Descripción del proyecto
Aprovechar la composición para simplificar la complejidad de los algoritmos
Cuando los matemáticos comenzaron a desarrollar ordenadores en el siglo XX, pasaron de la teoría a la práctica y nació el campo de la teoría de autómatas. Los autómatas son modelos abstractos de máquinas o dispositivos informáticos sencillos que siguen de forma automática una secuencia predeterminada de operaciones. Ayudan a los científicos informáticos a entender cómo un ordenador completa las funciones y resuelve los problemas. También les ayudan a entender lo que significa que una función sea computable o que una pregunta sea «decidible». La composición es un mecanismo importante en la teoría de autómatas que está relacionado directamente con el problema de la decidibilidad. El proyecto FouCo, financiado con fondos europeos, investiga la composición en los autómatas y cómo aprovecharla para aplicaciones específicas, a fin de reducir la complejidad de los algoritmos actuales.
Objetivo
Composition is a key technique in automata theory, used in particular in the model-checking, realisability analysis and automatic synthesis of reactive systems. Typically, when it comes to composition, deterministic automata are used as they behave well when composed with other automata or games. However, determinisation is notoriously complex, both conceptually and computationally. One approach to avoiding determinisation is the notion of Good for Games (GFG) nondeterministic automata, which, despite their nondeterminism, compose well with games. Recent work suggests that the notion of GFG automata, so far only used for composing non-deterministic automata with games, is in fact much more powerful: it generalises to alternating automata, a more general and flexible type of automata that is particularly close to formal logics, and such automata can be used not just in composition with games, but with other automata as well. This means that alternating automata of this type could potentially be used in solutions to parity games, Church's synthesis problem, and, more generally, for turning automata into equivalent automata with simpler acceptance conditions.
This project aims to study how to make automata compositional, how to recognise compositional automata, and how to exploit compositionality to improve algorithms in verification and synthesis. In particular, we will study how partial notions of composition, that is, automata that are not GFG in general, but can still be composed with a restricted class of games, can be exploited to avoid determinisation and thereby simplify existing algorithms for reactive synthesis, model-checking and Markov decision procedures.
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
L69 7ZX Liverpool
Reino Unido