Publikationen von Nico Wallmeier
Publikationen am Lehrstuhl für Informatik 7
[HTW08] |
F. Horn, W. Thomas, and N. Wallmeier.
Optimal strategy synthesis for request-response games.
In Proceedings of the 6th International Symposium on Automated
Technology for Verification and Analysis, ATVA 2008, volume 5311 of
Lecture Notes in Computer Science, pages 361-373. Springer, 2008.
(c) Springer. [ pdf ]
We show the solvability of an optimization problem on infinite two-player games. The winning conditions are of the ``request-response'' format, i.e. conjunctions of conditions of the form ``if a state with property Q is visited, then later also a state with property P is visited''. We ask for solutions that do not only guarantee the satisfaction of such conditions but also minimal wait times between visits to Q-states and subsequent visits to P-states. We present a natural class of valuations of infinite plays that captures this optimization problem, and with respect to this measure show the existence of an optimal winning strategy (if a winning strategy exists at all) and that it can be realized by a finite-state machine. For the latter claim we use a reduction to the solution of mean-payoff games due to Paterson and Zwick.
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[Wal08] |
Nico Wallmeier.
Strategien in unendlichen Spielen mit
Liveness-Gewinnbedingungen : Syntheseverfahren, Optimierung und
Implementierung.
PhD thesis, RWTH Aachen, 2008. [ pdf | http ]
Kurzfassung in Deutsch: Gegenstand dieser Arbeit sind Lösungsverfahren für unendliche Spiele und die Implementierung entsprechender Algorithmen im Rahmen einer Experimentierplattform. Der Schwerpunkt liegt auf Spielen mit Gewinnbedingungen, welche gewisse Liveness-Eigenschaften fordern. Eine für Anwendungen (etwa in der Controller-Synthese) zentrale Liveness-Eigenschaft ist die `Request-Response-Bedingung'. Sie ist eine Konjunktion von Bedingungen der folgenden Gestalt: Immer wenn ein `Request'-Zustand besucht wird, folgt irgendwann später auch der Besuch eines entsprechenden `Response'-Zustandes. Eng verwandt damit sind die sogenannten `Streett-Bedingungen', in denen für wiederholte Besuche gewisser Zustände wiederholte Besuche anderer Zustände gefordert werden. Es werden verschiedene Lösungsverfahren für Request-Response-Spiele und Streett-Spiele vorgestellt, mit Anwendungen etwa in der Analyse von Live-Sequence-Charts. Der Hauptbeitrag besteht in einer quantitativen Analyse der Request-Response-Spiele. Ein natürlicher Ansatz zur quantitativen Abstufung von Gewinnstrategien berücksichtigt die Wartezeiten, die in einer unendlichen Partie zwischen den Besuchen von `Request'- und nachfolgenden `Response'-Zuständen verstreichen. Dazu werden verschiedene Qualitätsmase für Partien in Request-Response-Spielen (über endlichen Spielgraphen) eingeführt und diskutiert. Für Mase, in denen die `Strafe' mehr als linear in den Wartezeiten steigt, wird eine algorithmische Berechnung optimaler Gewinnstrategien vorgestellt. Kernpunkt ist eine Reduktion auf Mean-Payoff-Spiele über endlichen Zustandsräumen, mit der zugleich gezeigt wird, dass optimale Strategien durch endliche Automaten implementierbar sind. Die Experimentierplattform GaSt (`Games, Automata \& Strategies') integriert zahlreiche Algorithmen zur Theorie der Omega-Automaten und zur Lösung unendlicher Spiele.
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[SATW06] |
C. Schulte Althoff, W. Thomas, and N. Wallmeier.
Observations on determinization of Büchi automata.
Theoretical Computer Science, 363(2):224-233, October 2006. [ pdf | ps ]
The two determinization procedures of Safra and Muller-Schupp for Büchi automata are compared, based on an implementation in a program called OmegaDet.
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[SATW05] |
C. Schulte Althoff, W. Thomas, and N. Wallmeier.
Observations on determinization of Büchi automata.
In Proceedings of the 10th International Conference on the
Implementation and Application of Automata, CIAA 2005, volume 3845 of
Lecture Notes in Computer Science, pages 262-272. Springer, 2005.
(c) Springer. [ pdf | ps ]
The two determinization procedures of Safra and Muller-Schupp for Büchi automata are compared, based on an implementation in a program called OmegaDet.
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[Wal03] |
N. Wallmeier.
Symbolische Synthese zustandsbasierter reaktiver Programme.
Diplomarbeit, RWTH Aachen, 2003. [ pdf | ps ] |
[WHT03] |
N. Wallmeier, P. Hütten, and W. Thomas.
Symbolic synthesis of finite-state controllers for
request-response specifications.
In Proceedings of the 8th International Conference on the
Implementation and Application of Automata, CIAA 2003, volume 2759 of
Lecture Notes in Computer Science, pages 11-22. Springer, 2003.
(c) Springer. [ pdf | ps ]
We present a method to solve certain infinite games over finite state spaces and apply this for the automatic synthesis of finite-state controllers. A lift-controller problem serves as an example for which the implementation of our algorithm has been tested. The specifications consist of safety conditions and so-called ``request-response-conditions'' (which have the form ``after visiting a state of P later a state of R is visited''). Many real-life problems can be modeled in this framework. We sketch the theoretical solution which synthesizes a finite-state controller for satisfiable specifications. The core of the implementation is a convenient input language (based on enriched Boolean logic) and a realization of the abstract algorithms with OBDD's (ordered binary decision diagrams).
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