一个求解SAT问题的新算法

基于对完备算法和非完备算法的研究,结合完备算法能够进行完备求解和不完备算法能够以较快速度进行求解的优点。提出一种新的求解SAT问题的算法——对子句分组、对分组求解的算法。该算法完备地对SAT子句分组,同时在分组求解时使用局部搜索方法以较快的速度求解。经过实验验证,结果表明该方法能明显提高求解效率。     

基于分组的启发式SAT新算法——DC&DS算法

目前提高求解SAT问题完全算法的计算效率问题已成为挑战性研究问题。提出了一种基于启发式分组的SAT完备算法。启发式分组策略将一个全局搜索问题,转为局部搜索问题。并将该策略引入到结合BDD与SAT算法的形式验证中,与一般的启发式SAT算法相比,该算法在求解速度和求解问题的规模等方面都明显地改进了,实验结果表明了该算法的可行性和有效性。     

求解SAT问题的算法的研究进展

SAT问题是研究最广泛的NPC问题之一。由于SAT问题本身的特性,除非P=NP,否则不存在最坏情况下多项式阶时间复杂度的SAT求解算法。因此设计出高效快速的SAT求解算法至今仍是研究热点。首先简要介绍了SAT问题;其次从完备算法、不完备算法和组合算法3个角度总结了新近的研究进展,深入分析了已有算法解决SAT问题的基本流程,并从适用问题类别、算法特点、求解效率等方面对各类先进的求解器进行了对比分析;最后讨论了求解SAT问题的算法面临的挑战,并对下一步研究工作进行了展望。     

一种基于扩展规则的#SAT 求解系统

#SAT 问题是SAT 问题的扩展,需要计算出给定命题公式集合的模型个数.通过将问题求解沿着归结的反方向进行,并利用容斥原理解决由此带来的空间复杂性问题,提出了一种基于扩展规则的模型计数和加权模型计数问题求解框架,可以看作是目前所有模型计数问题求解方法的一种补方法.证明了该方法的完备性和有效性,设计了基于扩展规则的#SAT 求解系统:JLU-ERWMC.实验结果表明,JLU-ERWMC 在有些问题中优于目前最为高效的#SAT 问题求解系统.     

求解SAT问题的改进粒子群优化算法

利用限制哆公式的相关理论将可满足性问题（SAT）等价转换为定义在{0,1}^n上的多项式函数优化问题,并将二进制粒子群优化算法（BPSO）与局部爬山搜索策略相结合,给出了一种求解SAT问题的新算法：基于局部爬山搜索的改进二进制粒子群优化算法（简称IBPSO）．数值实验表明,对于随机产生的3-SAT问题测试实例,该算法的计算结果均优于著名的WalkSAT算法和SATI．3算法．     

MAX-SAT问题一种改进的局部搜索算法

局部搜索算法是求解大规模SAT问题的高效算法。经典的局部搜索算法有GSAT、WSAT、TSAT、NSAT等,但这些算法的初始解都是随机产生的。本文提出了用单纯形法产生“初始概率”（每个变量取1的概率）,用“初始概率”对局部搜索算法中变量的初始随机指派进行适当的约束,使在局部搜索的开始阶段,满足的子句数大大增加,加快了收敛的速度。通过对不同规模的随机STA问题实例的实验表明,这些改进有效地提高了局部搜索算法求解SAT问题的效率。     

改进的智能蚁群算法在TSP问题中的应用

研究旅行商领域优化路径问题,解决目前蚁群算法易陷入局部最优、搜索时间长等问题.为加快算法的速度优化结果,提出了一种改进的求解TSP问题的智能蚁群优化算法.算法前期采用了一种最近节点选择策略对路径进行优化,提高了搜索效率,使之适应大规模问题求解;后期改进了基本蚁群算法中信息素、挥发因子的更新规则,通过改进使得每轮搜索后信息素的增量能更好地反映求解的质量,有效地避免陷入局部最优,加快了收敛.通过改进后的蚁群算法,对TSPLIB中部分问题的仿真结果表明,在避免陷入局部最优和缩短搜索时间方面都取得了很好的效果.证明采取的优化蚁群算法,是可行有效的.     

基于混合微粒群优化的多目标柔性Job-shop调度

应用传统方法求解多目标柔性Job-shop调度问题是十分困难的,微粒群优化采用基于种群的搜索方式,融合了局部搜索和全局搜索,具有很高的搜索效率.模拟退火算法使用概率来避免陷入局部最优,整个搜索过程可由冷却表来控制.通过对这两种算法的合理组合,建立了一种快速且易于实现的新的混合优化算法.实例计算以及与其他算法的比较说明,该算法是求解多目标柔性Job-shop调度问题的可行且高效的方法.     

SAT问题中局部搜索法的改进

局部搜索方法在求解SAT问题的高效率使其成为一研究热点．提出用初始概率的方法对局部搜索算法中变量的初始随机指派进行适当的约束．使在局部搜索的开始阶段,可满足的子句数大大增加,减少了翻转的次数,加快了求解的速度．用该方法对目前的一些重要的SAT问题的局部搜索算法(如WSAT,TSAT,NSAT,SDF等)进行改进,通过对不同规模的随机3-SAT问题的实例和一些不同规模的结构性SAT问题的实例,以及利用相变现象构造的难解SAT实例测试表明,改进后的这些局部搜索算法的求解效率有了很大的提高．该方法对其他局部搜索法的改进具有参考价值。     

基于加强概率控制策略的SAT局部搜索算法

局部搜索算法是目前求解SAT问题比较有效的方法,而Sattime算法是在SAT国际大赛中获得大奖的一种典型局部搜索算法。在Sattime算法的求解过程中,记录变元翻转事件流数据库,通过数据分析与模式挖掘,发现Sattime算法的局部搜索行为中会出现相邻搜索步选择同一个变元的现象,即所谓的回环现象,从而降低了求解效率。为解决此问题,提出两种概率控制策略：加强子句选择策略和加强变元选择策略,并将这两种策略应用到Sattime算法中,形成新的局部搜索算法Sattime-P。实验结果表明,与Sattime算法相比,改进后的Sattime-P算法求解效率有显著的提升。该方法也对其他局部搜索算法的改进具有参考价值。     

Accelerating Bounded Model Checking of Safety Properties

Bounded Model Checking based on SAT methods has recently been introduced as a complementary technique to BDD-based Symbolic Model Checking. The basic idea is to search for a counterexample in executions whose length is bounded by some integer k. The BMC problem can be efficiently reduced to a propositional satisfiability problem, and can therefore be solved by SAT methods rather than BDDs. SAT procedures are based on general-purpose heuristics that are designed for any propositional formula. We show how the unique characteristics of BMC invariant formulas (G p) can be exploited for a variety of optimizations in the SAT checking procedure. Experiments with these optimizations on real designs prove their efficiency in many of the hard test cases, in comparison to both the standard SAT procedure and a BDD-based model checker.     

可满足问题中的模型计数

模型计数问题是指计算给定问题的解的个数,这是一类比决策更困难的问题,也是人工智能领域研究的一个热点问题.对模型计数问题的研究不仅可以提高算法的求解效率,更能促进对问题困难本质的了解.以可满足问题（命题可满足（SAT）和约束可满足问题（CSP））为例,从精确算法和近似求解两方面综述了模型计数问题的研究现状,重点介绍了相关概念以及各个算法之间的优缺点,并提出了有待解决的开放性问题,对模型计数问题的研究予以了总结和展望.     

最坏情况下#3-SAT问题最小上界

最坏情况下#SAT问题上界的研究已成为一个热门的研究领域.#SAT问题的时间复杂性是根据问题实例的大小所组成的函数计算所得.#SAT问题实例的大小不仅依赖于变量的数量,还依赖于子句的数量.以子句数量为参数研究#SAT问题在最坏情况下的上界,不仅可以从另一个角度衡量算法的好坏,而且在某种程度上更能准确地反映出算法的性能.首先从子句数量的角度证明了之前提出的基于扩展规则的模型计数算法(CER算法)的上界O(2m),其中m是公式中子句的数量.为了提高#3-SAT问题的求解效率,采用了多种分裂规则,进一步给出了一种基于Davis-Putnam-Logemann-Loveland(DPLL)的#3-SAT算法MCDP.通过分析该算法得到了以子句数量为参数的#3-SAT问题在最坏情况下的上界O(1.8393m).     

Counting for Satisfiability by Inverting Resolution

We present a new algorithm for counting truth assignments of a clausal formula using inverse propositional resolution and its associated normalization rules. The idea is opposite of the classical resolution, and is achieved by constructing in a bottom-up manner a computation graph. This means that we successively add complementary literals to generate new bigger clauses instead of solving them. Next, we make a comparison between the classical and inverse resolution, followed by a new algorithm which combines these two techniques for solving the SAT problem.     

Heuristic-Based Backtracking Relaxation for Propositional Satisfiability

In recent years backtrack search algorithms for propositional satisfiability (SAT) have been the subject of dramatic improvements. These improvements allowed SAT solvers to successfully solve instances with thousands or tens of thousands of variables. However, many new challenging problem instances are still too hard for current SAT solvers. As a result, further improvements to SAT technology are expected to have key consequences in solving hard real-world instances. This paper introduces a new idea: choosing the backtrack variable using a heuristic approach with the goal of diversifying the regions of the space that are explored during the search. The proposed heuristics are inspired by the heuristics proposed in recent years for the decision branching step of SAT solvers, namely, VSIDS and its improvements. Completeness conditions are established, which guarantee completeness for the new algorithm, as well as for any other incomplete backtracking algorithm. Experimental results on hundreds of instances derived from real-world problems show that the new technique is able to speed SAT solvers, while aborting fewer instances. These results clearly motivate the integration of heuristic backtracking in SAT solvers.     

Bounded Model Generation for Isabelle/HOL

A translation from higher-order logic (on top of the simply typed λ-calculus) to propositional logic is presented, such that the resulting propositional formula is satisfiable iff the HOL formula has a model of a given finite size. A standard SAT solver can then be used to search for a satisfying assignment, and such an assignment can be transformed back into a model for the HOL formula. The algorithm has been implemented in the interactive theorem prover Isabelle/HOL, where it is used to automatically generate countermodels for non-theorems.     

基于SAT工具的限界模型检测归约方法

限界模型检测主要对路径上的属性进行检测,基于此给出一种编码方法,将LTL公式在路径上展开,从而将限界模型检测转换为命题逻辑的可满足性问题,使用SAT求解工具来完成模型检测过程。阐述归约过程的正确性与完全性,通过一个具体例子证明了该方法的有效性。