Za registrovými automaty: posouvání hranic rozhodnutelnosti
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract
Registrový automat (RA) pracujúci nad nekonečnou abecedou je jedným z nástrojov pre pattern matching s backreferenciami, dynamickú verifikáciu, alebo modelovanie paralelných výpočtov. Súčasné riešenia v aplikáciách pattern matchingu používajú backtrackingové algoritmy v prípade nedeterministických regulárnych výrazov. Nemožnosť determinizovať registrový automat spôsobuje, že nie je vhodným formálnym modelom pre riešenie problémov spojených s neefektívnymi aplikáciami backtrackingových algoritmov. Na druhej strane, vybavenosť konečnou pamäťou slúži ako vhodná báza pre ukladanie takzvaných capture groups použitých v takejto aplikácii. Táto práca sa zaoberá predstavením formálneho modelu registrovo množinového automatu. Veľká trieda registrových automatov môže byť transformovaná do tohto deterministického modelu, ktorý okrem iného, dovoľuje vykonávať rýchly pattern matching s backreferenciami. Definované sú vlastnosti zahŕňajúce rozhodnutelnosť testu prázdnosti, determinizovateľnosť, uzavretosť voči Booleovským operáciám. Zároveň tento model porovnávame voči iným registrovým modelom z hľadiska ich vyjadrovacej sily.
Register automaton (RA) operating over infinite alphabet is one of the great tools for pattern matching with backreferences, runtime verification, or modelling of parallel computation. In case of pattern matching with backreferences, the state-of-the-art matchers make use of backtracking algorithms, whose application causes significant slowdown in case of nondeterministic regular expressions. Since RAs cannot always be determinised, it is an unsuitable model for solution to problems related to inefficient usage of backtracking algorithms. On the other hand, the RA's quality of being equipped by a finite memory serves as a good basis for storing the so-called capture groups used in pattern matching with backreferences. In this work, a formal model called register set automaton (RsA) is proposed. A large class of RAs can be transformed into this deterministic model, which, among other things, allows for fast pattern matching with backreferences. We explore RsA's properties including decidability of emptiness testing, determinisability, closure under Boolean operations and we compare it to other register models in context of their expressive power.
Register automaton (RA) operating over infinite alphabet is one of the great tools for pattern matching with backreferences, runtime verification, or modelling of parallel computation. In case of pattern matching with backreferences, the state-of-the-art matchers make use of backtracking algorithms, whose application causes significant slowdown in case of nondeterministic regular expressions. Since RAs cannot always be determinised, it is an unsuitable model for solution to problems related to inefficient usage of backtracking algorithms. On the other hand, the RA's quality of being equipped by a finite memory serves as a good basis for storing the so-called capture groups used in pattern matching with backreferences. In this work, a formal model called register set automaton (RsA) is proposed. A large class of RAs can be transformed into this deterministic model, which, among other things, allows for fast pattern matching with backreferences. We explore RsA's properties including decidability of emptiness testing, determinisability, closure under Boolean operations and we compare it to other register models in context of their expressive power.
Description
Keywords
automaty s konečnou pamäťou, registrové automaty, nekonečná abeceda, regulárne výrazy, regulárne výrazy s backreferenciami, jazyková inklúzia registrových automatov, finite memory automata, register automata, infinite alphabet, regular expressions, regular expressions with backreferences, language inclusion of register automata
Citation
GULČÍKOVÁ, S. Za registrovými automaty: posouvání hranic rozhodnutelnosti [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: Je naděje na nějaký lepší algoritmus pro determinizaci, který je schopen determinizovat do RsA větší třídu RA? Dává smysl přemýšlet o tom, že by se v registrech nepamatovaly množiny symbolů, ale třeba binární relace symbolů?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení