EPCCL理论的并行知识编译算法

基于超扩展规则,证明了EPCCL(Each Pair Contains Complementary Literal)理论的合并过程是可并行执行的,并设计了针对多个EPCCL理论的并行合并算法PUAE(Parallel computing Union of Any number of EPCCL).通过对EPCCL理论原始子句集的利用,提出了另一种高效的EPCCL理论并行合并算法imp-PUAE(improvement of PUAE).UKCHER(computing Union sets of maximum terms for Knowledge Compilation based on Hyper Extension Rule)是一种可并行的EPCCL理论编译算法,分别利用PUAE和imp-PUAE设计了两个并行知识编译算法P-UKCHER(UKCHER with PUAE)和imp P-UKCHER(UKCHER with imp-PUAE).实验结果表明:P-UKCHER算法虽然没有提升UKCHER算法的效率,但能够提升UKCHER算法编译结果的质量,最好情况下可提升4倍;而imp P-UKCHER算法能够提高UKCHER算法的效率,同时也能够提升编译结果的质量,同样最好情况下可提升4倍.

C2E:一个高性能的EPCCL编译器

提出一个新的基于DPLL的编译算法KCDP,从而成功地将EPCCL理论和SAT求解联系起来,使得目前很多应用在基于DPLL的SAT求解器中先进的技术都能被引入到EPCCL理论的编译中以提高编译效率;提出规约规则,并基于该规则,提出能在多项式时间内终止的REDUCE算法对EPCCL理论进行规约;结合KCDP和REDUCE算法,实现了编译器C2E,并在随机问题和国际通用的测试用例上测试了C2E的编译效率和编译质量,实验结果表明,无论从编译效率还是编译质量来说,C2E都是一个高性能的EPCCL编译器.

基于超扩展规则的知识编译方法

超扩展规则是对扩展规则的扩充,基于超扩展规则能够求得任意两个非互补且不相互蕴含的子句所能扩展出极大项集的交集与差集,并将所得结果以EPCCL理论的形式保存.该文首次提出了扩展反驳方法,是一种新型推理方法,并在该推理方法与知识编译之间建立了联系.基于超扩展规则的性质,该文还提出了两种知识编译算法:求并知识编译算法UKCHER和求差知识编译算法DKCHER,是两种新的知识编译算法.算法UKCHER是目前为止唯一一个可并行的EPCCL理论编译算法,算法DKCHER对于相变点附近的难解问题具有较高的编译效率和编译质量.实验结果表明:UKCHER算法的编译效率和编译质量均优于Lin等人提出的KCER算法;当子句数和变量数的比值较大时,DKCHER算法的编译效率和编译质量是最优的,相比于现有EPCCL理论编译算法,该算法具有较强的竞争力.

基于MACR和CAL启发式的求差知识编译算法

DKCHER算法是基于超扩展规则的求差知识编译算法.本文首先研究了DKCHER算法的执行流程,并定义了互补量的概念,然后设计了启发式策略MACR(maximum complementary amount of clauses with middle result),用于动态选择与中间结果互补量最大的子句.针对互补展开过程,设计了动态启发式策略CAL(optimal sequence sorted by complementary amount of literals),将互补展开中的文字按照与输入公式互补量的大小进行排序并展开.将上述两种启发式策略与DKCHER算法相结合,分别设计了MACR_DKCHER算法、CAL_DKCHER算法和MACR_CAL_DKCHER算法.实验结果表明,MACR启发式策略能够提升DKCHER算法的编译效率和编译质量,编译效率最高可提升9倍,编译质量最高可提升1.9倍;CAL启发式策略在子句数和变量数比值较大的实例上,能够提高DKCHER算法的编译效率,但会降低DKCHER算法的编译质量;MACR_CAL启发式最高可将DKCHER算法的编译效率提高12倍,但会导致DKCHER算法的编译质量有所降低.

基于MOVR启发式的求差知识编译算法

DKCHER算法是基于超扩展规则的求差知识编译算法,也是目前为止表现最好的EPCCL理论编译算法.本文通过研究DKCHER算法的执行流程,设计了一种新的启发式策略MOVR(maximum occurrence number of variables in middle result),用于动态地从输入子句集中选择所包含变量在中间结果中出现次数最多的子句.将MOVR启发式策略与DKCHER算法相结合,设计了MOVR_DKCHER算法.实验结果表明,MOVR启发式策略能够显著提高DKCHER算法的编译效率和编译质量,编译效率平均可提升70倍左右,最高可以提高237倍.