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布尔函数综合:硬度和实用算法。 (英语) Zbl 1519.68128号

摘要:给定布尔输入和输出之间的关系规范,布尔函数合成试图将每个输出合成为输入的函数,从而满足规范。尽管在过去几年里布尔函数综合在算法方面取得了重大进展,但仍有一些相对较小的规范超出了所有最先进工具的范围。在试图理解这种行为的过程中,我们表明,除非复杂性理论中的一些硬猜想被证伪,否则布尔函数合成必须在最坏的情况下生成大的Skolem函数。考虑到这种固有的困难,我们该怎么解决这个问题?我们提出了一种两阶段算法,其中第一阶段在实际中无论是在时间上还是在合成函数的大小上都是有效的,并且解决了大部分基准测试。当输入规范的表示满足某些结构要求时,此阶段也可以保证解决问题。对于第一阶段还不够的情况,我们提出了综合算法的第二阶段,该阶段使用一类特殊的算法,称为基于扩展的算法,以生成正确的Skolem函数。这可能需要指数时间,并在最坏的情况下生成指数大小的Skolem函数。详细的实验评估表明,在大量基准测试中,我们的整体综合算法表现优于其他技术。

MSC公司:

60年第68季度 规范和验证(程序逻辑、模型检查等)
2017年第68季度 问题的计算难度(下限、完备性、近似难度等)
65年第68季度 算法和问题复杂性分析
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Akshay S,Chakraborty S,John AK,Shah S(2017)走向并行布尔函数合成。摘自:系统构建和分析工具和算法国际会议论文集(TACAS),第一部分,第337-353页·Zbl 1452.68112号
[2] Akshay S、Arora J、Chakraborty S、Krishna S、Raghunathan D、Shah S(2019)《布尔函数合成的知识汇编》。摘自:计算机辅助设计形式方法国际会议论文集,第161-169页
[3] Akshay S、Chakraborty S、Goel S、Kulal S、Shah S(2020)BFSS实验的规范和基准细节。https://github.com/BooleanFunctionalSynthesis/bfss。2020年9月访问
[4] 阿鲁尔(Alur,R.)。;Madhusudan,P。;Nam,W.,《解决游戏的符号计算技术》,《国际软件工具技术转换》,7,2,118-128(2005)·doi:10.1007/s10009-004-0179-0
[5] Andersson G、Bjesse P、Cook B、Hanna Z(2002)解决组合设计自动化问题的验证引擎方法。In:设计自动化会议(DAC)会议记录,第725-730页
[6] Baader,F.,《关于布尔统一的复杂性》,Inf Process Lett,67,215-220(1998)·Zbl 1338.68092号 ·doi:10.1016/S0020-0190(98)00106-9
[7] 巴拉巴诺夫,V。;Jiang,JHR,统一QBF认证及其应用,表格方法系统设计,41,1,45-65(2012)·Zbl 1284.68516号 ·doi:10.1007/s10703-012-0152-6
[8] Boole G(1847)逻辑的数学分析。哲学图书馆·Zbl 0041.34803号
[9] Boudet,A。;Jouannaud,JP;Schmidt-Schauss,M.,布尔环和阿贝尔群的统一,符号计算杂志,8,5,449-477(1989)·Zbl 0689.68040号 ·doi:10.1016/S0747-7171(89)80054-9
[10] Brayton R,Mishchenko A(2010)美国广播公司:一种学术行业实力验证工具。摘自:计算机辅助验证(CAV)国际会议记录,第24-40页
[11] Brenguier R,Pérez GA,Raskin JF,Sankur O(2014)AbsSynthe:简洁安全规范的抽象合成。在:综合研讨会论文集(SYNT),开放出版协会,理论计算机科学电子论文集,第157卷,第100-116页
[12] Bryant,RE,布尔函数操作的基于图形的算法,IEEE Trans-Comput,35,8,677-691(1986)·兹比尔0593.94022 ·doi:10.1109/TC.1986.1676819
[13] Chakraborty S、Fremont DJ、Meel KS、Seshia SA、Vardi MY(2015)《并行可扩展统一SAT见证生成》。摘自:《系统构建和分析工具和算法国际会议论文集》,第304-319页
[14] Chakraborty S,Fried D,Tabajara LM,Vardi MY(2018),通过输入-输出分离进行功能合成。摘自:计算机辅助设计形式方法国际会议论文集,第1-9页
[15] Chandrasekaran V,Srebro N,Harsha P(2008),图形模型中推理的复杂性。摘自:《人工智能不确定性国际会议论文集》,第70-78页
[16] Chen Y,Eickmeyer K,Flum J(2012)指数时间假设和参数化集团问题。In:参数化和精确计算国际会议(IPEC)会议记录,第13-24页·Zbl 1374.68239号
[17] Darwiche,A.,可分解否定范式,J ACM,48,4,608-647(2001)·Zbl 1127.03321号 ·doi:10.1145/502090.502091
[18] Deschamps,JP,布尔方程的参数解,离散数学,3,4,333-342(1972)·兹比尔0253.06011 ·doi:10.1016/0012-365X(72)90090-8
[19] Fried D,Tabajara LM,Vardi MY(2016)基于BDD的布尔函数合成。摘自:计算机辅助验证(CAV)国际会议论文集(第二部分),第402-421页·Zbl 1411.68067号
[20] 加尼安,R。;赫莱宁(Hlinen),P。;Langer,A。;Obdrzálek,J。;Rossmanith,P。;Sikdar,S.,MSO模型检查复杂性下限,计算系统科学杂志,80,1,180-194(2014)·Zbl 1311.68087号 ·doi:10.1016/j.jcss.2013.07.005
[21] Golia P、Roy S、Meel KS(2020)《Manthan:布尔函数合成的数据驱动方法》。摘自:计算机辅助验证(CAV)国际会议论文集,第611-633页
[22] Hellerman,L.,三变量Or-Invert和and-Invert逻辑电路目录,IEEE跨电子计算,12,3,198-223(1963)·doi:10.1109/PGEC.1963.263531
[23] Heule M,Seidl M,Biere A(2014)从QRAT证明中高效提取Skolem函数。摘自:计算机辅助设计形式方法国际会议论文集(FMCAD),第107-114页
[24] Impagliazzo,R。;Paturi,R.,《关于k-SAT的复杂性》,《计算系统科学杂志》,第62、2、367-375页(2001年)·Zbl 0990.68079号 ·doi:10.1006/jcss.2000.1727
[25] Jiang JHR(2009)通过功能合成消除量词。收录:计算机辅助验证(CAV)国际会议论文集。施普林格,第383-397页·Zbl 1242.68165号
[26] Jiang JHR,Lin HP,Hung WL(2009)从大型布尔关系插值函数。摘自:计算机辅助设计(ICCAD)国际会议论文集,第779-784页
[27] Jo S,Matsumoto T,Fujita M(2012)基于SAT的具有LUT插入的组合电路的自动整流和调试。摘自:亚洲测试研讨会(ATS)会议记录,第19-24页
[28] John A、Shah S、Chakraborty S、Trivedi A、Akshay S(2015)因子化公式的Skolem函数。摘自:计算机辅助设计形式方法国际会议论文集(FMCAD),第73-80页
[29] 卡普,R。;Lipton,R.,《接受建议的图灵机器》,《L'Enseignment Mathématique》,第28、2、191-209页(1982年)·Zbl 0529.68025号
[30] Kuehlmann A,Krohm F(1997)使用切割和堆进行等价性检查。摘自:《设计自动化会议论文集》,第263-268页
[31] 昆卡,V。;Mayer,M。;皮斯卡,R。;Suter,P.,《完全功能合成》,ACM SIGPLAN Not,45,6,316-329(2010)·数字对象标识代码:10.1145/1809028.1806632
[32] Löwenheim,L.,Auflösung von Gleichungen in Logischen Gebietkalkul,Math Ann,68,169-207(1910)·格式41.0088.01 ·doi:10.1007/BF01474159
[33] Macii E,Odasso G,Poncino M(1998)比较不同的布尔统一算法。In:信号、系统和计算机asilomar会议的会议记录(分类号98CH36284),第2卷,第1052-1056页
[34] 马丁,美国。;Nipkow,T.,《布尔统一:迄今为止的故事》,J Symb Compute,7,3-4,275-293(1989)·Zbl 0682.68093号 ·doi:10.1016/S0747-7171(89)80013-6
[35] Niemetz A、Preiner M、Lonsing F、Seidl M、Biere A(2012)QBF-基于分辨率的证书提取(工具演示)。摘自:《满意度测试(SAT)理论与应用国际会议论文集》,第430-435页
[36] QBFLib(2018)QBFEval 2018。http://www.qbflib.org/qbfeval18.php。2018年7月访问
[37] Rabe MN(2019)量词消除和功能合成的增量确定。附:计算机辅助验证(CAV)国际会议记录,第二部分,第84-94页
[38] Rabe MN,Seshia SA(2016)《增量测定》。摘自:《满意度测试(SAT)理论与应用国际会议论文集》,第375-392页·Zbl 1475.68222号
[39] Rabe MN,Tentrup L(2015)CAQE:认证QBF求解器。摘自:计算机辅助设计形式方法国际会议论文集(FMCAD),第136-143页
[40] Rabe MN、Tentrup L、Rasmussen C、Seshia SA(2018)《理解和扩展2QBF的增量测定》。附:计算机辅助验证(CAV)国际会议论文集,第二部分,第256-274页·Zbl 1511.68258号
[41] 吉咪·席尔瓦;林奇,I。;马利克,S。;Biere,A。;蹄,M。;van Maaren,H。;Walsch,T.,冲突驱动的从句学习SAT解算器,可满足性手册,第14章,127-149(2008),阿姆斯特丹:IOS出版社,阿姆斯特丹
[42] Solar-Lezama,A.,《程序草图》,《国际软件工具技术转移》,第15期,第5-6期,第475-495页(2013年)·doi:10.1007/s10009-012-0249-7
[43] Solar-Lezama A、Rabbah RM、Bodík R、Ebcioglu k(2005)《比特流程序的草图编程》。摘自:编程语言设计与实现(PLDI)国际会议论文集,第281-294页
[44] Srivastava,S。;Gulwani,S。;Foster,JS,基于模板的程序验证和程序合成,《国际软件工具技术转换》,15,5-6,497-518(2013)·文件编号:10.1007/s10009-012-0223-4
[45] Tabajara LM,Vardi MY(2017)因子布尔函数合成。在:计算机辅助设计正式方法国际会议论文集(FMCAD),第124-131页
[46] Trivedi A(2003)符号模型检查技术。印度孟买印度理工学院硕士论文
[47] Zhu S、Tabajara LM、Li J、Pu G、Vardi MY(2017)《符号LTLf合成》。摘自:国际人工智能联合会议(IJCAI)会议记录,第1362-1369页
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