We study the expressive power of First-Order Logic (\FO) over (unordered) infinite trees, with the aim of identifying robust characterisations in terms of branching-time specification formalisms. While such correspondences are well understood in the linear-time setting, the branching-time case presents well-known structural challenges. To this end, we introduce two classes of hesitant tree automata and show that they capture precisely the expressive power of two branching-time temporal logics, namely \PolPCTL and \CTLsf, both of which have been previously shown to be equivalent to \FO over infinite trees. These results provide uniform automata-theoretic characterisations and yield a natural normal form for the latter in terms of a new fragment of \CTLs called \PolCTLs. As a consequence, we identify a fundamental limitation of \FO in this setting: along each branch, it can express only properties that are either safety or co-safety, thereby revealing a sharp expressive boundary for first-order definability over infinite trees.


翻译:我们研究(无序)无限树上一阶逻辑(\FO)的表达能力,旨在通过分支时间规范形式化体系识别其鲁棒性特征。尽管此类对应关系在线性时间背景下已得到充分理解,但分支时间情形存在众所周知的结构性挑战。为此,我们引入两类犹豫树自动机,并证明它们恰好捕获两种分支时间时态逻辑(即\PolPCTL和\CTLsf)的表达能力——此前已有研究表明二者均等价于无限树上的\FO。这些结果提供了统一的自动机理论特征刻画,并由此为后者导出一个基于\CTLs新片段(称为\PolCTLs)的自然范式。作为推论,我们识别出\FO在该设定中的根本局限性:沿每条分支,它仅能表达安全性或共安全性属性,从而揭示了无限树上一阶可定义性的尖锐表达边界。

0
下载
关闭预览

相关内容

《有限时间范围鲁棒性在导弹交战中的应用》165页
专知会员服务
40+阅读 · 2024年4月8日
自动结构变分推理,Automatic structured variational inference
专知会员服务
41+阅读 · 2020年2月10日
自动特征工程在推荐系统中的研究
DataFunTalk
10+阅读 · 2019年12月20日
知识图谱的自动构建
DataFunTalk
58+阅读 · 2019年12月9日
从信息瓶颈理论一瞥机器学习的“大一统理论”
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
自然语言处理(NLP)知识结构总结
AI100
51+阅读 · 2018年8月17日
【论文笔记】自注意力机制学习句子embedding
从点到线:逻辑回归到条件随机场
夕小瑶的卖萌屋
15+阅读 · 2017年7月22日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月26日
VIP会员
最新内容
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
7+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
7+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
11+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
12+阅读 · 8月8日
相关VIP内容
《有限时间范围鲁棒性在导弹交战中的应用》165页
专知会员服务
40+阅读 · 2024年4月8日
自动结构变分推理,Automatic structured variational inference
专知会员服务
41+阅读 · 2020年2月10日
相关资讯
自动特征工程在推荐系统中的研究
DataFunTalk
10+阅读 · 2019年12月20日
知识图谱的自动构建
DataFunTalk
58+阅读 · 2019年12月9日
从信息瓶颈理论一瞥机器学习的“大一统理论”
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
自然语言处理(NLP)知识结构总结
AI100
51+阅读 · 2018年8月17日
【论文笔记】自注意力机制学习句子embedding
从点到线:逻辑回归到条件随机场
夕小瑶的卖萌屋
15+阅读 · 2017年7月22日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员