Projekttitel: Ausdrucksstarke Automaten mit Zählfunktion
Projektdauer: 3 Jahre
Forschungsbereich: Wissensrepräsentation und Wissensmodellierung
Endliche Automaten gehören zu den grundlegendsten Formalismen der theoretischen Informatik. Sie haben sich in vielen Bereichen als nützliches Werkzeug erwiesen, beispielsweise bei der formalen Verifikation oder als Mittel zum Nachweis der Entscheidbarkeit ausdrucksstarker Logiken, die zur Wissensrepräsentation eingesetzt werden. Insbesondere in den genannten Bereichen ist es wünschenswert, Situationen zu modellieren, die über die Regelmäßigkeit hinausgehen. Es gibt eine lange Tradition, endliche Automaten um Zählmechanismen zu erweitern, mit dem Ziel, Rechenmodelle zu erhalten, die sowohl ausdrucksstark sind als auch die Entscheidbarkeit relevanter Probleme gewährleisten. Für den Fall von Wörtern gibt es mittlerweile eine Fülle gut erforschter Modelle wie Pushdown-Automaten, Ein-Zähler-Automaten oder Parikh-Automaten. Für den Fall endlicher und unendlicher baumartiger Strukturen, die zur Beschreibung paralleler Prozesse oder zur Kodierung baumartiger Modelle logischer Formalismen verwendet werden, ist es jedoch von Interesse, die rechnerischen Eigenschaften ausdrucksstarker Baumautomatenmodelle besser zu verstehen.

Ziel des Forschungsprojekts ist es, zu untersuchen, wie Baumautomaten durch Zählmechanismen erweitert werden können, um globale und lokale Eigenschaften von Bäumen zu prüfen. Ein Schwerpunkt liegt auf Modellen, mit denen sich die Entscheidbarkeit ausdrucksstarker Logiken nachweisen lässt. Ein Beispiel hierfür sind Parikh-Baumautomaten, deren Ausdruckskraft der eines Fragments der monadischen Logik zweiter Ordnung mit Kardinalitätsbeschränkungen über (unendlichen) Bäumen entspricht.
Wir beabsichtigen, verschiedene Baumautomaten mit Zählmechanismen theoretisch zu untersuchen und sie im Kontext bestehender Ergebnisse einzuordnen. Zu den typischen Fragestellungen gehören:
Wir verwenden Methoden und Beweistechniken aus verschiedenen Bereichen der theoretischen Informatik und erweitern oder passen sie an unseren Kontext an. Dazu gehören gängige Automatenkonstruktionen oder Reduktionen anderer Probleme.
Wir sind der Ansicht, dass die Ergebnisse dieses Projekts sowohl die theoretischen Grundlagen als auch konkrete Methoden liefern, um Entscheidbarkeits- und Komplexitätsergebnisse für Formalismen aus verschiedenen Bereichen der Informatik, wie beispielsweise der Wissensrepräsentation oder der Verifikation, zu ermitteln.
Sie müssen den Inhalt von reCAPTCHA laden, um das Formular abzuschicken. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten mit Drittanbietern ausgetauscht werden.
Mehr InformationenSie sehen gerade einen Platzhalterinhalt von Turnstile. Um auf den eigentlichen Inhalt zuzugreifen, klicken Sie auf die Schaltfläche unten. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten an Drittanbieter weitergegeben werden.
Mehr InformationenSie sehen gerade einen Platzhalterinhalt von Facebook. Um auf den eigentlichen Inhalt zuzugreifen, klicken Sie auf die Schaltfläche unten. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten an Drittanbieter weitergegeben werden.
Mehr InformationenSie sehen gerade einen Platzhalterinhalt von Instagram. Um auf den eigentlichen Inhalt zuzugreifen, klicken Sie auf die Schaltfläche unten. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten an Drittanbieter weitergegeben werden.
Mehr InformationenSie sehen gerade einen Platzhalterinhalt von X. Um auf den eigentlichen Inhalt zuzugreifen, klicken Sie auf die Schaltfläche unten. Bitte beachten Sie, dass dabei Daten an Drittanbieter weitergegeben werden.
Mehr Informationen