文件Open Access徽标

一种改进的最短同步词查找算法

作者 马雷克·西库阿 , 亚当·兹兹克



PDF格式
缩略图PDF

文件

LIPIcs公司。ESA.2022.85.pdf版
  • 文件大小:0.81 MB
  • 15页

文件标识符

作者详细信息

马雷克·西库阿
  • 波兰Wrocław大学数学与计算机科学学院
亚当·兹兹克
  • 波兰Wrocław大学数学与计算机科学学院

引用为获取BibTex

Marek Szykuła和Adam Zyzik。一种改进的查找最短同步词的算法。第30届欧洲算法年会(ESA 2022)。莱布尼茨国际信息学论文集(LIPIcs),第244卷,第85:1-85:15页,达格斯图尔-莱布尼兹-泽特鲁姆信息学研究所(2022)
https://doi.org/10.4230/LIPIcs.ESA.2022.85

摘要

确定性有限完全自动机的同步词是其动作将每个状态映射到单个状态的词。寻找最短或最短的同步词是同步自动机理论中的一个核心计算问题,并被应用于其他领域,如基于模型的测试和代码理论。由于查找最短同步字的问题在计算上很困难,因此在精确算法中只有指数算法是已知的。我们在双向宽度优先搜索的基础上重新设计了之前已知的最快精确算法,并在实际意义上对其进行了时间和空间方面的改进。我们开发了新的算法增强功能,并将该算法应用于多线程和GPU计算。我们的实验表明,新算法的速度是以前最快算法的数倍,并且它的优势随着问题实例的困难而迅速增长。给定适当的时间限制,我们计算了随机二进制自动机最短同步字的长度,最多可达570个状态,大大超过了以前的记录。我们对这些自动机的平均重置阈值的实验估计进行了改进。最后,我们开发了一个专门用于该问题的通用计算包,其中包括我们算法的高效实用实现,以及一些众所周知的启发式方法。

主题分类

ACM科目分类
  • 计算理论→算法设计技术
  • 计算理论→形式语言和自动机理论
关键词
  • 乔恩猜想
  • 重置阈值
  • 重置字
  • 子集检查
  • 同步自动机
  • 同步字

韵律学

工具书类

  1. D.S.Ananichev和M.V.Volkov。同步单调自动机。《语言理论的发展》,LNCS第2710卷,第111-121页。斯普林格,2003年。谷歌学者
  2. D.S.Ananichev、M.V.Volkov和V.V.Gusev。具有大指数和慢同步自动机的本原有向图。数学科学杂志,192(3):263-2782013。谷歌学者
  3. R.J.Bayardo和B.Panda。求极值集的快速算法,第25-34页。SIAM,2011年。谷歌学者
  4. M.Berlinkov和M.Szykuła。代数同步准则和计算重置字。信息科学,369:718-7302016。谷歌学者
  5. M.V.Berlinkov先生。关于可同步的概率。第二届算法与离散应用数学国际会议论文集-第9602卷,CALDAM第9602册,第73-84页。斯普林格,2016年。谷歌学者
  6. M.V.Berlinkov、R.Ferens、A.Ryzhikov和M.SzykułA。同步强连接的部分DFA。在STACS中,LIPIcs第187卷,第12:1-12:16页。达格斯图尔宫,2021年。谷歌学者
  7. J.Berstel、D.Perrin和C.Reutenauer。代码和自动化。数学及其应用百科全书。剑桥大学出版社,2009年。谷歌学者
  8. J.Černý。Poznámka k homogénnym eksperimentom s konečnmi自动机。Matematicko-fyzikálny Co asopis Slovenskej Akadémie Vied,14(3):208-2161964年。斯洛伐克语。谷歌学者
  9. M.de Bondt、H Don和H Zantema。部分自动机中同步字长的下限。发现的国际期刊。计算。科学。,30(1):29-60, 2019.谷歌学者
  10. D.埃普斯坦。为单调自动机重置序列。SIAM计算机杂志,19:500-5101990年。谷歌学者
  11. H.Fernau、P.Heggenes和Y.Villanger。确定性有限自动机硬问题的多参数分析。《计算机与系统科学杂志》,81(4):747-7652015。谷歌学者
  12. P.Gawrychowski和D.Straszak。最短重置字的强不可接近性。《计算机科学数学基础》,LNCS第9234卷,第243-255页。斯普林格,2015年。谷歌学者
  13. M.Gerbush和B.Heeringa。近似最小重置序列。《自动化的实现和应用》,LNCS第6482卷,第154-162页。施普林格,2011年。谷歌学者
  14. B.Gerencsér、V.V.Gusev和r.M.Jungers。非负矩阵的本原集与同步自动机。SIAM J.矩阵分析。申请。,39(1):83-98, 2018.谷歌学者
  15. Hürgensen先生。同步。信息与计算,206(9-10):1033-10442008。谷歌学者
  16. D.M Kane和R.R.Williams。分支程序和公式的正交向量猜想。Avrim Blum主编,《第十届理论计算机科学创新大会》(ITCS 2019),莱布尼茨国际信息学学报(LIPIcs)第124卷,第48:1-48:15页。Dagstuhl-Leibniz-Zentrum fuer Informatik学校,2018年。谷歌学者
  17. J.Kari。有限自动机的同步和稳定性。《通用计算机科学杂志》,8(2):270-2772002。谷歌学者
  18. J.Kari和M.V.Volkov。乔恩猜想与道路着色问题。在《自动机手册》第1卷第525-565页。欧洲数学学会出版社,2021年。谷歌学者
  19. A.Kisielewicz、J.Kowalski和M.SzykułA。一种快速查找最短重置字的算法。COCOON,LNCS第7936卷,第182-196页,2013年。谷歌学者
  20. A.Kisielewicz、J.Kowalski和M.SzykułA。计算同步自动机的最短重置字。组合优化杂志,29(1):88-1242015。谷歌学者
  21. A.Kisielewicz、J.Kowalski和M.SzykułA。同步自动机实验。《自动化的实现和应用》,LNCS第9705卷,第176-188页。斯普林格,2016年。谷歌学者
  22. J.科瓦尔斯基和A.罗曼。一种新的同步进化算法。Giovanni Squillero和Kevin Sim主编,《进化计算的应用》,第620-635页。施普林格,2017年。谷歌学者
  23. R.Kudłacik、A.Roman和H.Wagner。有效的同步算法。应用专家系统,39(14):11746-117572012。谷歌学者
  24. C.尼科德。随机自动机的快速同步。Klaus Jansen、Claire Mathieu、JoséD.P.Rolim和Chris Umans,编辑,APPROX/RANDOM 2016,LIPIcs第60卷,第43:1-43:12页。Dagstuhl-Leibniz-Zentrum fuer Informatik学校,2016年。谷歌学者
  25. J.Olschewski和M.Ummels。在有限自动机中查找重置词的复杂性。《2010年计算机科学数学基础》,LNCS第6281卷,第568-579页。施普林格,2010年。谷歌学者
  26. J.-E.销。关于自动机理论产生的两个组合问题。《图论与组合数学国际学术讨论会论文集》,《北韩数学研究》第75卷,第535-5481983页。谷歌学者
  27. I.Podolak、A.Roman、M.SzykułA和B.Zielin ski。自动机同步的机器学习方法。专家系统与应用,97:357-3712018。谷歌学者
  28. I.T.Podolak、A.Roman和D.Jędrzejczyk。层次分类器在最小同步词问题中的应用。《人工智能与软计算》,LNCS第7267卷,第421-429页。施普林格,2012年。谷歌学者
  29. I.Pomeranz和S.M.Reddy。关于用同步序列实现同步时序电路的完全可测试性。IEEE程序。国际测试会议,第1007-1016页,1994年。谷歌学者
  30. A.Roman和M.SzykułA。正向和反向同步算法。专家系统与应用,42(24):9512-95272015。谷歌学者
  31. I.K.Rystsov。重置可交换和可解自动机的单词。理论计算机科学,172(1-2):273-2791997。谷歌学者
  32. A.里日科夫。无歧义有限自动机的死亡与同步。罗伯特·梅尔卡什和丹尼尔·雷登巴赫,《单词组合数学》编辑,第299-311页。施普林格国际出版社,2019。谷歌学者
  33. A.Ryzhikov和M.SzykułA。查找前缀代码的短同步单词。在MFCS 2018中,LIPIcs第117卷,第21:1-21:14页。Schloss Dagstuhl,2018年。谷歌学者
  34. S.Sandberg,返回和同步序列。在基于模型的无功系统测试中,LNCS第3472卷,第5-33页。斯普林格,2005年。谷歌学者
  35. N.E.Saraç、O.F.Altun、K.T.Atam、S.Karahoda、K.Kaya和H.YenigüN。推动昂贵的同步启发。应用专家系统,167:1142032021。谷歌学者
  36. H.沙巴纳。部分确定自动机中的精确同步。《物理学杂志:会议系列》,1352:0120472019年。谷歌学者
  37. Y.Shitov先生。对有限自动机单词同步最新上界的改进。《自动化杂志,语言与组合数学》,24(2-4):367-3732019年。谷歌学者
  38. E.Skvortsov和E.Tipikin。随机自动机最短重置字的实验研究。《自动化的实现和应用》,LNCS第6807卷,第290-298页。施普林格,2011年。谷歌学者
  39. M.Szykuła。改进最短重置字长度的上限。在STACS 2018中,LIPIcs,第56:1-56:13页。Dagstuhl-Leibniz-Zentrum fuer Informatik学校,2018年。谷歌学者
  40. M.Szykuła和a.Zyzik。同步字。https://github.com/marekesz/synchrowords网站, 2022.
  41. M.K.塔什、K.卡亚和H.Yenigün。同步十亿规模的自动机。信息科学,574:162-1752021。谷歌学者
  42. A.N.特拉特曼。一个有效的算法发现了与Cerný猜想有关的明显趋势和例子。《计算机科学数学基础》,LNCS第4162卷,第789-800页。斯普林格,2006年。谷歌学者
  43. N.F.Travers和J.P.Crutchfield。有限状态源的精确同步。统计物理杂志,145(5):1181-120112011。谷歌学者
  44. M.沃尔科夫。同步自动机和Černý猜想。《语言与自动机理论与应用》,LNCS第5196卷,第11-27页。施普林格,2008年。谷歌学者
  45. M.V.Volkov,编辑。特刊:《关于乔恩猜想的论文》,《自动控制杂志》第24卷(2-4),语言与组合学,2019年。谷歌学者
  46. V.Vorel。二元有限自动机的子集同步和仔细同步。国际计算机科学基础杂志,27(05):557-5772016。谷歌学者
  47. V.Vorel。欧拉二元自动机重置词问题的复杂性。信息与计算,253:497-5092017。谷歌学者
问题/备注/反馈
X(X)

Dagstuhl出版社反馈


感谢您的反馈!

已提交反馈

无法发送消息

请稍后再试或发送电子邮件