Complexity of a Problem Concerning Reset Words for Eulerian Binary Automata
对于确定性有限自动机，如果一个字将自动机的所有状态映射到一个唯一的状态，则该字被称为复位字。对于一个给定的自动机，确定一个给定的最大长度的复位字的存在是一个NP完全问题。我们证明了它仍然是NP完全的，即使限制到欧拉自动机与二进制字母表，因为它已被证明由Martyugin（2011）。
2014-09-06 cs.FL
Polynomial Complementation of Nondeterministic 2-Way Finite Automata by 1-Limited Automata
本文证明仅付出多项式规模增长，即可用1-限制自动机（1-LA）补运算双向非确定有限自动机（2NFA），所得机器为带公共猜测的2NFA且具备自验证性，并推论补1-LA的指数级规模是必要且充分的。
2025-07-15 cs.FL
Ambiguity, Weakness, and Regularity in Probabilistic Büchi Automata
概率Büchi自动机是PFA到无限词的自然推广，但最近才被深入研究，许多有趣的问题仍然是开放的。众所周知，PBA通常接受一类超越正则语言的语言。在这项工作中，我们扩展了已知的类限制PBA仍然是经常的，强烈依赖于概念的模糊性在经典的欧米茄自动机。此外，我们还研究了尚未考虑的但自然类弱PBA的表达性，我们还表明，弱PBA的正则性问题是不可判定的。
2020-04-28 cs.FL
Subset Synchronization and Careful Synchronization of Binary Finite Automata
我们提出了一个强指数下界，适用于二进制确定性自动机的子集同步阈值和二进制部分自动机的仔细同步阈值。在后一种形式中，该结果完成了Martyugin（2013）发起的研究。此外，我们表明，这两个阈值保持强指数，即使限制到强连接的二进制自动机。此外，我们将我们的方法应用于计算复杂性。存在一个子集复位字是已知的PSPACE-完全的，我们表明，即使在强连接的二进制自动机的限制下，这也成立。结果也适用于相应的阈值在两个更一般的设置：D1和D3-定向非确定性自动机和组合序列在有限域。
2016-02-15 cs.FL
Emptiness Problems for Distributed Automata
我们研究了三类分布式自动机的空性问题的可判定性。这些设备在有限有向图上运行，充当相同的有限状态机网络，以无限序列的同步循环进行通信。该问题被证明是可判定的一类健忘的自动机，其中的节点看到的消息从他们的邻居，但不能记住自己的状态在LogSpace。当被限制到适当的图族时，这些健忘自动机等价于经典的有限字自动机，但严格地说比有限树自动机更有表达力。另一方面，我们也证明了空性问题在一般情况下是不可判定的。这已经适用于两个严格限制的分布式自动机类：那些立即拒绝，如果他们收到一个以上的消息，每一轮，和那些状态图必须是非循环的自循环除外。
2017-09-07 cs.DC cs.FL
Generalized Linear One-Way Jumping Finite Automata
H。千原等该模型是跳跃有限自动机模型的一个限制版本。这些自动机逐个符号地读取输入，并且只向一个方向跳跃。广义线性单向跳跃有限自动机在删除输入串的子串后进行跳跃，然后改变其状态。这些自动机只能在输入字符串上从左到右或从右到左的一个方向上进行跳跃序列。我们表明，新定义的模型是强大的比原来的对应。定义并比较了广义右线性单向跳有限自动机和广义左线性单向跳有限自动机。我们还比较了新定义的模型与Chomsky层次。最后，我们探讨了模型的闭包性质。
2021-06-05 cs.FL
History-deterministic Parikh Automata
本文研究历史确定性帕里克自动机，证明其表达能力严格强于确定性自动机，与无歧义自动机不可比较，且几乎拥有确定性自动机的所有闭包性质，并探讨了解决非确定性的复杂性。
2025-05-27 cs.FL
Generalized Circular One-Way Jumping Finite Automata
单向跳跃有限自动机是H。千原等该模型是跳跃有限自动机模型的一个限制版本。单向跳跃有限自动机在删除输入的一个字母后改变其状态，只向一个方向跳跃。允许状态删除子字而不是字母，我们定义了一个新的模型广义循环单向跳跃有限自动机。这些自动机以循环的方式对输入进行工作。与单向跳有限自动机类似，广义循环单向跳有限自动机也是单向跳。我们表明，这个新定义的模型是强大的单向跳跃有限自动机。我们定义新的变种（右和左）的模型广义循环单向跳跃有限自动机，并比较它们。我们还比较了新定义的模型与Chomsky层次。最后，我们探讨了模型的闭包性质。
2021-06-05 cs.FL
Degrees of Restriction for Two-Dimensional Automata
一个三路（分别是，双向）二维的【形】自动机具有在三个方向（分别，2）由输入字母表的符号标记的单元的有限阵列上的方向。限制二维的【形】自动机的输入头部移动会导致识别能力较弱的模型。在本文中，我们引入了二维的【形】自动机的“限制度”的概念，我们开发了一套扩展的二维的【形】自动机模型，允许一些有限数量的限制移动。我们建立识别层次的确定性和非确定性扩展的三路二维的【形】自动机，我们发现类似的层次的确定性和非确定性扩展的双向二维的【形】自动机。我们还证明了不确定性和确定性的扩展三路二维的【形】自动机之间的不可比性结果。最后，我们考虑了扩展的三维二维的【形】自动机识别的语言上的一些操作的闭包性质。
2021-05-03 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
The Power of Centralized PC Systems of Pushdown Automata
在（Csuhaj-Varj{ú} et. 2000），并且在它们的集中式变体中示出能够模拟非确定性单向多头下推自动机。一个声称的返回模式的逆模拟（Balan 2009）被证明是不完整的（Otto 2012），并提出了一种语言来将这些二度（下推自动机的数量）的PCPA与非确定性单向双头下推自动机分离。我们表明，建议的语言可以接受后者的计算模型。我们提出了一个不同的例子，在一个单一的字母表确实排除了模型之间的模拟的可能性。然后，通过证明它们是通用的，解决了关于在返回模式下工作的集中式PCPA的功率的公开问题。由于构造是可能的，使用系统的程度2，这也改善了以前的边界3生成所有递归可重复的语言。最后，PCPA被限制在这样一种方式，通过多头自动机的模拟是可能的。
2012-08-13 cs.FL
Active Learning for Deterministic Bottom-up Nominal Tree Automata
在有限自动机的群论推广中，名义集起着核心作用。Moerman等人提出了一种具有相等对称性的名词词自动机的主动学习算法。在本文中，我们介绍了确定性的自自底向上的【形】的名义树自动机（DBNTA），它的节点标记的轨道有限名义集的元素的树上操作。然后，我们证明了一个Myhill-Nerode定理的DBNTA识别的语言类，并提出了一个主动学习算法DBNTA。该算法可以处理任何允许最小支持度的数据对称，而不限于等式对称和/或全序对称。为了证明算法的终止性，我们定义了一个偏序，并证明了在任意两个轨道有限集之间，不存在轨道有限标称集关于这个偏序的无限链.
2022-08-17 cs.FL
Language Emptiness of Continuous-Time Parametric Timed Automata
参数时间自动机扩展了标准时间自动机，使其可以在时钟保护中使用参数。一般来说，如果参数是实值的，这种自动机的语言空性问题是不可判定的，即使是各种限制子类。因此，我们专注于参数被假定为整数值，而时间仍然保持连续的情况。一方面，我们表明，该问题仍然是不可判定的参数时间自动机与三个时钟和一个参数。另一方面，对于任意多个时钟的情况下，这些时钟中只有一个比较（任意数量的）参数，我们表明，参数语言的空性是可判定的。不可判定性的结果收紧了以前的结果，假设六个参数的界限，而可判定性的结果扩展了现有的方法，只处理离散时间语义。据我们所知，这是第一个积极的结果，在连续时间和无界整数参数的情况下，除了相当简单的单时钟自动机的情况。
2015-04-29 cs.FL
Once-Marking and Always-Marking 1-Limited Automata
本文引入1-受限自动机的两个受限变体（once-marking和always-marking），研究其描述复杂性，证明前者与单向确定性有限自动机有双重指数差距但确定性变体与双向确定性有限自动机多项式相关，后者仅有单一指数差距。
2023-09-06 cs.FL
On some Classes of Reversible 2-head Automata
本文研究确定性双头有限自动机的可逆计算能力，证明其可接受回文等线性语言，并刻画了1-受限与完全可逆变体的能力层次及其与左确定线性文法的关系。
2025-07-21 cs.FL
A Note on Pushdown Automata Systems
In（Csuhaj-Varju et.下推自动机的并行通信系统（PCPA）被引入，并且被证明能够模拟返回模式下的不确定的单向多头下推自动机，即使通信被限制为具有单个目标组件的单向。单向多头下推自动机（Balan 2009）对这种集中式PCPA的模拟结果是不完整的（Otto 2012）。随后，它被证明，集中返回PCPA是普遍的，即使组件的数量是2（彼得森2013），因此是从单向多头下推自动机分离。另一项研究修改了PCPA的定义，使通信是异步的（Otto 2013）。虽然单向多头下推自动机的模拟仍然是可能的，现在一个逆向构造表明，在返回模式下，该模型在非常精确的意义上等价于单向多头下推自动机。它是开放的，非集中返回PCPA的程度二是普遍的。在本文的第一部分中，我们证明了这一点。然后我们将注意力转向统一分布式下推自动机系统（UDPAS）。这些自动机系统轮流在一条磁带上工作。我们表明，接受空栈的CNOAS不形成一个层次结构，取决于组件的数量和成员资格问题是NP完全的，回答两个开放的问题（阿罗约等。2012）。
2014-04-04 cs.FL
On the Complexity of Intersection Non-emptiness for Star-Free Language Classes
在交集非空性问题中，我们给出一个公共字母表$Σ$上的有限自动机列表$A_1,A_2,\dots,A_m$作为输入，目标是确定某个字符串$w\in Σ^*$是否位于列表中自动机所接受的语言的交集中。我们分析的交集非空性问题的复杂性的承诺下，所有的输入自动机接受一种语言在一定程度上的点深度层次结构，或一定程度的Straubing-Thérien层次结构。在模型检验的背景下，自动机从这些层次结构的最低层接受语言自然出现。我们确定了一个二分法的点深度层次结构，表明该问题已经是NP-完全时，所有输入自动机接受语言的水平零或一半，已经PSPACE-硬时，所有自动机接受一种语言从一级。相反，我们确定了斯特劳宾-泰里恩层次中的四分法。更确切地说，我们表明，问题是在AC $^0$时，限制到零级;完整的LOGSPACE或NLOGSPACE，取决于输入表示，当限制到语言的水平一半; NP-完全的输入时，作为DFA接受语言的水平一半或三个一半;最后，PSPACE-完全的输入自动机接受语言的水平两个或更高。此外，我们表明，证明技术用于显示包含在NP中的DFAs接受语言的Straubing-Thérien层次结构的一个或三个半不推广到NFAs的上下文中。为了证明这一点，我们确定了一个家庭的语言，提供了一个指数之间的分离状态复杂性的一般NFA和偏序NFA。据我们所知，这是这两种计算模型之间的第一个超多项式分离。
2021-10-04 cs.FL
Nominal Tree Automata With Name Allocation
针对数据树自动机语言包含判定难的问题，提出基于nominal集合与显式名称分配的树自动机模型，支持非确定性与任意寄存器数，且语言包含检查为参数化指数时间的初等复杂度。
2024-07-11 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
Building Squares with Optimal State Complexity in Restricted Active Self-Assembly
瓦片自动机是最近定义的自组装模型，它借用了元胞自动机的许多概念来创建主动自组装系统，其中可以在组件内发生变化而无需连接。这一模式已被证明是强大的，但许多基本问题还有待探索。在这里，我们研究的状态复杂性组装$n \times n$广场种子瓷砖自动机系统的增长开始从一个种子和瓷砖可以附加一个在同一时间，类似于抽象的瓷砖组装模型。我们为三类种子瓦片自动机系统提供了最佳界限（所有都没有分离），这些系统在过渡规则中允许的复杂度方面有所不同。我们表明，在一般情况下，种子瓷砖自动机系统需要$Θ{(\log^{\frac{1}{4}} n)}$状态。对于单转换系统，只有一个状态可能会改变的过渡规则，我们展示了一个界的$Θ{(\log^{\frac{1}{3}} n)}$，和确定性系统，其中每对状态可能只有一个相关联的过渡规则，界的$Θ( (\frac{\log n}{\log \log n})^\frac{1}{2} )$。
2022-11-22 cs.DC cs.ET 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
Hypergraph Automata: A Theoretical Model for Patterned Self-assembly
图案化自组装是彩色瓷砖自组装以构建矩形彩色图案的过程。我们提出自组装（SA）超图自动机作为自动机理论模型的模式化自组装。我们研究了SA-超图自动机的计算能力，并表明，对于每一个可识别的图片语言，存在一个SA-超图自动机，接受这种语言。相反，我们证明，任何限制SA超图自动机，存在一个王瓷砖系统，可识别的图片语言的模型，接受相同的语言。SA-超图自动机优于Wang自动机的优点是它们不依赖于先验定义的扫描策略，
2013-02-12 cs.DM cs.FL math.CO
Preimage problems for deterministic finite automata
给定一个确定性有限自动机的状态子集$S$和一个字$w$，原像是通过$w$的动作映射到$S$中的一个状态的所有状态的子集。我们研究三个自然问题的话给一定的原像。第一个问题是，对于一个给定的子集，是否存在一个字\emph{extending}子集（给出一个更大的原像）。第二个问题是是否存在一个\emph{totally extending}字（将整个状态集作为原像）-等价地，是否存在一个用于互补子集的\emph{avoiding}字。第三个问题是是否存在\emph{resizing}字。我们还考虑变体的单词的长度是上界的，其中给定的子集的大小是有限的，并且其中的自动机是强连接的，同步的，或二进制。最后，我们总结了所有案件组合的复杂性。
2020-09-19 cs.FL
Representing a P-complete problem by small trellis automata
电路值问题的被称为顺序NOR电路值问题的受限情况最近被用于获得表示P-完全语言的合取语法、布尔语法和语言方程的非常简洁的示例（Okhotin，http://dx.doi.org/10.1007/978-3-540-74593-8_23“A simple P-complete problem and its representations by language equations”，MCU 2007）。本文对这一问题提出了一种新的编码方法，并构造了一个具有11个状态的格状自动机（单向实时元胞自动机）来解决这一问题。
2009-06-17 cs.CC cs.FL
Affine automata verifiers
我们开始研究的验证能力的AFA的亚瑟-梅林（AM）证明系统的一部分。我们证明了每一个一元语言是由一个实值AfA验证。然后，我们专注于验证限制只有整数值或有理值的过渡。我们观察到有理数值验证者可以被整数值验证者模拟，并且它们的协议可以在非确定性多项式时间内模拟。我们表明，这个界紧提出了一个AFA验证NP完全问题SUBSETSUM。我们还表明，AfAs可以验证某些非仿射和非随机一元语言。
2021-04-22 cs.CC 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
Asynchronous Distributed Automata: A Characterization of the Modal Mu-Fragment
我们建立了一类异步分布式自动机和一个小片段的最小不动点逻辑之间的等价性，当限制到有限有向图。更具体地说，我们考虑的逻辑是模态$μ$的片段（的变体）-允许最少固定点但禁止最大固定点的演算。相应的自动机模型使用相同的有限状态机网络，这些有限状态机以异步方式进行通信，并且其状态图必须是非循环的，除了自循环。利用与逻辑的连接，我们还证明了这些机器的表达能力是独立的消息是否可以丢失。
2017-03-06 cs.DC cs.FL cs.LO
On the Density of Languages Accepted by Turing Machines and Other Machine Models
一种语言是稠密的，如果该语言的所有中缀（或子词）的集合是所有词的集合。在这里，它表明，它是可判定的语言是否接受的非确定性图灵机与单向只读输入和反向有界的读/写工作带（读/写头改变方向在最多一些固定的次数）是密集的。从这一点可以看出，它对于单向反向有界队列自动机、单向反向有界堆栈自动机和单向反向有界$k$ -翻转下推自动机（可以将其下推翻转$k$次的机器）也是可判定的。然而，对于具有两个1-反向有界工作带的确定性图灵机，它是不可判定的（即使当两个带被限制为作为1-反向有界下推堆栈操作时）。
2019-03-07 cs.FL
5' -> 3' Watson-Crick Automata accepting Necklaces
本文研究接受代表环状DNA的项链输入的5'->3' Watson-Crick自动机，提出弱、强两种接受模式，分析其语言类性质并给出受限变体的层次结果。
2024-09-11 cs.FL
One-Tape Turing Machine Variants and Language Recognition
我们提出了两个限制版本的单磁带图灵机。这两种语言都是上下文无关语言的特征。在第一个版本中，由Hibbard在1967年提出，称为有限自动机，每个磁带单元只能在第一次$d$访问中重写，对于固定常数$d\geq 2$。此外，对于$d=2$，确定性有限自动机等价于确定性下推自动机，即它们刻画了确定性上下文无关语言。进一步限制可能的操作，我们考虑强限制自动机。这些模型仍然是上下文无关语言的特征。然而，有限自动机的确定性版本不如确定性版本强大。事实上，存在不被任何确定性强限制自动机接受的确定性上下文无关语言。
2015-07-30 cs.CC cs.FL
Classically Time-Controlled Quantum Automata: Definition and Properties
本文提出经典时间控制的量子自动机 CTQA，通过时间依赖演化和调度器扩展 Moore-Crutchfield 量子有限自动机，证明其在调度器不受限时可判定停机问题，并在受限条件下能识别非正则语言，为“经典控制、量子数据”方案提供了新计算模型。
2024-08-19 cs.CC cs.FL quant-ph
Bounded-oscillation Pushdown Automata
我们提出了一个欠近似上下文无关的语言过滤出运行的底层下推自动机取决于堆栈高度如何随着时间的推移而演变。特别是，我们为每个运行分配一个数字，量化堆栈沿运行的振荡行为。我们研究的语言接受下推自动机限制k-振荡运行。我们将下推自动机上的振荡与上下文无关文法上的对应限制联系起来。我们还提供了一种方法来过滤所有的，但从一个给定的PDA的k振荡运行通过注释堆栈符号的振荡信息。最后，我们研究了所定义的语言类的闭包性质和k-空问题的复杂性，给定一个下推自动机P和k>= 0，P是否有k-振荡游程。我们表明，当k不是输入的一部分，k-空性问题是NLOGSPACE-完全的。
2016-09-14 cs.CC cs.FL
Motion Planning for Automata-based Objectives using Efficient Gradient-based Methods
University of Southern California（南加州大学）
本文针对STL等实时逻辑在长期时序任务中因需存储系统整个历史而面临的可扩展性挑战，提出将符号自动机目标表示为适用于自动微分的矩阵算子，从而利用现成的基于梯度的优化器进行高效求解，无需存储任意长的系统轨迹。
2024-10-15 cs.FL cs.RO
Power of Randomization in Automata on Infinite Strings
概率Büchi自动机（PBA）是随机的，有限状态自动机，处理无限长度的输入字符串。基于为接受概率选择的阈值，可以定义不同的语言类别。在本文中，我们提出了一些结果，澄清了这种机器的力量和他们定义的语言的属性。我们关注的广泛主题如下。我们目前的结果的可判定性和精确的复杂性的空虚，普遍性和语言包容性的问题，这样的机器，从而回答中央使用这些模型在形式化验证的问题。其次，我们对PBAs识别的语言进行了拓扑刻画，证明了虽然一般的PBAs可以识别非正则语言，但在拓扑上，这些语言与ω-正则语言一样简单。最后，我们介绍了层次PBAs，这是PBAs的语法限制形式，易于处理，准确地捕捉类的ω-正则语言。
2011-09-28 cs.FL cs.LO
Leafy Automata for Higher-Order Concurrency
有限理想化并发算法（Finitary Idealized Concurrent Algol，FICA）是一种结合了函数式、命令式和并发计算的原型程序设计语言。存在一个完全抽象的FICA博弈模型，原则上可以用来证明FICA程序的等价性和安全性。不幸的是，这些问题对于整个语言来说都是不可判定的，并且只知道非常基本的可判定子语言。我们提出叶自动机作为一个专门的自动机理论的形式主义表示游戏语义的FICA。自动机使用具有树结构无限字母表。我们表明，游戏语义的任何FICA长期可以表示的痕迹，一个树叶自动机。相反，任何叶子自动机的迹都可以用FICA项表示。由于与FICA的密切匹配，我们认为叶自动机作为一个很有前途的起点，寻找可判定的语言子类，更一般地说，提供了一个新的视角高阶并发计算模型。此外，我们确定了一个片段的FICA，是适合验证翻译成一个特定的类叶自动机。使用后一类的局部性，其中级别之间的通信是有限的，每隔一级有界的，我们表明，他们的空虚问题是可判定的减少到Petri网的可达性。
2021-01-21 cs.FL cs.PL
Bisimulation Equivalence of First-Order Grammars is ACKERMANN-Complete
Sénizergues（1998，2005）证明了两个具有限制静默动作的下推自动机是否弱双相似。我们提供了第一个已知的复杂性上界这个著名的问题，在等效设置的一阶文法。这ACKERMANN上限是最佳的，我们还表明，强双相似性是连续递归的自动机的状态数是固定的。
2019-01-22 cs.FL cs.LO
On the Sets of Real Numbers Recognized by Finite Automata in Multiple Bases
本文研究了有限自动机识别位置符号编码的实数集的表达能力。我们考虑Muller自动机以及弱确定性自动机的限制类，在实际应用中用作符号集表示。在以前的工作中，已经建立了弱确定性自动机在两个不共享同一组素因子的基础上可识别的数字集合正是那些在实数和整数的一阶加法理论中可定义的数字。这一结果扩展了Cobham定理，该定理描述了可由多个基中的有限自动机识别的整数集合。在这篇文章中，我们首先将这个结果推广到乘法独立基，这使得它更接近于Cobham定理的原始陈述。然后，我们研究了Muller自动机在两个基上可识别的实数集。我们用一个反例表明，在这种情况下，科巴姆定理并不推广到乘法独立的基础。最后，我们证明了Muller自动机在两个基上可识别的实数集，如果它们不具有相同的素因子集，那么它们就是在实数和整数的一阶加法理论中可定义的实数集.因此，这些集合也可以被弱确定性自动机识别。这一结果导致了一个精确的特征集的实数是可识别的多个基地，并提供了一个理论上的理由使用弱自动机作为符号表示集。
2010-02-24 cs.FL cs.LO
When Automata Meet Streams: Temporal Logic Compilation for Stream-Based Robotics Task and Motion Planning
该研究提出SAM-TD方法，将LTL_f约束编译为自动机并嵌入动作模式，实现基于流的TAMP对动态生成对象的时态约束处理，在机器人环境中验证了其可行性与竞争力。
2026-08-21 cs.FL cs.RO
Unambiguity and Fewness for Nonuniform Families of Polynomial-Size Nondeterministic Finite Automata
University of Fukui（福井大学）
本文研究非均匀多项式规模非确定性有限自动机族的无歧义性与少数性变体，证明单向变体计算能力不同，且双向时非确定性与无歧义族等价。
2023-11-16 cs.CC cs.CL cs.FL
Distributed Automata and Logic
分布式自动机是在有限有向图上运行的有限状态机。作为同步分布式算法，它们使用它们的输入图作为一个网络，在这个网络中，相同的处理器可能进行无限次的同步轮通信。对于这些自动机的局部变体，其中轮数由常数限定，Hella等人（2012，2015）已经根据基本模态逻辑建立了逻辑表征。在这篇论文中，我们为两个更具表现力的分布式自动机类提供了类似的逻辑刻画。第一类扩展了具有全局接受条件的局部自动机，并能够在不确定性和并行计算之间交替。我们证明了它等价于图上的一元二阶逻辑。通过限制转换是不确定性或确定性的，我们也得到了两个严格较弱的变体，空性问题是可判定的。我们的第二个类的异步算法的标准概念转移到非局部分布式自动机的设置。由此产生的机器被证明是等价于一个小片段的最小不动点逻辑，更具体地说，到一个受限制的变种的模态μ演算，允许最少的不动点，但禁止最大的不动点。利用与逻辑的连接，我们还证明了这些异步自动机的表达能力是独立的消息是否可以丢失。
2018-05-16 cs.DC cs.FL cs.LO
Two-Way Automata Making Choices Only at the Endmarkers
用双向确定自动机（2DFA）模拟双向非确定自动机（2NFA）的状态大小代价问题于1978年提出，尽管进行了许多尝试，但它仍然是开放的。随后，通过限制2DFA的功率来解决该问题（例如，使用受限制的输入头移动）到已经可以导出较弱模型和标准2NFA之间的一些指数间隙的程度。在这里，我们使用相反的方法，增加2DFA的功率到仍然可以获得从更强模型到标准2DFA的次指数转换的程度。特别是，事实证明，次指数转换是可能的双向自动机，使不确定性的选择，只有当输入头扫描输入磁带结束标记之一。然而，对输入头移动没有限制。这意味着只有使用超出所提出的新模型的能力的不受限制的2NFA才能获得2NFA和2DFA之间的指数差距。作为额外的奖励，在这个模型中，转换成原始语言的补充的机器是多项式的。同样的道理也适用于使这种机器自我验证、停止或明确。最后，通过标准2DFA模拟这样的机器的任何超多项式下限将意味着L<>NL。以同样的方式，这些机器的交替版本与L =？NL =？经典的计算复杂性问题。
2011-10-06 cs.CC cs.FL
Full AFLs Closed under Nested Iterated $k$-Variate Substitution and Depth-k Storage Automata
Faculty of Engineering, University of Fukui（福井大学工学部）
本文将Greibach的单变量嵌套迭代替换推广为k元形式，结合k深度存储自动机，揭示了冻结空白敏感性下相关语言在全AFL框架下的特性，为这类语言的抽象处理提供了基础。
2026-10-14 cs.CC cs.FL
Reinforcement Learning Based Temporal Logic Control with Soft Constraints Using Limit-deterministic Generalized Buchi Automata
Lehigh University（理海大学）；The University of Iowa（爱荷华大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究了不确定性条件下运动规划的控制综合问题。考虑机器人运动和环境属性的不确定性，提出了概率标记马尔可夫决策过程（PL-MDP）。一种无模型强化学习（RL）方法被开发来生成有限记忆控制策略，以满足线性时序逻辑（LTL）公式表示的高级任务。由于不确定性和潜在的冲突任务，这项工作的重点是不可行的LTL规范，放松LTL约束的开发，允许代理修改其运动计划，并考虑到部分满意的原始任务的侵犯。并提出了一种新的自动机，以提高接受奖励的密度，使确定性的政策。我们提出了一个具有严格分析的RL框架，该框架保证以降序实现多个目标：1）满足放松产品MDP的接受条件，2）降低长期行为的违规成本。我们提供模拟和实验结果来验证性能。
2023-01-30 cs.AI cs.FL cs.RO
A New Notion of Regularity: Finite State Automata Accepting Graphs
该研究提出确定性有向无环图语言的一个更弱子类，其可对应经典确定性有限状态自动机，对并交运算封闭，可应用DFA的最小化算法，为图语言研究提供新的正则性视角。
2024-09-11 cs.DM cs.FL
Cost-efficient QFA Algorithm for Quantum Computers
量子有限自动机（QFAs）的研究是探索有限存储量子计算机的可能途径之一。尽管Moore-Crutchfield量子有限自动机（MCQFA）是最受限制的模型之一，但在识别某些语言（如$\mathtt{MOD}_p = \{ a^{j} \mid j \equiv 0 \mod p\}$，其中$p$是素数）时，MCQFA被证明比经典的有限自动机模型具有指数级的简洁性。在本文中，我们提出了一个修改的MCQFA算法的语言$\mathtt{MOD}_p$，它的运营商选择的基础上，在现有的实际量子计算机的基础门。因此，我们得到更短的量子程序使用更少的基础门相比，在文献中给出的原始算法的实施。
2022-12-12 cs.FL quant-ph
The Agafonov and Schnorr-Stimm theorems for probabilistic automata
Université de Bordeaux（波尔多大学）；National Research University Higher School of Economics（国立研究高等经济学院）
研究概率自动机的阿加福诺夫定理和施诺尔 - 施蒂姆定理能否扩展，通过证明对任意概率自动机这两个定理都成立，即序列正态当且仅当概率自动机选正态子序列概率为\(1\)且概率有限状态赌徒无法获胜概率为\(1\)。
2026-07-08 cs.FL cs.IT math.IT
An Automaton-based Characterisation of First-Order Logic over Infinite Trees
本文研究无穷树上的一阶逻辑，通过引入两类犹豫树自动机精确捕获 polcCTLp 和 cCTL*[f] 的表达能力，提供自动机理论刻画并导出范式，揭示 FO 仅表达安全或共安全属性。
2025-09-17 cs.FL cs.LO
A formal query language and automata model for aggregation in complex event recognition
University of Lille（里尔大学）
本文提出了一种扩展复杂事件逻辑（CEL）以支持聚合操作的查询语言ACEL，并引入了新的自动机模型ACEA，展示了其在复杂事件识别中的应用和表达力。
2026-01-02 cs.DB cs.FL cs.LO
