|
|
Nové struktury a operace v matematické informatice
Bureš, Richard ; Krčmář, Radim (oponent) ; Meduna, Alexandr (vedoucí práce)
Cílem této práce je podívat se na některé známé a na některé v této práci vytvořené operace a na jejich vlastnosti nad především regulárními, ale i bezkontextovými jazyky. Dále si zde ukážeme, jak je možné takové operace provádět nad konečnými a zásobníkovými automaty a nakonec také jak je možné tyto automaty a operace nad nimi implementovat.
|
|
|
Porovnávání jazyků a redukce automatů používaných při filtraci síťového provozu
Havlena, Vojtěch ; Rogalewicz, Adam (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá porovnáváním jazyků automatů a redukcí automatů používaných při monitorování síťového provozu. Je navrženo několik přístupů pro přibližnou redukci automatů (nezachovávající jazyk) a přístup pro porovnávání jejich jazyků. Redukce jsou založeny na podaproximaci jazyka automatu, kdy dochází k odstraňování stavů nebo na nadaproximaci jazyka, kdy dochází k přidávání nových smyček (a odstranění zbytečných stavů později). Navržené metody pro přibližnou redukci a navržená pravděpodobnostní vzdálenost využívají informaci ze síťového provozu. Jsou poskytnuty formální záruky vzhledem k modelu síťového provozu, který je reprezentován pravděpodobnostním automatem. Metody byly implementovány a jejich vlastnosti byly ověřeny na automatech používaných pro filtrování síťového provozu.
|
|
|
Reducing Size of Nondeterministic Automata with SAT Solvers
Šedý, Michal ; Havlena, Vojtěch (oponent) ; Holík, Lukáš (vedoucí práce)
Nondeterministic finite automata (NFA) are widely used in computer science fields, such as regular languages in formal language theory, high-speed network monitoring, image recognition, hardware modeling, or even in bioinformatic for the detection of the sequence of nucleotide acids in DNA. They are also used in regular mode checking, in string solving, in verification of pointer manipulating programs, for construction of linear arithmetic equations and inequalities, for decision in WS1S and WS2S logic, and many others. Automata minimization is a fundamental technique that helps to decrease resource claims (memory, time, or a number of hardware components) of implemented automata and speed up automata operations. Commonly used minimization techniques, such as state merging, transition pruning, and saturation, can leave potentially minimizable automaton subgraphs with duplicit language information. These fragments consist of a group of states, where the part of language of one state is piecewise covered by the other states in this group. The thesis describes a new minimization approach, which uses SAT solver, which provides information for efficient minimization of these so far nonminimizable automaton parts. Moreover, the newly investigated method, which only uses solver information and state merging, can minimize the automaton similarly and on automata with low transition count faster than a tool RABIT/Reduce, which uses state merging and transition pruning.
|
|
|
Knihovna pro konečné automaty a převodníky
Bieliková, Michaela ; Lengál, Ondřej (oponent) ; Hruška, Martin (vedoucí práce)
Konečné automaty majú široké uplatnenie v informatike, okrem iných vo formálnej verifikácii, modelovaní systémov a spracovaní prirodzeného jazyka. Avšak modely skutočne reprezentujúce realitu bývajú veľmi komplikované a môžu byť definované nad veľkými, v niektorých prípadoch až nekonečnými, abecedami, a teda môžu obsahovať veľký počet prechodov. V týchto prípadoch nemusí byť je použitie algoritmov na prácu s konečnými automatmi efektívne. Symbolické automaty poskytujú stručnejší zápis tak, že namiesto symbolov v prechodoch používajú predikáty. Konečné prevodníky tiež majú široké uplatnenie, od ligvistiky až po formálnu verifikáciu. Symbolické prevodníky nahradzujú symboly dvojicou predikátov - jeden predikát pre vstupné symboly a jeden pre výstupné. Cieľom tejto práce je návrh knižnice pre klasické a symbolické automaty a prevodníky, ktorá bude vhodná na rýchle prototypovanie nových algoritmov.
|
|
|
Redukce automatů používaných ve filtraci síťového provozu
Semrič, Jakub ; Hruška, Martin (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
Cieľom tejto práce je navrhnúť škálovateľné metódy pre redukciu nedeterministických konečných automatov používaných vo filtrácii paketov. Uvádzame dva prísty redukcie automatov založené na elminácii stavov. Aby sme dosiahli významnú redukciu automatu, používame techniky nezachovávajúce jazyk so zameraním na nad-aproximáciu, keďže redukcie so zachovaním pôvodného jazyka nemusia byť dostatočne účinné. Implementovali sme dané metódy a vyhodnotili presnosť redukovaných automatov na reálnych vzorkoch. Náš prístup neposkytuje žiadne formále záruky vzhľadom na nepoužité dáta, ale može byť hladko použitý na automaty akejkoľvek veľkosti, čo je hlavný problém existujúcich metód, ktoré majú vysokou časovou zložitosťou a nemôžu byť aplikované na veľké automaty.
|
|
|
Přibližné vyhledávání řetězců
Toth, Róbert ; Košař, Vlastimil (oponent) ; Kaštil, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problémem přibližného vyhledávání řetězců, označovaným též jako vyhledávání s chybami. Nejprve bude definován problém samotný a demonstrována rozmanitost jeho využití, následována krátkým shrnutím rozdílných přístupů k této problematice. Zbývající část práce bude zaměřena na algoritmy založené na využití deterministických konečných automatů. Budou představeny hlavní algoritmy v této oblasti. Ty budou následně implementovány v programovacím jazyku Python a jejich výkonnost důkladně otestována na sérii experimentů.
|
|
|
Efficient Automata Techniques and Their Applications
Havlena, Vojtěch ; Jančar, Petr (oponent) ; Mayr, Richard (oponent) ; Esparza, Javier (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
This thesis develops efficient techniques for finite automata and their applications. In particular, we focus on finite automata in network intrusion detection and automata in decision procedures and verification. In the first part of the thesis, we propose techniques of approximate reduction of nondeterministic automata decreasing consumption of resources of hardware-accelerated deep packet inspection. The second part is devoted to automata in decision procedures, in particular, to weak monadic second-order logic of k successors (WSkS) and the theory of strings. We propose a novel decision procedure for WS2S based on automata terms allowing one to effectively prune the state space. Further, we study techniques of WSkS formulae preprocessing intended to reduce the sizes of constructed intermediate automata. Moreover, we employ automata in a decision procedure of the theory of strings for efficient handling of the proof graph. The last part of the thesis then proposes optimizations in rank-based Buchi automata complementation reducing the number of generated states during the construction.
|
|
|
Ověřování parametrických vlastností nad záznamy běhů programů
Čaládi, Filip ; Fiedor, Tomáš (oponent) ; Smrčka, Aleš (vedoucí práce)
Plogchecker 2.0 je nástroj zameraný na verifikáciu užívatelom definovaných vlastností nad sekvenciou udalostí generovaných programom. Implementácia tohoto nástroja stavá hlavne na už implementovanom nástroji Plogchecker. Hlavná mýšlienka týchto nástrojov je, že užívatel musí špecifikovať želané vlastnosti (parametrické alebo neparametrické), sprístupniť záznam behu programu verifikačnému nástroju a konečne prenechať analýzu na tento nástroj. Výstup analýzy je report o porušení špecifikovaných vlastností spolu so sekvenciami udalostí, ktoré spôsobili chybu. Táto práca predstavuje nový algoritmus , ktorý optimalizuje spracovanie sekvenie udalostí nad užívatelom definovanými vlastnosťami. Táto optimalizácia sa zameriava ako na škálovatelnosť tak aj presnosť. Ďalej, je pridaná podpora pre rôzne dátové typy parametrov, ako napríklad reťazec, číslo, dátum a čas. Nakoniec, táto práca ponúka jednoduchší a pohodlnejší spôsob vytvárania parametických vlastností. Počas experimentovania bolo ukázané, že Plogchecker 2.0 je schopný väčšej škálovatelnosti a presnosti.
|
|
|
Hledání regulárních výrazů s využitím technologie FPGA
Kubiš, Juraj ; Fukač, Tomáš (oponent) ; Matoušek, Denis (vedoucí práce)
Bakalárska práca sa zaoberá možnosťami hardvérovej akcelerácie vyhľadávania regulárnych výrazov. Obsahom práce je analýza už existujúcich hardvérových architektúr a zhodnotenie ich pozitívnych a negatívnych vlastností. Na základe týchto poznatkov je navrhnutá architektúra. Tá je založená na deterministických konečných automatoch s implicitnými prechodmi (D2FA), je implementovaná v jazyku VHDL a je vykonaná jej syntéza. Výsledky syntézy sú analyzované za účelom zistenia celkovej priepustnosti architektúry. Je navrhnuté programové vybavenie na prevod regulárnych výrazov do podoby D2FA a na optimalizovanie tohoto automatu s cieľom minimalizovania pamäťových nárokov. Implementácia je overená a je zhodnotený prínos jednotlivých optimalizačných techník na redukciu pamäťových nárokov.
|
|
|
Symbolic Automata for Analysing String Manipulating Programs
Kotoun, Michal ; Rogalewicz, Adam (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
Many software applications receive, send and process data in a text form. Correct and safe processing of these data is usually ensured by so-called string sanitization. With the help of methods of formal verification, we can analyse these string operations and check whether they are correctly designed and implemented. The goal of this work is to create a tool for analysis of systems whose configurations can be encoded as words over a suitable alphabet, as well as its specialization for analysing string manipulating programs. First, we describe finite automata and transducers in general and characterize various classes and sub-classes of symbolic transducers, especially their limitations. Based on this study, a new class of symbolic transducers is proposed for use in the program analysis. Later, we introduce regular model checking, especially its variant based on abstraction over automata, the so called ARMC, which was proved to be able to quite successfully fight the state explosion problem in the size of the automata and allows us to reach a fix-point. We then design an analysis of programs written in imperative languages, especially those that manipulate strings, using the principles of ARMC. Finally, the implementation of the tool is presented, highlighting its practical aspects and discussing relevant parts of AutomataDotNet library it is based on. The work completes debating the experimental evaluation of the tool using test inputs from LibStranger project.
|
host ::
RSS.