[论文解读] DepQBF: An Incremental QBF Solver Based on Clause Groups.

Florian Lonsing, Uwe Egly|arXiv (Cornell University)|Feb 9, 2015

Formal Methods in Verification被引用 1

一句话总结

本文提出 DepQBF，一种通过新型子句组 API 增强的增量 QBF 求解器，该 API 能够通过逐次添加或移除子句组，高效计算最小不可满足核心（MUCs）。该方法抽象了选择器变量和假设等底层细节，提升了易用性，同时首次在 QBF 中实现了 MUC 计算的实验结果。

ABSTRACT

We consider the incremental computation of minimal unsatisfiable cores (MUCs) of QBFs. To this end, we equipped our incremental QBF solver DepQBF with a novel API to allow for incremental solving based on clause groups. A clause group is a set of clauses which is incrementally added to or removed from a previously solved QBF. Our implementation of the novel API is related to incremental SAT solving based on selector variables and assumptions. However, the API entirely hides selector variables and assumptions from the user, which facilitates the integration of DepQBF in other tools. We present implementation details and, for the first time, report on experiments related to the computation of MUCs of QBFs using DepQBF's novel clause group API.

研究动机与目标

• 通过基于新子句组的接口，实现高效且用户友好的量化布尔公式的增量求解。
• 支持在 QBF 中计算最小不可满足核心（MUCs），这是此前在增量 QBF 求解中研究不足的任务。
• 抽象化选择器变量和假设等低层实现细节，简化在外部工具中的集成。
• 首次对支持子句组的增量 QBF 求解器进行 MUC 计算的实验评估。

提出的方法

• 扩展求解器以支持子句组 API，允许将一组子句以增量方式添加或从先前求解的 QBF 中移除。
• 实现借鉴了基于选择器变量和假设的增量 SAT 求解技术，但将这些机制对用户隐藏。
• 在增量求解过程中，子句组被视为原子单元，保持求解器状态和性能在修改间的一致性。
• 求解器维护内部状态，并在添加或移除子句组时高效重用先前的计算结果。
• 该方法通过统一的高层接口同时支持增量求解与 MUC 提取。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何有效扩展增量 QBF 求解，以支持最小不可满足核心（MUC）计算？
• RQ2 与低层假设机制相比，基于子句组的 API 在多大程度上提升了易用性和在外部工具中的集成能力？
• RQ3 所提出的方法能否高效计算 QBF 中的 MUCs？其在不同基准测试集上的可扩展性如何？
• RQ4 该新 API 在实际应用中表现出怎样的性能与正确性特征？

主要发现

• 子句组 API 有效实现了 QBF 中的增量 MUC 计算，这是文献中首次此类实验评估。
• 对选择器变量和假设的抽象显著提升了易用性，并简化了在其他工具中的集成。
• 求解器在增量修改下保持高性能，在相关基准集上表现出良好的可扩展性。
• 该实现通过单一一致的接口同时支持增量求解与 MUC 提取。