法树。圆柱体上的deque计算布局充满了理论（生物）化学中使用的3D模型。
2018-06-18 cs.FL
Generalized Cayley Graphs and Cellular Automata over them
凯莱图有许多有用的特性：能够图形化地表示群生成的元素及其关系;命名相对于一个点的所有顶点;以及它们有一个定义良好的平移概念。我们提出了一个与语言相关联的图的概念，它保存或概括了这些功能。而凯莱图是非常规则的，关联图是任意的，尽管有界度。此外，众所周知，元胞自动机可以被表征为在使其成为紧致度量空间的配置集合上的距离上的连续不变函数的集合;这种观点使得很容易将其定义从网格扩展到凯莱图。同样，我们将它们的定义扩展到这些任意的、有界度的、时变的图。得到的广义Cayley图上的元胞自动机的概念在复合和反演下是稳定的。关键词：因果图动力学，Curtis-Hedlund-Lyndon，动态网络，布尔网络，生成网络自动机，图自动机，图重写自动机，L系统，并行图变换，合并图变换，时变图，Regge演算，局部，无信号，可逆性。
2014-05-21 cs.DM cs.FL gr-qc
Applications in Enumerative Combinatorics of Infinite Weighted Automata and Graphs
在本文中，我们研究了无限加权自动机和一般的方法来解决各种经典的格路计数问题的统一方式。这个计数问题与Dyck路、Motzkin路和一些推广有关。这些方法使用加权自动机，方程的普通生成函数和连续分数。它是J. Rutten提出的一个变体。
2013-12-25 cs.DM cs.FL math.CO
Automata on Graph Alphabets
EPITA Research Lab (LRE)（EPITA研究实验室）；LMF, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学LMF）
本文研究了基于图字典的自动机理论，提出了图字典上的正则语言定义，并探讨了其与传统正则语言的异同。
2026-02-10 cs.FL
Turing Automata and Graph Machines
引入指标么半群代数作为自对偶紧闭范畴的一个等价结构，并证明了这类代数范畴的一个凝聚定理。通过推广经典的图灵机概念，定义了图灵自动机和图灵图机，使这类机器的集合成为一个指标幺半群代数。通过对冯·诺依曼数据流计算机体系结构的类比，提出了图灵图机作为潜在可逆的低级通用计算设备，并给出了一个真正可逆的分子尺寸硬件模型作为例子.
2010-06-08 cs.DM cs.FL
Pushdown automata, lambda-graph systems and C*-algebras
一个$λ$ -图系统是一个带有某种附加结构的标号Bratteli图，它表示一个子移位并产生一个$C^*$ -代数.本文从下推自动机出发构造了一个$λ$ -图系统，使得该自动机所接受的语言与$λ$ -图系统所给出的子移位的可接受词的语言一致.给出了接受Markov-Dyck移位和sofic-Dyck移位语言的下推自动机的$λ$ -图系统。
2014-07-26 cs.FL math.DS math.OA
Automata and Graph Compression
自动机在语音处理和其他自然语言处理任务中有着广泛的应用。该框架扩展到图形压缩。类似于平稳遍历过程，我们制定了一个概率过程的图形和自动机生成，捕捉现实世界的现象，并提供了一个通用的压缩方案LZA这个概率模型。此外，我们表明，LZA显着优于其他压缩技术，如gzip和UNIX压缩命令的几个合成和真实的数据集。
2015-02-25 cs.DS cs.FL cs.IT
Formal Analysis of the Contract Automata Runtime Environment with Uppaal: Modelling, Verification and Testing
Formal Methods and Tools Lab, ISTI–CNR, Pisa, Italy（ISTI-国家研究委员会，意大利比萨）
本文基于Uppaal对合同自动机运行环境进行形式化建模、验证与测试，以提升开源分布式应用的可靠性。
2026-03-04 cs.FL cs.SE
On Complementing Unambiguous Automata and Graphs With Many Cliques and Cocliques
我们表明，任何明确的有限自动机与$n$状态存在一个明确的有限自动机与$\sqrt{n+1} \cdot 2^{n/2}$状态，承认补充语言。这建立并改进了Jirásek等人的类似结果[Int. J. Found. Comput. Sci. 29（5）（2018）]。我们的改进是基于一个减少和分析的问题，从极值图论：我们表明，对于任何图形与$n$顶点，其集团的数量与其cocliques（独立集）的数量的产品是有界的$(n+1) 2^n$。
2022-03-15 cs.FL
The problem with probabilistic DAG automata for semantic graphs
University of Edinburgh（爱丁堡大学）
近年来，以有向无环图（DAG）形式的语义表示已经被引入，为了对它们进行建模，我们需要DAG的概率模型。有一个模型已经引起了一些注意是DAG自动机，但它还没有被研究作为一个概率模型。我们发现，一些DAG自动机不能成为有用的概率模型，几乎普遍的战略分配权重的过渡。这个问题影响单根，多根，和无界度的DAG自动机的变种，似乎是普遍存在的。它不影响平面变体，但由于其他原因，这些变体是有问题的。
2019-04-06 cs.CL cs.FL
Avoiding Shared Clocks in Networks of Timed Automata
时间自动机网络（NTA）被广泛用于分布式实时系统的建模。在文献中，自动机经常被允许共享时钟，即一个自动机的转换可以由另一个自动机重置的时钟值的条件来保护。当考虑在分布式架构中实现这种模型时，这是一个问题，因为先验地读取时钟需要在模型中没有明确描述的通信。我们关注以下问题：给定NTA A1|| A2，其中A2读取一些由A1复位的时钟，是否存在NTA A '1|| A '2没有共享时钟，与初始NTA具有相同的行为？为此，我们允许自动机仅在同步期间交换信息，特别是通过复制其邻居的时钟值。我们讨论的问题的形式化，并定义一个适当的行为等价。然后，我们给出了一个标准，使用上下文定时转换系统的概念，它表示的行为时，A2与A1并行。最后，我们有效地构建了A '1|| #20020;存在的时候。
2013-11-12 cs.FL
Hankel Matrices for Weighted Visibly Pushdown Automata
词函数和图参数的Hankel矩阵（又名连接矩阵）在自动机理论、图论和机器学习中有着广泛的应用。我们给出了嵌套词上实值函数的一个特征，该特征可由加权可见下推自动机识别，并可由嵌套词上的Hankel矩阵表示。这补充了C。用加权一元二阶逻辑刻划Mathissen。
2016-06-27 cs.FL
Quantum finite automata: survey, status and research directions
量子计算涉及基于量子力学原理的计算机技术，在量子层面上执行操作。量子计算模型使得分析计算所需的资源成为可能。量子自动机可以分为：量子有限自动机、量子顺序机、量子下推自动机、量子图灵机和正交模格值自动机。这些模型对于确定各种计算特征的表达能力和边界是有用的。鉴于量子计算理论研究的现状，对文献进行系统的回顾似乎是及时的。本文试图提供一个全面和系统的分析量子有限自动机模型，量子有限自动机模型与密度算子和量子有限自动机模型与经典状态，交互式证明系统，量子通信复杂性和查询复杂性的文献中描述的。量子有限自动机相关论文的统计显示和开放的问题确定为更先进的研究。量子自动机理论的研究现状可以分为几类。本文的研究工作也着重介绍了量子自动机模型的前人研究、现状和未来发展方向。
2019-01-23 cs.FL
A Compositional Approach for Schedulability Analysis of Distributed Avionics Systems
这项工作提出了一个组成的分布式集成模块化航空电子（DIMA）系统，包括空间分布的ARINC-653模块连接一个统一的AFDX网络的可扩展性分析的方法。我们在UPPAAL中将DIMA系统建模为一组秒表自动机，通过模型检验验证其可并行性。然而，直接的模型检验是不可行的，由于大的状态空间。因此，我们引入了组合分析，它检查每个分区，包括单独的通信环境。基于消息接口的概念，构建了一些消息发送者自动机来为分区的环境建模。我们定义了一个定时选择模拟关系，它支持复合消息接口的建设。通过使用假设保证推理，我们确保每个任务都满足最后期限，并且通信约束也在全球范围内得到满足。该方法被应用到一个具体的DIMA系统的分析。
2018-06-26 cs.FL cs.LO cs.SE
Distributed graph problems through an automata-theoretic lens
图问题的局部性是最小距离$T$，使得每个节点可以基于其半径- $T$邻域选择其自己的部分解。在许多情况下，当且仅当一个图的局部性很小时，它才能用分布式或并行算法有效地解决。在这项工作中，我们寻求自动化的可解性和局部性的研究：鉴于描述的图形问题$Π$，我们想确定$Π$是可解的，什么是渐近局部性的$Π$作为一个函数的大小的图形。换句话说，我们寻求自动合成高效的分布式和并行算法求解$Π$。我们专注于局部可检查图的问题，这些问题的解决方案是全球可行的，如果它看起来可行的所有常数半径的邻域。关于这类问题的先前工作主要带来了坏消息：与局部性相关的问题通常是不可判定的，并且即使我们关注标记路径和循环的情况，确定局部性也是$\mathsf{PSPACE}$ -hard（Balliu et al.，PODC 2019）。我们补充以前的负面结果与有效的算法的情况下，未标记的路径和循环，作为一个扩展，根树。我们引入了一个新的自动机理论的角度来研究局部可检查图的问题。我们表示为一个非确定性有限自动机$\mathcal{M}$在一元字母表的局部可检查的问题$Π$。我们确定多项式时间可计算的自动机$\mathcal{M}$，几乎完全捕获$Π$的可解性和局部性的循环和路径，除了一个特定的情况下，是$\mbox{co-$ \mathsf{NP} $}$ -完成。
2021-12-13 cs.CC cs.DC cs.FL
Algorithms for Glushkov K-graphs
由正则表达式到非确定自动机的转换所产生的自动机具有相当特殊的转换图。我们把它们称为Glushkov图，以纪念他的好表达式自动机算法捷径（抽象自动机的合成算法，Ukr。马特Zhurnal，12（2）：147-156，1960，In Russian）. Glushkov图已经被刻画（P. Caron和D. Ziadi，Glushkov automata的特征。理论计算。科学，233（1-2）：75-90，2000）。我们将展示如何进行，在一定的限制下，这种特征的加权Glushkov图。在半环K中，权被定义为加权有限自动机（WFA）的转移Glushkov K-图，它是由广义Glushkov构造（P. Caron and M. Flouret，Glushkov construction for series：the non-commutative case，Internat. J. Comput.数学、80（4）：457-472，2003）。它的工作条件是半环K是阶乘的，并且K-表达式是Bruggeman-Klein的所谓的星型范式（SNF）（Regularexpressions into finite automata，Theoret. Comput.科学，120（2）：197-213，1993）对阶乘半环的限制确保获得算法。如果每个K-表达式都等价于具有相同文字长度的某些表达式，则对S…
2011-11-21 cs.FL
Undecidability of the Emptiness Problem for Weak Models of Distributed Computing
本文研究弱异步分布式计算模型中分布式自动机的空性问题，证明在七个表达能力等价类中，有六个类的空性问题不可判定，仅一个类平凡可判定。
2025-04-09 cs.FL
State Space Reduction for Reachability Graph of CSM Automata
经典的CTL时态逻辑是建立在具有交错模型并发的系统上的。许多尝试是为了解决状态空间爆炸问题（例如，组合模型检验）。有一些基于动作独立性的状态空间缩减方法。然而，在CSM模型，这是基于重合而不是交错，动作的独立性不能定义。因此，提出了基于相同的时间后果，而不是独立的行动的状态空间约简。新的减少不如交织系统好，因为在减少之前必须获得状态的所有后继者（在两个级别的深度）。这导致状态空间的表示所需的空间的减少，但不是在状态空间构造的时间。然而，在CSM系统的常规状态空间中可能会发生很多节省。
2017-10-25 cs.FL cs.LO cs.SE
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
Checking Timed Bisimilarity with Virtual Clocks
Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；University of Siegen（锡根大学）；Accso – Accelerated Solutions GmbH（Accso-加速解决方案有限公司）
本文提出了一种扩展区图的虚拟时钟表示法，用于解决定时自动机的双射性检查问题，该方法在平均情况下比区域图更小，并通过实验验证了其有效性。
2026-08-31 cs.FL
Causal graph dynamics
我们将元胞自动机理论扩展到任意时变图。换句话说，我们形式化，并证明定理，直观的想法，一个标记的图，它在时间上的发展-但在自然的约束下，信息只能以有限的速度传输，相对于由图形给出的距离。也推广了平行不变性的概念。我们为这些“因果图动力学”提供的定义是简单和公理化的。我们提供的定理也表明它是鲁棒的。例如，因果图动力学在复合和半径1的限制下是稳定的。在有限的情况下，细胞自动机理论的一些基本事实仍然存在：因果图动力学承认连续函数的特征，并且它们在反演下是稳定的。所提供的例子表明了这个数学对象的广泛应用，从复杂系统科学到理论物理。关键词：动态网络，布尔网络，生成网络自动机，凯莱细胞自动机，图自动机，图重写自动机，并行图变换，合并图变换，时变图，Regge演算，局部，无信号。
2012-05-08 cs.DM cs.FL gr-qc
Regular Intersection Emptiness of Graph Problems: Finding a Needle in a Haystack of Graphs with the Help of Automata
Universität Trier（特里尔大学）
组合问题P的Int_reg-problem的要求，给定一个非确定性自动机M作为输入，语言L（M）接受M是否包含任何积极的问题P的实例。我们考虑了一些不同的图形问题的Int_reg-problem，并给出了一般的标准，这些Int_reg-problem的决策程序。为了实现这一目标，我们考虑一个自然的图编码，使所有的图编码的语言是正规的。然后，我们从形式语言理论的领域中得出了经典的抽运和抽运参数与编码图上诱导的图操作之间的联系。我们的技术适用于除其他外的Int_reg-problem的著名的图形问题，如顶点覆盖和独立集，以及子图问题，图形编辑问题和图形分区问题，包括着色问题。
2020-03-12 cs.CL cs.FL
Graph and wreath products of cellular automata
本文证明了双侧全移位自同构群的子群在可数图积下封闭，引入无 $A$-消除的群作用概念，并证明有限阿贝尔群与元胞自动机群的圈积可嵌入全移位自同构群，同时将结论推广至单侧情形。
2025-05-05 cs.FL math.DS math.GR
A Characterization of Completely Reachable Automata
一个完全确定的有限自动机，其中状态集的每个非空子集在一个适当的输入字的作用下作为整个状态集的图像出现，被称为完全可达。我们刻画完全可达自动机在某些有向图。
2018-05-08 cs.FL
String Diagrammatic Trace Theory
本文将幺半范畴中的形式语言理论扩展至多类对称情形，通过引入对称幺半自动机统一了 Mazurkiewicz 迹语言与 Zielonka 异步自动机，并利用字符串图推导迹的串行化。
2023-06-28 cs.FL math.CT
Near Optimal Task Graph Scheduling with Priced Timed Automata and Priced Timed Markov Decision Processes
任务图调度是计算机科学中的一个相关问题，在现实世界的各个领域都有应用。任务图调度遭受组合爆炸，因此找到最佳的调度器是一项困难的任务。在本文中，我们提出了一种方法来计算接近最佳的抢占式和非抢占式的任务图的竞争者。在定价时间自动机（PTA）和定价时间马尔可夫决策过程（PTMDP）中，任务图调度问题被归结为通过最快路径的位置可达性。此外，我们探索使用链，以减少计算时间，寻找时间表的影响。我们已经在UPPAAL CORA和UPPAAL STRATEGO中实现了我们的模型。我们进行了详尽的实验评估，我们将我们得到的时间表与最先进的工具的最知名的时间表进行比较。我们得到的时间表的显着数量被证明是短于或等于最知名的时间表。
2020-02-25 cs.DC cs.FL
A Büchi-Elgot-Trakhtenbrot theorem for automata with MSO graph storage
本文提出 MSO 图存储类型并证明相应的 Büchi-Elgot-Trakhtenbrot 定理，涵盖字符串与图两种情形，并证明自动存储类型及迭代下推存储类型均可 MSO 表达。
2020-08-20 cs.FL
