|
|
Abstraction in Automata Algorithms
Kocourek, Tomáš ; Lengál, Ondřej (referee) ; Holík, Lukáš (advisor)
Tato práce si klade za cíl implementaci a experimentální porovnání protiřetězcových algoritmů s abstrakcí a bez abstrakce, které testují prázdnost alternujících automatů. Autor také navrhuje vlastní algoritmy s abstrakcí a navrhuje několik optimalizací pro existující abstraktní algoritmy. Práce popisuje teoretické pozadí studovaných algoritmů a navrhuje efektivní způsob implementace datových struktur, které jsou těmito algoritmy používány. Experimentální vyhodnocení na náhodných automatech ukazuje, že algoritmy bez abstrakce vykazují obecně lepší výsledky, neboť nevyužívají náročné operace průniku a komplementace shora a zdola uzavřených množin. V případě automatů s vysokou hustotou přechodů však algoritmy bez abstrakce zpomalují a algoritmy s abstrakcí naopak zrychlují.
|
|
|
Simulace a protiřetězce pro efektivní práci s konečnými automaty
Holík, Lukáš ; Černá, Ivana (referee) ; Jančar, Petr (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
Cílem této práce je vývoj technik umožňujících praktické využití nedeterministických konečných automatů, zejména nedeterministických stromových automatů. Jde zvláště o techniky pro redukci velikosti a testování jazykové inkluze, jež hrají zásadní roli v mnoha oblastech aplikace konečných automatů. V oblasti redukce velikosti vycházíme z dobře známých metod pro slovní automaty které jsou založeny na relacích simulace. Navrhli jsme efektivní algoritmy pro výpočet stromových variant simulačních relací a identifikovali jsme nový typ relace založený na kombinaci takzvaných horních a dolních simulací nad stromovými automaty. Tyto kombinované relace jsou zvláště vhodné pro redukci velikosti automatů slučováním stavů. Navržený princip kombinace relací simulace je relevantní i pro slovní automaty. Náš přínos v oblasti testování jazykové inkluze je dvojí. Nejprve jsme zobecnili na stromové automaty takzvané protiřetězcové algoritmy, které byly původně navrženy pro slovními automaty. Dále se nám podařilo použitím simulačních relací výrazně zefektivnit protiřetězcové algoritmy pro testování jazykové inkluze jak pro slovní, tak pro stromové automaty. Relevanci našich technik pro praxi jsme demonstrovali jejich nasazením v rámci regulárního stromového model checkingu, což je verifikační metoda založená na stromových automatech. Použití našich algoritmů zde vedlo k výraznému zrychlení a zvětšení škálovatelnosti celé metody. Základní myšlenky našich algoritmů pro redukci velikosti automatů a testování jazykové inkluze jsou aplikovatelné i na jiné typy automatů. Příkladem jsou naše redukční techniky pro alternující Büchiho automaty prezentované v poslední části práce.
|
|
|
Abstraction in Automata Algorithms
Kocourek, Tomáš ; Lengál, Ondřej (referee) ; Holík, Lukáš (advisor)
Tato práce si klade za cíl implementaci a experimentální porovnání protiřetězcových algoritmů s abstrakcí a bez abstrakce, které testují prázdnost alternujících automatů. Autor také navrhuje vlastní algoritmy s abstrakcí a navrhuje několik optimalizací pro existující abstraktní algoritmy. Práce popisuje teoretické pozadí studovaných algoritmů a navrhuje efektivní způsob implementace datových struktur, které jsou těmito algoritmy používány. Experimentální vyhodnocení na náhodných automatech ukazuje, že algoritmy bez abstrakce vykazují obecně lepší výsledky, neboť nevyužívají náročné operace průniku a komplementace shora a zdola uzavřených množin. V případě automatů s vysokou hustotou přechodů však algoritmy bez abstrakce zpomalují a algoritmy s abstrakcí naopak zrychlují.
|
|
|
Simulace a protiřetězce pro efektivní práci s konečnými automaty
Holík, Lukáš ; Černá, Ivana (referee) ; Jančar, Petr (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
Cílem této práce je vývoj technik umožňujících praktické využití nedeterministických konečných automatů, zejména nedeterministických stromových automatů. Jde zvláště o techniky pro redukci velikosti a testování jazykové inkluze, jež hrají zásadní roli v mnoha oblastech aplikace konečných automatů. V oblasti redukce velikosti vycházíme z dobře známých metod pro slovní automaty které jsou založeny na relacích simulace. Navrhli jsme efektivní algoritmy pro výpočet stromových variant simulačních relací a identifikovali jsme nový typ relace založený na kombinaci takzvaných horních a dolních simulací nad stromovými automaty. Tyto kombinované relace jsou zvláště vhodné pro redukci velikosti automatů slučováním stavů. Navržený princip kombinace relací simulace je relevantní i pro slovní automaty. Náš přínos v oblasti testování jazykové inkluze je dvojí. Nejprve jsme zobecnili na stromové automaty takzvané protiřetězcové algoritmy, které byly původně navrženy pro slovními automaty. Dále se nám podařilo použitím simulačních relací výrazně zefektivnit protiřetězcové algoritmy pro testování jazykové inkluze jak pro slovní, tak pro stromové automaty. Relevanci našich technik pro praxi jsme demonstrovali jejich nasazením v rámci regulárního stromového model checkingu, což je verifikační metoda založená na stromových automatech. Použití našich algoritmů zde vedlo k výraznému zrychlení a zvětšení škálovatelnosti celé metody. Základní myšlenky našich algoritmů pro redukci velikosti automatů a testování jazykové inkluze jsou aplikovatelné i na jiné typy automatů. Příkladem jsou naše redukční techniky pro alternující Büchiho automaty prezentované v poslední části práce.
|
guest ::
