Nová generace rank-based algoritmů pro omega automaty
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract
Komplementace Büchiho automatů je klíčovou operací pro terminační analýzu programů, model checking nebo rozhodovací procedury pro různé logiky. Tato práce se zabývá především optimalizacemi rank-based komplementace Büchiho automatů. Původní rank-based algoritmus je sice asymptoticky optimální, přesto může generovat nezbytně velký stavový prostor. Pro praktické použití je tedy žádoucí maximálně redukovat počet vygenerovaných stavů v komplementu. V této práci představíme několik technik pro efektivní komplementaci některých speciálních typů Büchiho automatů, často se vyskytujících v praxi, které jsou založené na jejich struktuře. Některé z navržených technik lze do určité míry rozšířit i pro obecné Büchiho automaty. Techniky představené v této práci byly implementovány jako rozšíření nástroje Ranker pro komplementaci Büchiho automatů. Tyto optimalizace výrazně redukují generovaný stavový prostor a Ranker ve většině případů produkuje menší komplement než ostatní existující nástroje pro komplementaci.
Büchi automata (BA) complementation is a crucial operation for termination analysis of programs, model checking, or decision procedures for various logics. Despite its prominence, practically efficient algorithms for BA complementation are still missing. This thesis deals with optimizations of Büchi automata complementation, focusing mainly on rank-based techniques. The original rank-based algorithm is asymptotically optimal, but it can still generate unnecessarily large state space. For a practical usage, it is therefore desirable to reduce the number of generated states in the complement as much as possible. We propose several techniques that can efficiently complement some special types of Büchi automata, occuring often in practice, based on their structure. Some of these techniques can also, to a certain degree, be extended to general Büchi automata. The developed techniques were implemented as an extension of the tool Ranker for Büchi automata complementation and evaluated on thousands of hard automata. Our optimizations significantly reduce the generated state space and Ranker produces in the majority of cases a~smaller complement than other state-of-the-art tools.
Büchi automata (BA) complementation is a crucial operation for termination analysis of programs, model checking, or decision procedures for various logics. Despite its prominence, practically efficient algorithms for BA complementation are still missing. This thesis deals with optimizations of Büchi automata complementation, focusing mainly on rank-based techniques. The original rank-based algorithm is asymptotically optimal, but it can still generate unnecessarily large state space. For a practical usage, it is therefore desirable to reduce the number of generated states in the complement as much as possible. We propose several techniques that can efficiently complement some special types of Büchi automata, occuring often in practice, based on their structure. Some of these techniques can also, to a certain degree, be extended to general Büchi automata. The developed techniques were implemented as an extension of the tool Ranker for Büchi automata complementation and evaluated on thousands of hard automata. Our optimizations significantly reduce the generated state space and Ranker produces in the majority of cases a~smaller complement than other state-of-the-art tools.
Description
Citation
ŠMAHLÍKOVÁ, B. Nová generace rank-based algoritmů pro omega automaty [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Informační technologie
Comittee
prof. Ing. Tomáš Vojnar, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Ondřej Ryšavý, Ph.D. (místopředseda)
Ing. František Grézl, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Martínek, Ph.D. (člen)
Dr. Ing. Petr Peringer (člen)
Date of acceptance
2022-06-13
Defence
Studentka nejprve prezentovala výsledky, kterých dosáhla v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Studentka následně odpověděla na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studentky na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A. Otázky u obhajoby: 1) The comparison focuses on sizes, the gains are visible. Although the gains in numbers of timeouts are also notable and very nice, time is not in the focus of the comparison. Are there arguments that sizes are more important than times? Are there plans to compare times? 2) In section 6.3.1., the end, you talk about 485 elevator automata. How much of these are random/LTL? Are the following experiments done only with these 485 formulas? 3) How much of the tool is your work?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení