|
|
Repetitive Substructures for Efficient Representation of Automata
Šedý, Michal ; Češka, Milan (referee) ; Holík, Lukáš (advisor)
Nedeterministické konečné automaty (NKA) jsou široce využívány napříč mnoha odvětvími počítačové vědy, například pro reprezentaci regulárních výrazů, při monitorování vysoko rychlostních sítí, v abstraktním regulárním model checkingu, k verifikaci programů, k rozhodování procedur logik WS1S a WS2S, lineární aritmetiky celých čísel, temporálních logik, nebo dokonce v bioinformatice při vyhledávání sekvencí nukleotidů v DNA. Automaty s velkým množstvím stavů mohou v řadě algoritmů vést k exponenciálnímu nárůstu stavového prostoru. Tento problém lze zmírnit použitím minimalizačních technik slučování stavů a prořezávání hran přechodů. Tyto metody však mohou i přes svou značnou efektivitu zanechat ve výsledných automatech duplicitní podstruktury s ekvivalentními přechody. Existují dokonce typy automatů, které nelze těmito standardními technikami minimalizovat vůbec. Tato práce představuje nový přístup k minimalizaci automatů založený na transformaci NKA na nedeterministický zásobníkový automat (NZA). Tato transformace identifikuje skupinu podobných podstruktur a nahradí ji jednou společnou strukturou (procedurou). Tímto způsobem jsme byli schopni zredukovat automaty až o dalších 67.3%. Myšlenka transformace NKA na NZA lze přirovnat k transformaci sekvenčního programu na program, který využívá funkce a zásobníkem volání.
|
|
|
Reducing Size of Nondeterministic Automata with SAT Solvers
Šedý, Michal ; Havlena, Vojtěch (referee) ; Holík, Lukáš (advisor)
Nedeterministické konečné automaty (NKA) jsou široce využívány v počítačové vědě, například v oblasti formálních jazyků pro reprezentaci regulárních jazyků, k monitorování vysokorychlostních sítí, rozpoznávání obrazu, modelování hardware, nebo dokonce v bioinformatice pro vyhledávání sekvencí nukleotidových kyselin v DNA. NKA jsou také používány v abstraktním regulárním model checkingu, dále ve verifikaci programů manupulujících s řetězci, ve verifikaci programů využívajících ukazatele, pro konstrukci lineárních rovnic a nerovnic, v rozhodovacích procedurách WS1S a WS2S logiky a mnohých dalších. Minimalizace automatů je základní technikou, která pomáhá snižovat nároky na zdroje (paměť, čas nebo množství hardwarových komponentů) a urychlovat operace prováděné na automatech. Běžně používané minimalizační techniky, jakými jsou slučování stavů, odstraňování hran přechodů nebo saturace, mohou v automatech zanechat potenciální minimalizovatelné podgrafy obsahující duplicitní jazykovou informaci. Tyto fragmenty sestávají ze skupiny stavů, kde je již část jazyka jednoho stavu pokryta jazyky ostatních stavů z této skupiny. Tato práce popisuje novou techniku využívající SAT solver, který poskytuje informaci umožňující minimalizovat tyto doposud neminimalizovatelné části automatů. Nově vyvíjená metoda, která využívá pouze informaci od SAT solveru a slučování stavů minimalizuje automaty podobně efektivně, a v případě automatů s nízkým počtem přechodů dokonce rychleji než nástroj RABIT/Reduce, který využívá slučování stavů a odstraňování hran.
|
|
|
Construction of Nondeterministic Finite Automata
Stanek, Timotej ; Šimek, Václav (referee) ; Kaštil, Jan (advisor)
This thesis discuss about dilemma in construction of nondeterministic finite automata from PCRE expressions with respect of their parameters with use in Intrusion Detection Systems. There is showed PCRE expressions syntax too. We discussed two different approaches to construct nondeterministic finite automata from PCRE expressions. The implementation of these two algorithms is described. We constructed finite automata with them from expressions of three Intrusion Detection Systems: SNORT, Bro IDS and L7-Filter, and finally we compared their parameters and deduced conclusions.
|
|
|
Efficient Algorithms for Finite Automata
Kantor, Tomáš ; Rogalewicz, Adam (referee) ; Lengál, Ondřej (advisor)
This thesis presents new algorithm for complement of nondeterministic finite automata. State-of-the-art methods require conversion to deterministic finite automata, which can have exponentially larger number of states. This new algorithm works separately on each strongly connected component of finite automata. This approach allows to create complement of each component, reduce it and combine with other parts. This algorithm was proven to create less states for specific types of finite automata than existing methods.
|
|
|
Efficient Algorithms for Finite Automata
Kantor, Tomáš ; Rogalewicz, Adam (referee) ; Lengál, Ondřej (advisor)
This thesis presents new algorithm for complement of nondeterministic finite automata. State-of-the-art methods require conversion to deterministic finite automata, which can have exponentially larger number of states. This new algorithm works separately on each strongly connected component of finite automata. This approach allows to create complement of each component, reduce it and combine with other parts. This algorithm was proven to create less states for specific types of finite automata than existing methods.
|
|
|
Reducing Size of Nondeterministic Automata with SAT Solvers
Šedý, Michal ; Havlena, Vojtěch (referee) ; Holík, Lukáš (advisor)
Nedeterministické konečné automaty (NKA) jsou široce využívány v počítačové vědě, například v oblasti formálních jazyků pro reprezentaci regulárních jazyků, k monitorování vysokorychlostních sítí, rozpoznávání obrazu, modelování hardware, nebo dokonce v bioinformatice pro vyhledávání sekvencí nukleotidových kyselin v DNA. NKA jsou také používány v abstraktním regulárním model checkingu, dále ve verifikaci programů manupulujících s řetězci, ve verifikaci programů využívajících ukazatele, pro konstrukci lineárních rovnic a nerovnic, v rozhodovacích procedurách WS1S a WS2S logiky a mnohých dalších. Minimalizace automatů je základní technikou, která pomáhá snižovat nároky na zdroje (paměť, čas nebo množství hardwarových komponentů) a urychlovat operace prováděné na automatech. Běžně používané minimalizační techniky, jakými jsou slučování stavů, odstraňování hran přechodů nebo saturace, mohou v automatech zanechat potenciální minimalizovatelné podgrafy obsahující duplicitní jazykovou informaci. Tyto fragmenty sestávají ze skupiny stavů, kde je již část jazyka jednoho stavu pokryta jazyky ostatních stavů z této skupiny. Tato práce popisuje novou techniku využívající SAT solver, který poskytuje informaci umožňující minimalizovat tyto doposud neminimalizovatelné části automatů. Nově vyvíjená metoda, která využívá pouze informaci od SAT solveru a slučování stavů minimalizuje automaty podobně efektivně, a v případě automatů s nízkým počtem přechodů dokonce rychleji než nástroj RABIT/Reduce, který využívá slučování stavů a odstraňování hran.
|
|
|
Construction of Nondeterministic Finite Automata
Stanek, Timotej ; Šimek, Václav (referee) ; Kaštil, Jan (advisor)
This thesis discuss about dilemma in construction of nondeterministic finite automata from PCRE expressions with respect of their parameters with use in Intrusion Detection Systems. There is showed PCRE expressions syntax too. We discussed two different approaches to construct nondeterministic finite automata from PCRE expressions. The implementation of these two algorithms is described. We constructed finite automata with them from expressions of three Intrusion Detection Systems: SNORT, Bro IDS and L7-Filter, and finally we compared their parameters and deduced conclusions.
|
guest ::
