Ekspresyjność Büchi vs CTL (*)


12

Jaki jest związek między ekspresyjnością LTL , Büchi / QPTL , CTL i CTL * ?

Czy możesz podać odniesienia, które obejmują tak wiele logiki czasowej, jak to możliwe (szczególnie między czasem liniowym a rozgałęzieniem)?

Idealny byłby diagram Venna z logiką czasową i pewnymi praktycznymi właściwościami jako przykładami.


Na przykład:

  • Czy to prawda, że ​​w Büchi istnieją właściwości określone, ale nie w CTL *? Czy masz dobry przykład?
  • Co powiesz na Büchi i CTL, ale nie na LTL?

Detale:

Ekspresyjność logiki jest dla mnie bardziej istotna niż przykłady. Ten ostatni jest po prostu pomocny dla zrozumienia i motywacji.

Wiem już o twierdzeniu o wyrazistości między CTL * i LTL z [Clarke i Draghicescu, 1988] , ale nie podoba mi się zwykły przykład uczciwości w CTL, a nie w LTL, ponieważ istnieje mnóstwo wariantów uczciwości, z których niektóre są wyrażalny w LTL.

Nie podoba mi się również zwykły przykład równości Büchi, podany np. W [Wolper83] o ograniczeniach LTL, ponieważ dodanie innej zmiennej zdań rozwiązałoby problem ( ).even(p)≡q∧◻(q⟹X¬q)∧◻(¬q⟹Xq)∧◻(q⟹p)

Podoba mi się przykład równości Büchi-własności, podany np. W [Wolper83] na temat ograniczeń LTL, ponieważ jest on prosty i pokazuje konieczność PQTL dla równości (dzięki za uwagę poniżej).


Aktualizacja:

Myślę, że twierdzenie o ekspresyjności między CTL * i LTL z [Clarke i Draghicescu, 1988] można przenieść na automaty Büchi, w wyniku czego:

Let $\phi$ be a CTL* state formula. 
Then $\phi$ is expressible via Büchi automaton 
         iff $\phi$ is equivalent to $A\phi^d$.

Dzięki temu Büchi CTL * = LTL, odpowiadając na moje pytania powyżej:∩

  • Czy to prawda, że ​​w Büchi istnieją właściwości określone, ale nie w CTL *? Yes, e.g. evenness.
  • Co powiesz na Büchi i CTL, ale nie na LTL? No.

Czy ktoś podniósł już twierdzenie Clarke'a i Draghicescu do automatów Büchi, czy wypowiedział podobne twierdzenie? A może jest to zbyt trywialne, aby o nim wspominać, skoro kwantyfikatory ścieżki CTL * są oczywiście „ortogonalne” względem kryteriów stanów akceptowanych ścieżek przez automaty Büchi?


Czy możesz podać linki do opisów różnych logiki, o których wspominasz?
— a3nm

Jasne - mam nadzieję, że wystarczająco linkowałem do mojego pytania.
— DaveBall aka user750378,

Czy możesz podać nam informacje o tym, jak powinien wyglądać przykład, aby ci się podobał?
— Klaus Draeger,

1
pqpq

@Klaus: Masz rację. Dlatego uważam równość za dobry przykład, ponieważ prosta i dobra motywacja do QPTL. Ogólnie lubię przykłady, które są proste, praktycznie istotne i niełatwe do modyfikacji w coś w mniej wyraźnej logice.
— DaveBall aka user750378,

Odpowiedzi:


3

Jedną rzeczą, na którą musimy wyjaśnić, jest rodzaj własności, o której mówimy: CTL i CTL * to logika czasu rozgałęzienia, używana do mówienia o językach drzewiastych, podczas gdy LTL to logika czasu liniowego, która per se mówi o słowach , ale można go zastosować do drzew, wymagając od wszystkich gałęzi spełnienia wzoru.

To już daje podpowiedź dla niektórych właściwości CTL, których LTL nie może wyrazić, a mianowicie tych, które łączą uniwersalne i egzystencjalne kwantyfikatory ścieżki, takie jak AGEFp („Zawsze można uzyskać stan p”). Typowym przykładem w innym kierunku jest FGa, patrz na przykład http://blob.inf.ed.ac.uk/mlcsb/files/2010/02/mlcsb7.pdf w celu uzyskania szczegółowych informacji (i diagram Venna).

Jeśli chodzi o automaty, sprawy stają się bardziej skomplikowane. Możesz mówić o automatach do słów lub drzew; jeśli to drugie, należy zauważyć, że automaty Büchi są mniej wyraziste niż inne warunki akceptacji (Rabin / parzystość / ...) w tym przypadku. Zobacz na przykład http://www.cs.rice.edu/~vardi/papers/lics96r1.ps.gz dla porównań (w tym w przypadku języków pochodnych, które są językami drzewa rozpoznawalnymi przez automatyczne słowa).


Dzięki za odpowiedź. Wziąłem punkt widzenia CTL *, w którym stosowane są struktury Kripke, a CTL i LTL składają się w całości ze wzorów państwowych. Dlatego rozważałem słowo automaty, chociaż twój wskaźnik do automatu drzewa był dla mnie nowy i interesujący (+1). Dodałem aktualizację na dole mojego postu. Czy znasz odpowiedź na to pytanie?
— DaveBall aka user750378

3

Nie odpowiadam na pełne pytanie, ale tylko na jego część (nie jestem zainteresowany czasem rozgałęziania).

eveneven(p)≡∃q.(q∧◻(q↔X¬q)∧◻(q→p))qqinformacji nie ma w twoim systemie, więc nie powinna być wolną zmienną twojej formuły (w przeciwnym razie twój system i twoja formuła są zdefiniowane na różnych alfabetach). Taka formuła jest formułą LTL egzystencjalnie obliczoną (w skrócie EQLTL).

∃∃q.(q∧◻(q↔X¬q)∧◻(q→p))q∧◻(q↔X¬q)∧◻(q→p)q∃s1.∃s2…∃s1.∃s2.(s1∧◻(s1→a∧Xs2)∧◻(s2)→b∧X(s1))∧◻◊s2∧◻(⋀i(si→⋀j≠i¬sj)))s1s2as2s1bs2Stutter-Invariant Languages, ω-Automata i Temporal-Logic na ten temat.

∃qqeven

∃∀

EFAGp


Dziękujemy za wyjaśnienie różnicy między EQLTL a QPTL. Dodałem aktualizację na dole mojego postu. Czy znasz odpowiedź na to pytanie?
— DaveBall aka user750378

Dziękuję za odpowiedź, adl. Niestety nie udało mi się podzielić nagrody ...
— DaveBall aka user750378
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.