[논문 리뷰] Symbolic Manipulation of Code Properties

Stavros Konstantinidis, Casey Meijer외 2명|arXiv (Cornell University)|2018. 01. 01.

semigroups and automata theory참고 문헌 24인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 전이기계와 독립성 이론을 사용하여 형식 언어의 클래스인 접두어, 접미어, 오류 탐지 코드와 같은 코드 성질의 기호적 다루기를 위한 FAdo 시스템을 확장한다. 이는 합리적 관계와 전이기계에 대한 알고리즘을 발전시키며, 사용자 정의 코드 성질을 효율적으로 만족도 및 최대성 여부를 결정할 수 있는 온라인 시스템인 LaSer를 도입한다.

ABSTRACT

The FAdo system is a symbolic manipulator of formal languages objects, implemented in Python. In this work, we extend its capabilities by implementing methods to manipulate transducers and we go one level higher than existing formal language systems and implement methods to manipulate objects representing classes of independent languages (widely known as code properties). Our methods allow users to define their own code properties and combine them between themselves or with fixed properties such as prefix codes, suffix codes, error detecting codes, etc. The satisfaction and maximality decision questions are solvable for any of the definable properties. The new online system LaSer allows to query about code properties and obtain the answer in a batch mode. Our work is founded on independence theory as well as the theory of rational relations and transducers, and contributes with improved algorithms on these objects.

연구 동기 및 목표

• 기본적인 형식 언어를 초월하여 코드 성질의 기호적 다루기를 지원하는 FAdo 시스템의 확장
• 사용자가 사용자 정의 코드 성질을 정의하고 접두어 또는 접미어 코드와 같은 표준 성질과 조합할 수 있도록 허용
• 정의 가능한 모든 코드 성질에 대해 만족도 및 최대성 문제를 결정할 수 있도록 하는 것
• 코드 성질 질문에 대한 배치 질의를 지원하는 온라인 시스템인 LaSer의 개발
• 독립성 이론과의 통합을 통해 합리적 관계와 전이기계에 대한 알고리즘 향상

제안 방법

• 코드 성질 다루기에 기초가 되는 독립성 이론과 합리적 관계 이론을 활용
• 전이기계를 통한 기호적 다루기를 구현하여 코드 성질을 표현하고 변환
• 고정된 성질의 논리적 조합을 사용하여 사용자 확장 가능한 코드 성질을 정의하는 형식적 프레임워크 도입
• 전이기계 연산과 언어 포함성 검사 기반의 만족도 및 최대성 문제에 대한 결정 절차 활용
• 코드 성질 질문에 대한 배치 질의를 지원하는 웹 기반 시스템인 LaSer 설계 및 구현
• 형식 언어 이론을 활용한 전이기계 연산 및 코드 성질 추론을 위한 알고리즘 최적화

실험 결과

연구 질문

• RQ1 사용자 정의 코드 성질은 접두어 또는 접미어 코드와 같은 표준 코드 성질과 체계적으로 조합될 수 있는가?
• RQ2 기호적 다루기를 통해 정의 가능한 모든 코드 성질에 대해 만족도 문제가 결정 가능한가?
• RQ3 제안된 프레임워크 내에서 정의 가능한 모든 코드 성질에 대해 최대성 문제가 결정 가능한가?
• RQ4 전이기계는 코드 성질을 기호적으로 표현하고 추론하는 데 효과적으로 활용될 수 있는가?
• RQ5 온라인 시스템은 코드 성질 결정 문제에 대한 배치 질의를 효율적으로 지원할 수 있는가?

주요 결과

• 전이기계와 독립성 이론을 통한 코드 성질의 기호적 다루기가 가능하여 언어 클래스에 대한 형식적 추론이 가능하다.
• 만족도 및 최대성 결정 문제는 정의 가능한 모든 코드 성질에 대해 결정 가능하여 이론적 완전성을 확보한다.
• LaSer는 형식적 보장을 갖춘 실용적인 온라인 인터페이스를 제공하여 코드 성질 질문에 대한 배치 질의를 지원한다.
• 전이기계의 통합은 기존 형식 언어 시스템을 초월하여 코드 성질 추론의 표현력과 계산 능력을 향상시킨다.
• 기호적 다루기 프레임워크를 통해 합리적 관계와 전이기계에 대한 개선된 알고리즘이 도출된다.
• 사용자 정의 코드 성질은 오류 탐지 또는 접두어 코드와 같은 고정된 성질과 함께 탄력적으로 조합 가능하여 FAdo의 기능을 확장한다.