一种求解布尔不可满足子式的局部搜索算法

解释布尔公式不可满足的原因在众多领域都具有非常重要的理论与应用价值,而不可满足子式能够为公式不可满足的原因提供精确的解释,帮助应用领域的自动化工具迅速定位错误,诊断问题失败的本质缘由。近年来涌现了许多基于SAT求解器DPLL回溯搜索过程的完全算法,但关于不完全方法提取不可满足子式的研究相对较少。因此,本文提出一种采用启发式局部搜索过程从公式的不可满足性证明中求解布尔不可满足子式的算法。该算法根据公式的消解规则通过局部搜索过程直接构造证明不可满足性的消解序列,并融合了布尔推理技术以提高搜索效率;而后通过一个递归过程遍历证明序列从而得到不可满足子式。通过实验与贪心遗传算法进行对比,结果表明本文提出的算法优于贪心遗传算法。     

基于Grover算法的图着色问题求解

Grover量子搜索算法是针对非结构化搜索问题设计的著名量子算法,可用于解决图着色、最短路径排序等问题,也可以有效破译密码系统。图着色问题是最著名的NP-完全问题之一,文中首先将图着色问题转化为数学上的无向图;然后采用布尔表达式将其转换为布尔可满足性问题,介绍了量子线路图解决布尔表达式的步骤原理以及图着色问题向布尔可满足性问题的转换过程;最后在IBMQ云平台上,对三节点的2-着色问题以及4-着色问题进行模拟仿真。实验结果验证了使用Grover算法求解图着色问题的可行性,在搜索空间为8的2-着色问题和搜索空间为64的4-着色问题中,分别以近82%和97%的成功概率搜索到目标项。文中使用Grover算法解决了4-着色问题,拓展了该算法在此问题领域上的实验规模,且改进了现有实验的量子线路,使量子位成本更低,结果的成功率更高,展示了Grover算法在大型搜索问题中显著的加速效果。     

一种改进的警示传播算法求解Max-SAT问题

Max-SAT问题是SAT问题的优化版本,目标是在给定的子句集中找到一组变元赋值,使得满足子句数最多,该问题是典型的NP-hard问题。随着大数据和人工智能的深度发展,过去原有的算法已不再适用,设计新的求解算法或对已有的求解算法进行优化是目前研究的热点。针对警示传播算法求解随机Max-3-SAT问题的局限性,提出了一种基于变元权值计算的警示传播算法,结合随机游走算法,给出一种新型算法WWP+WalkSAT,通过改进求解的局限性,更好地得到一组有效的初始解,从而提高算法的局部搜索能力。利用2016年Max-SAT国际竞赛部分基准实例,将WWP+WalkSAT算法与八种局部搜索算法进行精度方面的对比实验。实验结果表明,WWP+WalkSAT算法有较好的性能。     

极小布尔不可满足子式的提取算法

研究了极小布尔不可满足子式的提取算法,它分为近似算法和精确算法两种．文中就精确算法提出了局部预先赋值的优化方案,并且在理论上证明了该算法的正确性;通过实验显示了此算法可以获得更高的效率．通过模拟实验观察到,利用完法计算法进行近似提取的一个有趣现象,即随着公式密度的增加,算法的提取误差会趋于下降．     

一种基于伪布尔可满足性FPGA布线算法

为了克服布尔可满足性算法在现场可编程门阵列布线中存在的不足,引进了一种在标准对称阵列(隔离岛状)现场可编程门阵列结构下的新型有效布线方法——伪布尔可满足性算法,并结合实例详细地阐述了将其应用于布线的原理及方法,同时采用实际工业电路将布尔可满足性算法与伪布尔可满足性算法作出比较。实验结果显示,伪布尔可满足性算法比布尔可满足性算法在布线时间上减少了10.5%,在稳定性上提高了3.3%。     

一种布尔公式的代数逻辑约化新方法

布尔可满足问题是最早被证明的NP完全问题之一,1-in-3-SAT问题是一个NP完全的布尔可满足子类问题。1-in-3-SAT的计算复杂度取决于对应公式的变量以及子句的个数。将1-in-3公式归约为一个变量数或者子句数更少的1-in-3公式,是提高1-in-3-SAT问题求解效率的一个关键。基于一个新的范式形式——XCNF,针对1-in-3-SAT问题提出一种新的代数逻辑约化方法,用于在多项式时间内约减一个1-in-3公式的变量数和子句数。所提算法的主要思想为:首先将1-in-3公式转化为XCNF公式,然后尝试找出XCNF公式中的X-纯文字,并利用X-纯文字法则对1-in-3公式中相应的布尔变量赋值,最后得到一个约减公式,该约减公式与原公式的1-in-3可满足性等价。     

基于几何规划的布尔可满足问题求解方法

布尔可满足问题是计算机科学中诸多领域的重要问题,它的快速求解具有十分重要的意义.将具有实际物理背景的Solar算法中的拟物算法与几何规划相结合,提出并实现了一种布尔可满足性问题的连续求解方法.经实验验证,这种算法对布尔可满足性问题的求解具有一定的实用价值.     

求解可满足性问题的改进的模拟退火算法

该文为可满足性问题的高效近似求解提出了改进的模拟退火算法。数值实验表明,对于该文随机产生的测试问题例,改进的模拟退火算法完全胜过局部搜索算法、模拟退火算法以及目前国际上流行的WSAT算法。     

基于搜索信息反馈策略的MaxSAT非完备求解算法

MaxSAT问题是SAT可满足性问题的优化形式,具有NP难度．本文分析了传统的MaxSAT局部搜索求解器对工业算例求解存在的局限性,并基于此分析提出了新的初始解构造算法ASIF.ASIF是一个基于树形赋值的初始解构造算法,其中包含了一个全局信息反馈策略.该算法选取并定义了构造过程中有意义的统计量,使用这些量设计了一个全局搜索信息更新反馈机制,对初始解构造过程中的经验进行积累并为后续解的构造提供指导信息,再根据后续解的构造情况对全局经验进行反馈和更新,从而有效利用了解构造过程中的经验和信息.进一步地,将ASIF作为初始解构造算法,结合IPBMR算法中的路径截断（PB）策略,提出了新的算法PB-ASIF.实验设计与比较共分为三个阶段.第一阶段,将ASIF在300秒内首次找到的可行解与IPBMR求解300秒的结果进行对比.ASIF初始可行解更优的数量是IPBMR在300秒内求解的可行解更优数量的两倍多,其中非加权偏类算例更优解数量上前者更是后者的3.68倍.该阶段的实验结果表明,ASIF算法能快速构造优质的初始可行解.第二阶段,将PB-ASIF与IPBMR进行对比实验,在300秒求解时间内,...     

求解SAT问题的拟人退火算法

该文利用一个简单的变换，将可满足性（SAT）问题转换为一个求相应目标函数最小值的优化问题，提出了一种用于跳出局部陷阱的拟人策略，基于模拟退火算法和拟人策略，为SAT问题的高效近注解得出了拟人退火算法（PA），该方法不仅具有模拟退火算法的全局收敛性质，而且具有一定的并行性，继承性。数值实验表明，对于本文随机产生的测试问题例，采用拟人策略的模拟退火算法的结果优于局部搜索算法，模拟退火算法以及近来国际上流行的WALKSAT算法，因此拟人退火算法是可行的和有效的。     

可满足性问题的一种DNA表面计算模型

可满足性问题的一种DNA表面计算模型是一种特殊的DNA计算方法,该模型是采用荧光标记的策略和荧光猝灭技术,通过观察荧光灭光情况排除非解,从而有效的解决可满足性问题(SAT).该模型方法具有错误率低、编码简单、读取方便等很好的性能,能够大大减少实验过程中的错差.     

求解难可满足性问题的混合算法

提出了一个求解难可满足性问题的简单混合算法．拟人和禁忌表两个策略被给出．数值实验表明，对于一类公认比较难的可满足性问题，该算法胜过目前据认为是最好方法之一的NOVELTY算法．     

基于关键文字的求解SAT问题的启发式算法

逻辑公式的可满足问题的求解方法是近几年研究的重点,通过对逻辑公式的关键文字和骨干变元集的研究与分析,使用启发式算法寻找公式的关键文字,在公式化简中引入关键文字规则,给出了一种新的求解SAT问题的启发式算法。     

可满足性问题中信念传播算法的收敛性分析

信念传播算法是基于因子图模型的消息传递算法,通过图中的边,将消息从一个结点传递给另一个结点,以高概率地确定部分变量的取值,这种方法被实验证明在求解可满足性问题时非常有效.然而,目前还未对其有效性从理论角度给予解释.通过对信念传播算法的收敛性分析,试图从理论上解释算法的有效性.在信息传播算法的信息迭代方程中,参数的取值范...     

PSL可满足问题的计算复杂度

PSL是一种用于描述并行系统的属性规约语言,包括线性时序逻辑FL和分支时序逻辑OBE两部分。由于OBE就是CTL,因此论文重点研究FL逻辑。理论上已证明许多难解的问题都可多项式变换为“可满足性”问题,“可满足性”问题是研究时序逻辑的核心问题之一,并已成为程序验证的一种有力工具;而计算复杂度是“可满足性”问题需要解决的最深刻的方向之一,其研究意义在于它可作为解决一类问题的难度的标准。文中在利用“铺砖模型”基础上,推导并得出FL的“可满足性”问题的计算复杂度为EXPSPACE—hard,这对正确评价解决该问题的各种算法的效率,进而确定对已有算法的改进余地具有重要的指导意义。     

Heavy-Tailed Phenomena in Satisfiability and Constraint Satisfaction Problems

We study the runtime distributions of backtrack procedures for propositional satisfiability and constraint satisfaction. Such procedures often exhibit a large variability in performance. Our study reveals some intriguing properties of such distributions: They are often characterized by very long tails or heavy tails. We will show that these distributions are best characterized by a general class of distributions that can have infinite moments (i.e., an infinite mean, variance, etc.). Such nonstandard distributions have recently been observed in areas as diverse as economics, statistical physics, and geophysics. They are closely related to fractal phenomena, whose study was introduced by Mandelbrot. We also show how random restarts can effectively eliminate heavy-tailed behavior. Furthermore, for harder problem instances, we observe long tails on the left-hand side of the distribution, which is indicative of a non-negligible fraction of relatively short, successful runs. A rapid restart strategy eliminates heavy-tailed behavior and takes advantage of short runs, significantly reducing expected solution time. We demonstrate speedups of up to two orders of magnitude on SAT and CSP encodings of hard problems in planning, scheduling, and circuit synthesis.     

基于Elitism策略的改进免疫遗传算法求解TSP问题

TSP问题是一类典型的NP完全问题。作者结合Elitism策略提出了一种新的改进免疫遗传算法。该算法既保留了遗传算法的全局随机搜索的优点,又避免了免疫遗传算法的早熟、收敛速度慢等缺点。经仿真实验对比,在求解TSP问题时,该文提出的新算法具有收敛速度快及动态收敛性好的优点。     

文化基因算法在多约束背包问题中的应用

文化基因算法是一种启发式算法,与一些经典数学方法相比,更适于求解多约束背包问题.文化基因算法是一种基于种群的全局搜索和基于个体的局部启发式搜索的结合体,针对多约束问题,提出采用贪婪策略通过违反度排序的方法处理多约束条件,全局搜索采用遗传算法,局部搜索采用模拟退火策略,解决具有多约束条件的0-1背包问题.通过对几个实例的求解,表明文化基因算法与标准遗传算法相比,具有更优的搜索性能.     

A Subset-Matching Size-Bounded Cache for Testing Satisfiability in Modal Logics

The implementation of efficient decision procedures for modal logics is a major research problem in automated deduction. Caching the result of intermediate consistency checks has experimentally proved to be a very important technique for attaining efficiency. Current state-of-the-art systems implement caching mechanisms based on hash tables. In this paper we present a data type – that we call bit matrix – for caching the (in)consistency of sets of formulas. Bit matrices have three distinguishing features: (i) they can be queried for subsets and supersets, (ii) they can be bounded in size, and (iii) if bounded, they can easily implement different policies to resolve which results have to be kept. We have implemented caching mechanisms based on bit matrices and hash tables in *SAT. In *SAT, the bit matrix cache is bounded, and keeps the latest obtained (in)consistency results. We experiment with the benchmarks proposed for the modal logic K at the TABLEAUX Non Classical Systems Comparison (TANCS) 2000. On the basis of the results, we conclude that *SAT performances are improved by (i) caching the results of intermediate consistency checks, (ii) using bit matrices instead of hash tables, and (iii) storing a small number of results in the bit matrices.