- عنوان کتاب: Weighted Automata, Formal Power Series and Weighted Logic
- نویسنده: Laura Wirth
- سال انتشار: 2022
- حوزه: علوم کامپیوتر
- تعداد صفحه: 191
- زبان اصلی: انگلیسی
- نوع فایل: pdf
- حجم فایل: 1.89 مگابایت
یک مفهوم اساسی از علوم کامپیوتر نظری برای مشخصات زبان های رسمی _nite automata هستند. با تجهیز حالت ها و انتقال های این اتوماتای _nite به وزن، مدل کمی اتوماتای وزنی به دست می آید. وزنهای گنجانده شده ممکن است به عنوان مثال مدلسازی شوند. مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک انتقال، هزینه های مربوطه یا قابلیت اطمینان اجرای موفقیت آمیز آن. برای به دست آوردن یک مدل یکنواخت، ساختار وزن زیرین معمولاً با یک semiring انتزاعی مدلسازی میشود. سپس رفتار یک اتومات وزن دار با یک سری قدرت رسمی نشان داده می شود. یک سری قدرت رسمی به عنوان نقشه ای تعریف می شود که به هر کلمه بر روی یک الفبای معین عنصری از semiring، یعنی مقداری وزن مرتبط با کلمه مربوطه را اختصاص می دهد. در این کار، ما بر قدرت بیان خودکارهای وزن دار تأکید می کنیم. به طور دقیقتر، هدف اصلی نمایش رفتارهای اتوماتای وزندار با فرمالیسمهای بیانگر معادل است. این فرمالیسم ها شامل عملیات منطقی روی سری های توان رسمی، نمایش های خطی با استفاده از ماتریس ها، و منطق مرتبه دوم مونادیک وزنی است. برای این منظور، ما ابتدا نتایج زبان-نظری کلاسیک کلین، بوچی، الگوت و تراختنبروت را به نمایش میگذاریم که بر قدرت بیان خودکارهای _nite تمرکز دارد. ما همچنین یک نسخه تعمیمیافته از فرمولهای آدرسدهی قضیه Büchi_Elgot_Trakhtenbrot را استخراج میکنیم که ممکن است دارای متغیرهای آزاد باشند، در حالی که عبارت اصلی فقط به جملات مربوط میشود. سپس از رویکردها و روشهای زبانی-نظری به عنوان نقطه شروع تحقیقات خود با توجه به سریهای قدرت رسمی استفاده میکنیم. ما بسط شوتزنبرگر قضیه کلین را که به آن قضیه Kleene_Schützenberger گفته می شود، ایجاد می کنیم. علاوه بر این، نسخه ای وزن دار از منطق مرتبه دوم مونادیک را که مدیون دروست و گاستین است، معرفی می کنیم و قدرت بیان آن را تحلیل می کنیم. با استفاده از این منطق وزنی، ما پسوندی از قضیه Büchi_Elgot_Trakhtenbrot را استخراج می کنیم. بنابراین، ما به روابط بین رویکردهای مشخصههای مختلف برای سریهای قدرت رسمی اشاره میکنیم. علاوه بر این، ما مفاهیم و نتایج مربوط به سری های قدرت رسمی را به همتایان مربوطه آنها در نظریه زبان مرتبط می کنیم.
A basic concept from Theoretical Computer Science for the speci_cation of formal languages are _nite automata. By equipping the states and transitions of these _nite automata with weights, one obtains the quantitative model of weighted automata. The included weights may model e.g. the amount of resources needed for the execution of a transition, the involved costs, or the reliability of its successful execution. To obtain a uniform model, the underlying weight structure is usually modeled by an abstract semiring. The behavior of a weighted automaton is then represented by a formal power series. A formal power series is de_ned as a map assigning to each word over a given alphabet an element of the semiring, i.e. some weight associated with the respective word. In this work, we put emphasis on the expressive power of weighted automata. More precisely, the main objective is to represent the behaviors of weighted automata by expressively equivalent formalisms. These formalisms include rational operations on formal power series, linear representations by means of matrices, and weighted monadic second-order logic. To this end, we _rst exhibit the classical language-theoretic results of Kleene, Büchi, Elgot and Trakhtenbrot, which concentrate on the expressive power of _nite automata. We further derive a generalized version of the Büchi_Elgot_Trakhtenbrot Theorem addressing formulas, which may have free variables, whereas the original statement concerns only sentences. Then we use the language-theoretic approaches and methods as starting point for our investigations with regard to formal power series. We establish Schützenberger’s extension of Kleene’s Theorem, referred to as Kleene_Schützenberger Theorem. Moreover, we introduce a weighted version of monadic second-order logic, which is due to Droste and Gastin, and analyze its expressive power. By means of this weighted logic, we derive an extension of the Büchi_Elgot_Trakhtenbrot Theorem. Thus, we point out relations among the di_erent speci_cation approaches for formal power series. Further, we relate the notions and results concerning formal power series to their respective counterparts in Language Theory.
این کتاب را میتوانید از لینک زیر بصورت رایگان دانلود کنید:
Download: Weighted Automata, Formal Power Series and Weighted Logic
نظرات کاربران