Effective Translation of LTL to Deterministic Rabin Automata: Beyond the (F,G)-Fragment
线性时序逻辑的某些应用需要将逻辑公式转化为确定性的欧米伽自动机。目前有两个翻译器产生确定性自动机：ltl 2dstar适用于整个LTL和Rabinizer适用于LTL（F，G），这是LTL片段只使用模态F和G。我们提出了一个新的翻译确定性拉宾自动机通过交替自动机和确定性转换为基础的广义拉宾自动机。我们的翻译适用于严格大于LTL（F，G）的片段。实验结果表明，我们的算法可以产生显着更小的自动机相比，Rabinizer和ltl 2dstar，特别是对于更复杂的LTL公式。
2013-11-06 cs.FL cs.LO
Full characterisation of attractors of two intersected asynchronous Boolean automata cycles
布尔自动机网络动力学的研究在计算机科学的可计算性、复杂性和离散动力系统等领域占有重要地位。在本文中，我们通过关注它们的循环来进一步理解这一点，其在网络中的必要性被称为其复杂性的砖块。我们提出了新的结果，提供了一个表征的瞬态和渐近动力学，即计算能力，异步布尔自动机网络组成的两个周期，相交于一个自动机，所谓的双循环。要做到这一点，我们引入了一个有效的形式主义的启发算法来定义长序列的更新，允许更好地描述他们的动态比以前的作品在这一领域。
2014-02-18 cs.FL
From Trees to Tree-Like: Distribution and Synthesis for Asynchronous Automata
University of Warsaw（华沙大学）；LaBRI, University of Bordeaux（波尔多大学LaBRI实验室）；University of Gothenburg and Chalmers University of Technology（哥德堡大学和查尔姆斯理工大学）
本文提出了一种基于树状架构的异步自动机分布构造方法，并证明了在树状架构下分布式控制器综合问题的可判定性。
2026-01-20 cs.FL
On co-counter-fragments of automata
本文包含的结果有关的合成和介绍抽象自动机的行为片段和调查的结构的类有限连接的初始输出少自动机指定的系统定义的关系被认为是片段，共同片段，反片段和共同反片段的自动机。
2017-12-14 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
Effective Characterizations of Simple Fragments of Temporal Logic Using Carton--Michel Automata
我们提出了一个框架，获得有效的未来时序逻辑（LTL）的简单片段与自然数的时域特征。该框架是基于一种形式的强明确的自动机，也被称为预言自动机或完全明确的Büchi自动机，并在本文中被称为Carton-Michel自动机。这些自动机具有很强的结构特性，特别是，它们以一种自然的方式将无限词的正则语言的“有限分数”与其“无穷分数”分离。在我们的框架内，我们提供了几个自然片段的时序逻辑，其中，在某些情况下，没有有效的表征已经知道以前的特征，并给出其计算复杂性的下限和上限。
2013-06-20 cs.FL cs.LO
A Heuristic for Reachability Problem in Asynchronous Binary Automata Networks
针对大规模生物模型的复杂性，提出了一种新的可达性分析方法：PermReach，用于解决异步二进制自动机网络（Asynchronous Binary Automata Networks，ABAN）的可达性问题。ABAN是一个表达性建模框架，包含异步布尔网络执行的所有动力学行为。与布尔网络（BN）相比，ABAN对状态转换（从一个局部状态到另一个局部状态，而不是对称布尔函数）有更精细的描述。为了分析大规模模型（如系统生物学模型）的可达性，以前的工作展示了一种有效的抽象技术，称为局部因果图（LCG）。然而，这种技术可能不是决定性的。我们在这里的贡献是通过解决这些复杂的棘手的情况下，通过一个启发式技术来扩展这些结果。为了验证我们的方法，在大型生物网络中进行了测试，表明我们的方法比现有的方法更有说服力。
2018-04-20 cs.FL
Deterministic Automata for the (F,G)-fragment of LTL
当在游戏或概率系统的设置中处理线性时序逻辑属性时，人们通常需要将它们表示为确定性欧米茄自动机。为了将LTL转化为确定性的omega-自动机，传统的方法首先将公式转化为非确定性的Büchi自动机。然后执行确定性过程，例如Safra，产生确定性ω-自动机。我们提出了一个直接的翻译的（F，G）-片段的LTL到确定性ω-自动机，没有涉及确定性的过程。由于我们的方法是针对LTL的，我们经常避免通常不必要的大爆破所造成的一般确定性算法。我们调查这种翻译的复杂性，并提供实验结果，并将其与传统方法进行比较。
2012-04-23 cs.FL cs.LO
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
Computing by Temporal Order: Asynchronous Cellular Automata
我们关心的是在所有可能的更新规则下，状态集为0，1的基本细胞自动机在细胞集Z/nZ（一维有限环绕情况）上的行为。在环面Z/nZ（n<= 11）上，我们将看到具有Wolfram规则57的ECA将F_2 ^n中的任何v映射到F_2 ^n中的任何w，从而改变更新规则。进一步证明了集合F_2 ^n = 0，…，2^n-1，可以通过ECA 57计算，通过使用不同的更新规则迭代足够的次数，至少对于n <= 10。我们刻画了非双射函数的异步计算规则。
2012-08-14 cs.CC cs.DM cs.FL
Asynchronism in Cellular Automata
本文提出偏斜全异步元胞自动机（SACA）更新方案，分析其对基本元胞自动机动力学的影响，并将其应用于聚类问题，展示了异步元胞自动机在复杂系统建模与实际问题求解中的高效性和通用性。
2025-01-05 cs.FL
Partially Ordered Two-way Büchi Automata
我们引入了偏序双向Büchi自动机，并用一阶逻辑FO[<]的片段刻画了它们的表达能力。偏序双向Büchi自动机是一种可以改变输入处理方向的Büchi自动机，其约束条件是每当离开一个状态时，它就不会再次进入。不确定偏序双向Büchi自动机与一阶片段Sigma 2相吻合。我们的主要贡献是，确定性偏序双向Büchi自动机是表达完整的一阶片段Delta 2。作为中间步骤，我们证明了确定性偏序双向Büchi自动机在布尔运算下是有效封闭的。一个小的模型性质产生的空性问题和包含问题的确定性偏序双向Büchi自动机的coNP-完全性。
2011-08-25 cs.FL cs.LO
Asynchronous wreath product and cascade decompositions for concurrent behaviours
本文提出异步 wreath 积和级联分解等代数工具，用于分析 Mazurkiewicz 迹语言和异步自动机，推广 Krohn-Rhodes 定理，并应用于一阶逻辑可定义迹语言的表征。
2022-06-27 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
From Orchestration to Choreography through Contract Automata
我们研究了契约自动机和交互模型之间的关系。在前一种模型中，分布式服务被抽象为自动机--不知道它们的合作伙伴--它们通过一个协调器相互协调。交互模型依赖于基于通道的异步通信和编排来协调分布式服务。我们定义了一个概念的强协议的合同模型，展示了一个自然的映射从合同模型的交互模型，并给出条件，以确保强协议对应于良好的编排。
2014-10-28 cs.FL cs.LO
Hypernode Automata
提出超节点自动机作为并发系统异步超性质的新规约形式化方法，结合节点级异步与转移级同步，并证明其模型检验问题在动作标记Kripke结构上可判定。
2024-01-08 cs.FL
Propositional dynamic logic and asynchronous cascade decompositions for regular trace languages
本研究提出命题动态逻辑的局部面向过去片段，证明其对正规迹语言表达完备，可高效转异步自动机，给出Zielonka定理新证，完善了此前相关研究结果。
2024-05-18 cs.FL cs.LO
Synthesising Asynchronous Automata from Fair Specifications
Sorbonne Université（索邦大学）；Aix-Marseille Univ（艾克斯-马赛大学）；Chennai Mathematical Institute（金奈数学研究所）；CNRS IRL 2000, ReLaX（法国国家科学研究中心印度国际研究联合实验室2000号，ReLaX）
本文提出了一种针对公平规范的异步自动机合成方法，通过线性局部状态数和公平性参数控制指数爆炸，应用于哲学家就餐问题。
2026-01-30 cs.FL
Weighted Automata and Logics for Infinite Nested Words
Nested words由Alfred和Madhusudan引入，用于捕获具有线性和层次顺序的结构，例如XML文档，而不会丢失有价值的闭包属性。此外，Büchi和Madhusudan为有限和无限嵌套词引入了自动机和等价逻辑，从而将Büchi定理扩展到嵌套词。最近，在定量系统中的权重的平均和折扣计算发现了很大的兴趣。在这里，我们将介绍和研究加权自动机模型和加权MSO逻辑无限嵌套的话。作为权重结构，我们考虑赋值幺半群，它包含权重的平均和折扣计算以及经典的半环。我们表明，在适当的假设下，两个分别。我们的加权逻辑的三个片段可以相互转换。此外，我们表明，逻辑片段具有相同的表达能力加权嵌套词自动机。
2015-06-23 cs.FL cs.LO
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
On simulation in automata networks
自动机网络是一个有限图，其中每个节点都拥有来自某个有限字母表的状态，并配备有根据相邻状态的配置来改变其状态的更新函数。更简洁地说，它由有限映射$f:Q^n\rightarrow Q^n$给出。在本文中，我们研究了一些（组）自动机网络可以模拟一些其他（组）自动机网络与指定的更新模式或相互作用图。我们的贡献如下。对于非布尔字母表和任何网络大小，本质上存在非顺序转换（即不能作为某些网络的顺序更新的组合获得）。此外，还没有一个通用的自动机网络可以通过异步更新的组合来产生所有的非双射函数。另一方面，我们表明，有普遍的自动机网络的顺序更新，如果允许使用一个更大的字母表，然后使用投影或限制到原来的字母表。我们还描述了由非双射序列更新生成的函数集。Tchuente之后，我们刻画了交互图$D$的变换半群是$Q^n$上的变换的全半群，并且我们证明了它们是相同的，如果我们只强制顺序更新，或者所有的异步更新。
2020-04-27 cs.CC cs.DM 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
MK-fuzzy Automata and MSO Logics
本文引入了与McCarthy-Kleene逻辑模糊化有关的双整数K上的MK-模糊自动机。我们的自动机的灵感，并打算作出贡献，在一个项目的运行时网络监控谓词逻辑的基础上正在开发的实际应用程序。我们调查的类可识别的MK-模糊语言接受的MK-模糊自动机，以及确定性可识别的MK-模糊语言接受其确定性的同行的封闭性。此外，我们建立了可识别的MK-模糊语言的Nivat样结果。我们引入了一个MK-模糊MSO逻辑，并证明了这个逻辑的一个片段与MK-模糊自动机的表达等价性，即，Büchi型定理
2017-09-07 cs.FL cs.LO
Alternating Automata on Data Trees and XPath Satisfiability
数据树是一个无序的有序树，它的每个节点都由一个来自有限字母表的字母和一个来自无限集合的元素（“数据”）标记，其中后者只能比较相等。本文考虑了数据树上的交替自动机，它可以向下移动和向下移动，并且有一个寄存器用于存储数据。主要结果是：有限数据树上的非空性是可判定的，但不是原始递归的;安全自动机的非空性是可判定的，但不是初等的。证明使用不确定树自动机与故障计数器。允许向上移动、向下移动或两个寄存器，每一个都会导致不可判定性。作为推论，可判定性获得两个数据敏感片段的XML查询语言。
2010-06-14 cs.DB cs.FL cs.LO
Decision Power of Weak Asynchronous Models of Distributed Computing
Esparza和Reiter最近对分布式计算的模型进行了系统的比较研究，分布式计算由相同的有限状态自动机组成的网络组成，这些有限状态自动机合作决定网络的底层图是否满足给定的属性。该研究根据四个标准对模型进行分类，并表明20种最初可能的组合根据其决策能力（即每个类别的自动机可以决定的属性）分解为7个等价类。然而，Esparza和Reiter只显示了类之间的（适当的）包含，因此没有证明它们的决策能力。在本文中，我们这样做的标签属性，即属性只依赖于节点的标签，但不依赖于图的结构。特别地，多数（携带标签$a$的节点是否多于携带标签$b$的节点）是标记属性。我们的研究结果表明，只有一个由Esparza和Reiter确定的7个等价类可以决定任意网络的多数。然后，我们研究了有界度网络上的类的表达能力，并表明三个类可以。特别是，我们提出了一个算法的大多数，适用于所有有界度网络下的对抗调度器，即即使调度器必须满足每个节点的移动无限频繁，并证明没有这样的算法可以工作的任意网络。
2021-06-02 cs.FL
On the Translation of Automata to Linear Temporal Logic
虽然将未来的线性时态逻辑（LTL）转换为无限词上的自动机的复杂性是众所周知的，但将自动机转换回LTL所涉及的大小增加却不是。特别是，没有已知的基本限制的复杂性，翻译确定性$ω$ -定期自动机LTL。我们的第一个贡献包括严格的界限LTL在一元字母表：交替，非确定性和确定性自动机可以完全指数，二次和线性更简洁，分别比任何等价的LTL公式。我们的主要贡献包括翻译一般计数器免费确定性$ω$ -定期自动机到LTL公式的双指数时间嵌套深度和三重指数长度，使用中间Krohn-Rhodes级联分解的自动机。据我们所知，这是这个翻译的第一个基本界限。此外，我们的翻译保留了自动机的接受条件，在这个意义上，它把一个循环，弱，Büchi，coBüchi或穆勒自动机到一个公式，属于匹配类的句法未来层次。特别地，它可以用于将识别安全语言的LTL公式转换为属于LTL的安全片段的公式（在有限和无限字上）。
2022-05-08 cs.FL cs.LO
Weighted Automata and Monadic Second Order Logic
设S是交换半环。M. Droste和P.Gastin在2005年引入了加权一元二阶逻辑WMSOL，其权在S。他们使用WMSOL的语法片段RMSOL来表征加权自动机可识别的词函数（幂级数），其中量词的语义既用作算术运算，又在布尔情况下用作量化。早在2001年，B. Courcelle、J.Makowsky和U. Rotics已经引入了一种形式主义，用于在Monadic二阶逻辑中定义的图参数，这里称为MSOLEVAL，其值在环R中。它们的框架可以很容易地适应于半环S。这种形式主义清楚地将逻辑部分与算术部分分开，并且也适用于词函数。本文给出了两个证明：值在S中的RMSOL和MSOLEVAL对词具有相同的表达能力。一个证明直接表明，MSOLEVAL捕获的功能可识别的加权自动机。另一个证明展示了如何将形式主义从一个转换成另一个。
2013-07-17 cs.FL cs.LO
From Finite Automata to Regular Expressions and Back--A Summary on Descriptional Complexity
有限自动机和正则表达式的等价性可以追溯到1956年Kleene关于神经网络和有限自动机中的事件的开创性论文。在本文中，我们参观了一个片段的文献和总结结果的上限和下限的有限自动机转换为正则表达式，反之亦然。我们还简要地回顾了已知的边界上去除自发跃迁（ε-跃迁）的非无干扰的非确定性设备。此外，我们报告最近的结果的平均情况下的复杂性边界的转换正则表达式有限自动机和全新的发展的状态消除算法，转换有限自动机正则表达式。
2014-05-22 cs.DM cs.FL
Automata Terms in a Lazy WSkS Decision Procedure (Technical Report)
我们提出了一个懒惰的决策过程的逻辑WSkS。它建立了一个基于术语的符号表示的状态空间的树自动机（TA）构造的经典WSkS决策过程。经典的决策过程通过自底向上的遍历将符号表示转换为TA，然后测试其语言非空性，这对应于公式的可满足性。另一方面，我们从顶部开始评估表示，动态构建状态空间，并利用机会修剪掉与语言空虚测试无关的状态空间部分。为了做到这一点，我们需要将我们前面的逻辑线性片段（所谓的WS1S）过程中使用的语言项（表示语言派生）的概念扩展为自动机项。我们实现了我们的决策过程，并确定了我们的原型实现明显快于Mona工具中实现的经典过程的公式类。
2019-05-21 cs.FL cs.LO
A Simple Trace Semantics for Asynchronous Sequence Diagrams
本文针对UML时序图语义不明确且现有方案过于复杂的问题，提出基于正则语言理论的简单迹语义，覆盖主要组合片段及生命线创建删除，便于工程师使用。
2025-01-19 cs.FL cs.SE
Verifying Asynchronous Hyperproperties in Reactive Systems
CISPA Helmholtz Center for Information Security（CISPA亥姆霍兹信息安全中心）
本文提出了一种基于游戏的方法，用于验证反应系统中任意∀*∃* A-HLTL公式，解决了异步超属性的模型检查问题。
2025-12-29 cs.FL cs.LO cs.PL
Multi-Head Finite Automata: Characterizations, Concepts and Open Problems
多头有限自动机在Rabin，1964和Rosenberg，1966中被引入。从那时起，大量文献的计算和计算复杂性问题的多头有限自动机记录这些设备的重要性已经开发。虽然多头有限自动机是一个简单的概念，但它们的计算行为可能已经非常复杂，并在这些设备上导致不可判定甚至不可半判定的问题，例如空性，有限性，普遍性，等价性，这些强否定结果引发了对多头有限自动机子类和替代刻画的研究，以更好地理解非-递归权衡，因此，可判定和不可判定问题之间的边界。在本文中，我们游览了这一文献的一个片段。
2009-06-17 cs.CC 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
Automata-Based Software Model Checking of Hyperproperties
我们开发了时态流逻辑（TSL）和超时态流逻辑（HyperTSL）模理论的模型检验算法。TSL扩展了线性时序逻辑（LTL）的存储单元，功能和谓词，使其成为一个方便的和表达的逻辑推理软件和其他系统的无限数据域。HyperTSL进一步将TSL扩展到hyperproperties的规范-与多个系统执行相关的属性。因此，HyperTSL可以在软件系统中表达信息流策略，如不干涉。我们用理论扩充了HyperTSL，得到了HyperTSL（T），并建立在LTL软件验证的方法上，得到了TSL和HyperTSL（T）的模型检验算法。这导致了一个合理但不一定完整的算法，用于HyperTSL（T）的forall*exists* 片段中包含的规范。我们的方法构成了第一个软件模型检验算法的时间hyperproperties与量词交替，不依赖于有限状态的抽象。
2023-03-26 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
Satisfiability Checking of Multi-Variable TPTL with Unilateral Intervals Is PSPACE-Complete
IIT Bombay（印度理工学院孟买分校）；MPI-SWS（马克斯·普朗克软件系统研究所）
本文证明多变量单侧区间TPTL的可满足性检验为PSPACE完全，且其表达力严格强于MITL，但检验复杂度更低，通过归约到新的非点式交替定时自动机子类实现。
2023-09-01 cs.CL cs.FL cs.LO
Equivalence checking for weak bi-Kleene algebra
本文刻画了允许语言等价性判定的Pomset自动机片段，证明其与序列有理表达式对应，从而给出序列有理表达式等价性可判定的新证明。
2021-08-11 cs.FL
