Descrizione del progetto
Sfruttare la composizione per semplificare la complessità degli algoritmi
Quando i matematici iniziarono a sviluppare computer nel XX secolo, passando dalla teoria alla pratica, nacque il campo della teoria degli automi. Gli automi sono modelli astratti di macchine o dispositivi informatici semplici che seguono automaticamente una sequenza predeterminata di operazioni. Gli automi aiutano gli informatici a capire come un computer completa le funzioni e risolve i problemi. Li aiutano anche a capire cosa significa che una funzione è calcolabile o che una domanda è «decidibile». La composizione è un meccanismo importante nella teoria degli automi, direttamente pertinente al problema della decidibilità. Il progetto FouCo, finanziato dall’UE, sta studiando la composizione degli automi e come sfruttarla per applicazioni specifiche, riducendo la complessità degli attuali algoritmi.
Obiettivo
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.
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinatore
L69 7ZX Liverpool
Regno Unito