P2P网络中基于非确定有限自动机的XML数据流过滤

将自动机方法对XML数据的过滤延伸到P2P网络中,依据在本地XML系统YFilter中构造非确定有限自动机(NFA)的思想,采用Chord环建立起分布式的NFA对于peer节点中的XML数据的查询过滤系统,并基于递归法执行查询过滤,在不同的peer节点上得到满足查询条件的数据集合。通过实验验证了当查询的数量和网络大小发生变化时分布式NFA的方法的执行性能。结果表明:本文方法可在不同的过滤场景中处理百万数量级的XPath查询,具有良好的网络流量和过滤延迟。

基于非确定型有限状态自动机的基因逻辑网络模型

阐述近年来基因网络逻辑行为的新模型———有限状态自动机模型,针对该模型的局限性,本文提出了改进,建立非确定型自动机模型,以描述网络行为的非确定型,适应基因网络的异常表达需要.

有限状态自动机的并行确定化及过程分析

本文通过对并行环境下非确定有限自动机和确定有限自动机的等价性和转换进行研究,详细分析了非确定有限自动机到确定有限自动机的并行转换方法及算法,并以实例给出了其间并行转化的过程。

非确定型模糊有限自动机的一种新的极小确定化方法

非确定型模糊有限自动机的极小确定化是自动机理论中的一个重要问题。在格序幺半群下,本文给出一种非确定型模糊有限自动机的新的极小确定化方法,称为内部构造法。为此,首先给出了模糊状态的内部的定义及其相关性质,进一步证明任给一个非确定型模糊有限自动机,利用模糊状态的内部的性质得到一个极小的确定型模糊有限自动机与之等价,最后通过例子验证该方法的正确性。

关于有限自动机定义的一个注记

给出了有限自动机的一般定义M=(Q,Σ,R,q0,F),其中R哿(Q×(Σ∪{ε}))×Q,特别地,如果R:Q×Σ→Q,则M是确定性有限自动机,该定义统一描述了确定性有限自动机、非确定性有限自动机、带空转移的非确定性有限自动机与部分自动机的概念。在该定义下,证明了确定性有限自动机与非确定性有限自动机的等价性以及正则语言类关于连接、闭包运算的封闭性,因此该定义在理论上是完备的。

基于有限状态自动机理论的CBTC系统列车管理方法研究

针对C B T C系统中车地通信常见的功能需求,建立车地通信交互模型;通过有限状态自动机理论(F S A)对列车通信自动管理模型进行定义,并根据定义构造非确定有限自动机(NFA)和确定性有限自动机(DFA),完成创建列车管理状态自动机能够识别的语言,实现CBTC系统列车自动管理功能。

基于自动机原理的自动售货机软件的实现

利用自动机原理对现有的自动售货机的工作模式进行了分析,指出了自动售货机在购买多种商品时的不方便之处和销售管理上的落后现象,提出了用软件方法对自动售货机工作模式进行优化和扩展,并增强其管理功能,以使自动化销售过程更快捷、准确和有效.

入侵检测系统中模式匹配自动机的构造研究

本文提出了一种新的用于构造入侵检测模式匹配自动机的方法。该方法从构造判定单个模式的NFA自动机入手,通过集成单个的NFA而得到全集的NFA,并将全集NFA转换为与之等价的DFA并化简,从而可得到全集的确定型模式匹配有限自动机。由于该方法可以完全自动完成,从而可以方便地为入侵检测系统构造模式匹配自动机。

一种构造入侵检测系统模式匹配自动机的方法

介绍了一种新的用于构造入侵检测系统模式匹配自动机的方法,该方法的基本出发点在于NFA与DFA能力的等价性、构造NFA的方便性和DFA运行的高效性。它从构造判定单个模式的NFA自动机入手,通过集成单个的NFA而得到全集的NFA,并将全集NFA转换为与之等价的DFA并化简,从而可得到全集的确定型模式匹配有限自动机。由于该方法可以完全自动完成,从而可方便地为入侵检测系统构造模式匹配自动机。

基于子集构造法的优化的NFA确定化算法

使用子集构造法对非确定有限自动机进行确定化的过程中存在大量重复计算的问题。为解决此问题,基于非确定有限自动机的特点并针对子集构造法的不足,提出了一种优化的非确定有限自动机确定化算法。首先定义了识别符的有效引出状态集概念并证明了ε-closure的并定理以保证算法的正确性,其次给出了用于避免重复计算的识别符的有效引出状态集的构造子算法和单状态集的ε-closure的求算子算法,基于这两个子算法给出了优化的非确定有限自动机确定化算法,最后将算法应用于实例,实验结果表明计算量远小于子集构造法的计算量。相比子集构造法,算法能更有效地对非确定有限自动机进行确定化。

非确定有限自动机的最短D1-同步字求解

研究了非确定有限自动机的最短D1-同步字的计算问题。针对这种自动机定义了D1W问题及其参数化版本问题p-D1W和最优问题shortest-p-D1W,证明了p-D1W和shortest-p-D1W分别属于para-NP和para-DP。利用均匀分布模型随机生成大量的非确定的有限自动机进行实验,结果表明:在定长的参数下几乎所有随机产生的自动机实例都不是D1-可同步的,一旦将自动机上每个状态和字母的变迁函数的像数量限制在2以内,会出现少量的D1-可同步的自动机,且绝大多数最短同步字长不超过状态数的2倍。

一类NFA到DFA的直接转化方法

NFA的确定化具有重要的理论和实际意义.迄今为止,普遍采用子集构造法将一个NFA(非确定性自动机)转化为DFA(确定性自动机),但这种方法需要引入空输入ε及状态子集I的ε-闭包,其计算过程相对繁琐.而且在确定化过程中对于NFA状态集存在ε-closure重复计算和由于对非ε转换的判断而引起的重复计算等问题.本文描述了一种将一类NFA直接转化为DFA的方法.在本方法中,不需要引入空输入ε,可根据原始的NFA状态图或状态转移表直接得出等价的DFA状态图或状态转移表,而且所有状态都是单一的状态而非集合状态,便于软硬件实现与测试.

构造正则表达式的最佳NFA算法的选择

介绍了工程中广泛应用的四种经典和先进的不确定有限自动机NFA的基本构造方法,它们是位置自动机Apos部分派生自动机Apd,跟随自动机Af,共同跟随集合自动机Acfs。列举大量工程实践中常用和经典的正则表达式,分别用上述自动机算法进行求解实验,对它们的运算尺寸以及与正则表达式尺寸之间的关系,列出表格分别进行比较分析,从中总结出各种自动机的构造特点和最佳应用场合。针对如何根据不同的正则表达式来选择非确定性有限自动机NFA算法提供了重要的参考依据。

机械产品专利技术方案信息抽取方法

专利因其创新性和实用性的特点成为概念设计的重要知识资源,结构化专利技术方案信息抽取是专利设计原理知识挖掘的基础工作。针对机械产品专利,描述了面向概念设计知识需求的专利技术方案概念模型,将专利技术方案信息抽取任务分解为技术组件抽取和技术关系抽取两部分。研究专利信息抽取知识库建设,利用非确定有限状态自动机识别技术组件,采用专业术语词典进行技术组件语义分析,以框架语义学为理论基础,构建用于技术关系抽取的专利动词语义框架库。提出基于自然语言理解的技术方案信息抽取过程,研究浅层句法分析和语义分析的关键技术,并以美国专利为例进行说明,结果表明该方法可自动获取结构化专利技术方案信息,有助于专利在概念设计中的深入应用。

在线-离线数据流上复杂事件检测

随着数据采集和处理技术的发展,在物联网对象跟踪、网络监控、金融预测、电信消费模式等领域中进行事件检测显得越发重要.事件检测在一次扫描数据流的假设下完成,数据流在被处理完后丢弃.事实上,很多应用场景中,历史数据流因含有丰富的信息而不能简单丢弃,且一些事件检测查询需要同时在实时和历史数据流上进行.鉴于已有复杂事件检测很少考虑同时在实时-历史数据流上进行模式匹配,作者研究了在线-离线数据流上复杂事件检测的关键问题.主要工作如下:(1)针对滑动窗口内产生的大量模式匹配中间结果,提出利用时态关系和时空关系管理中间结果的方法 TPM和STPM.STPM以中间结果的时态和状态信息为权值对中间结果进行管理,将最近的、最有可能更新状态的中间结果置于内存,极大地减少了中间结果的读取操作代价.(2)给出了基于选择度的在线-离线复杂事件检测优化算法;(3)给出了算法的复杂性分析和代价模型;(4)在基于时空关系的中间结果管理模型下,在一个在线-离线复杂事件检测原型系统中进行实验,对多个参数(子窗口大小,选择度,匹配率,命中率)进行了算法对比分析.实验结果充分验证了所提出的算法的可行性和高效性.

RFID数据流上多目标复杂事件检测

已有的RFID复杂事件处理技术主要关注于单个RFID对象的复杂事件检测和优化技术.实际上,很多RFID应用中往往需要同时检测多个同类型关联目标的复杂事件序列.研究了多个关联的RFID对象的复杂事件处理问题.通过扩展的事件语言和算子的语义以支持同类型多个RFID目标复杂事件查询的定义.通过模式的变换规则,将RFID应用中存在的各种非线性多目标复杂事件模式转换成线性模式,以便各种多目标模式在一个统一的框架下检测.提出了基于自动机NFAb2的多目标复杂事件检测模型和多目标复杂事件检测算法.通过在多目标检测算法中使用关键节点下压和同位置约束置后优化策略,大大减少了单个类型上无用实例的数目和不同类型间模式匹配的搜索空间.与SASE算法的实验比较表明算法的正确性和高效性.

基于网络处理器的深度包检测系统的研究

由于互联网已经成为一个必要的工具,增加网络安全性,提高网络速度的要求进一步增加。解决这些问题的传统机制并非足够有效,因此我们需要找到一种新的方法来解决这个问题,本文提到了一种使用网络处理器设计高速深度包检测引擎的新方法。

采用OBDD实现快速子匹配提取

为提高模式匹配算法中子匹配提取过程的时间效率,采用有序二元决策图(ordered binary decision diagram,OBDD)与布尔函数相结合的方法,完成了与PCRE(perl compatible regular expressions)和谷歌的RE2库的对比实验研究。结果表明:基于OBDD的子匹配算法的性能比PCRE和RE2提高了约一到两个数量级。

基于多维立方体的正则表达式匹配算法

针对特定条件下含有".*"的正则表达式规则相互作用产生的状态爆炸问题,本文提出一种基于多维立方体的确定性有限自动机(Deterministic Finite Automaton,DFA)结构,将冗余状态按维度划分并压缩,并设计相应的多维立方体确定性有限自动机(Multi-Dimension-Cube-DFA,M-D-Cube-DFA)算法,通过构造动态交点的方法实现等价的状态转移.理论分析和仿真实验表明,与DFA算法相比,在维持时间复杂度不变的基础上对状态数目和存储空间进行了对数级别压缩.

词法分析器生成器的设计与实现

当构造词法分析器时,根据单词的正规式定义首先构造与正规式等价的NFA,之后用子集法将NFA转换成DFA,并用此DFA进行词法分析。对词法分析器生成器的设计算法进行了研究,即构造等价于给定正规式非确定有限自动机,并用一种高级语言(C语言)在计算机上实现。