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Study of Unique Normal Form Properties of Term Rewriting Systems

Research Project

Project/Area Number 21K11750
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60010:Theory of informatics-related
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

Aoto Takahito  新潟大学, 自然科学系, 教授 (00293390)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords正規形 / 項書き換えシステム / UNC性 / NFP性 / UNR性 / 合流性 / 項書換えシステム / 一意正規形性 / 自動検証 / 計算モデル
Outline of Research at the Start

論理学と計算機科学に基づいて,ソフトウェアやその計算を厳密に取り扱うことを目指して,項書き換えシステムとよばれる等式推論に基づく計算モデルについて研究を行います. 等式推論は人が馴染みやすい推論方法であるばかりでなく,場合によっては,リダクションによって効率的な推論が可能です. 等式推論とリダクションの対応をとるためには非決定的な計算を考える必要あります.非決定的な計算においては答えが1つとなるとは限らないので,計算解の一意性を保証することが重要になります.本研究計画では項書き換えシステムが,(どのような意味で)計算解の一意性を保証するかを自動的に検証する手法を研究します.

Outline of Final Research Achievements

This project concerns a computational model called term rewriting systems, which combines logic and computation. In term rewriting systems, in order to capture the logical aspect and the computational aspect of equational transformations, non-deterministic computation is employed in this computational model. Because of this fact, the problem of guaranteeing uniqueness of results of computation appears as a fundamental problem in various verification techniques based on term rewriting. One of main outcomes of this research project is about such a property called UNR (uniqueness of normal forms w.r.t. reduction) which guarantees uniqueness of results of computation; we have shown an undecidable class and new verification methods.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は,項書き換えシステムとよばれる論理と計算を融合した計算モデルに関する研究になります.項書き換えシステムにおいては,論理と計算の両方の面から等式変形を捉えるために,非決定的な計算が採用されています.このため,計算の解がどのような場合に一意的に得られるかという問題は,さまざまな項書き換えシステムの検証技術等において基本的な問題として立ち表われます.本研究の主な成果の1つは,計算解の一意性を保証する性質の1つである,簡約に関する一意正規形性(UNR性)について,決定不能クラスや検証手法を与えたことです.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2021

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] A critical pair criterion for level-commutation of conditional term rewriting systems2023

    • Author(s)
      Ryota Haga, Yuki Kagaya, and Takahito Aoto
    • Journal Title

      Proceedings of the 14th International Symposium on Frontiers of Combining Systems

      Volume: 14279 Pages: 99-116

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A new format for rewrite systems2023

    • Author(s)
      Takahito Aoto, Nao Hirokawa, Dohan Kim, Misaki Kojima, Aart Middeldorp, Fabian Mitterwallner, Naoki Nishida, Teppei Saito, Jonas Schoepf, Kiraku Shintani, Rene Thiemann and Akihisa Yamada
    • Journal Title

      Proceedings of the 12th International Workshop on Confluence

      Volume: NB Pages: 32-37

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 圏論に基づく正則項上の単一化の形式化2021

    • Author(s)
      宮前 海里, 青戸 等人
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌プログラミング(PRO)

      Volume: 14 Pages: 1-14

    • NAID

      170000184922

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] フラット項書き換えシステムにおける正規形の一意性に関する性質の決定不能性2021

    • Author(s)
      佐藤 悠稀 , 青戸 等人
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌プログラミング(PRO)

      Volume: 14 Pages: 15-24

    • NAID

      170000184921

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A proof method for local sufficient completeness of term rewriting systems2021

    • Author(s)
      Tomoki Shiraishi, Kentaro Kikuchi and Takahito Aoto
    • Journal Title

      Proceedings of the 18th International International Colloquium on Theoretical Aspects of Computing (ICTAC 2021), LNCS

      Volume: 12819 Pages: 386-404

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simple derivation systems for proving sufficient completeness of non-terminating term rewriting systems2021

    • Author(s)
      Kentaro Kikuchi, Takahito Aoto
    • Journal Title

      Proceedings of the 41st IARCS Annual Conference on Foundations of Software Technology and Theoretical Computer Science (FSTTCS 2021), LIPIcs

      Volume: 213

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 方向付け不能なホーン節に対する書き換え帰納法2023

    • Author(s)
      笠鳥謙太, 青戸等人
    • Organizer
      第146回プログラミング研究発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 項書き換えシステムにおける生成性と局所十分完全性について2023

    • Author(s)
      櫻井爽一, 青戸等人
    • Organizer
      第146回プログラミング研究発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 論理制約付き項書き換えシステムにおける末尾再帰変換の正当性証明と実装2023

    • Author(s)
      井出政宏, 青戸等人
    • Organizer
      日本ソフトウェア科学会第40回大会(ポスター・デモ)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 条件付き項書き換えシステムの危険対条件に基づく合流性検証2023

    • Author(s)
      東幸輝, 青戸等人
    • Organizer
      日本ソフトウェア科学会第40回大会(ポスター・デモ)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] フラット右線形項書き換えシステムの簡約に関する一意正規形性の決定不能性の証明について2023

    • Author(s)
      趙順, 青戸等人
    • Organizer
      日本ソフトウェア科学会第39回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 正則項書き換えにおける書き換えステップの決定可能性について2023

    • Author(s)
      望月美希, 青戸等人
    • Organizer
      日本ソフトウェア科学会第39回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] A critical pair criterion for level-commutation of conditional term rewriting systems2023

    • Author(s)
      Ryota Haga, Yuki Kagaya, and Takahito Aoto
    • Organizer
      The 11th International Workshop on Confluence
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フラット右線形項書き換えシステムの簡約に関する一意正規形性の決定不能性2023

    • Author(s)
      趙順, 青戸等人
    • Organizer
      第25回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ(
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 危険対条件に基づく条件付き項書き換えシステムの階層可換性2021

    • Author(s)
      芳賀亮太, 青戸等人,
    • Organizer
      日本ソフトウェア科学会第38回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 書き換え帰納法による帰納的定理証明と循環余帰納法による余帰納的定理証明の融合2021

    • Author(s)
      南山 駿人, 青戸 等人
    • Organizer
      第24回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ(PPL 2022)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 置換に関する不動点制約を用いた名目書き換え2021

    • Author(s)
      芳賀 雅樹, 青戸 等人
    • Organizer
      第24回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ(PPL 2022)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 交差式条件付き項書き換えシステムに対するアンラベリング変換の健全性について2021

    • Author(s)
      大野 峻, 青戸 等人
    • Organizer
      第24回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ(PPL 2022)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 危険対条件に基づく条件付き項書き換えシステムの階層可換性2021

    • Author(s)
      芳賀 亮太, 青戸 等人
    • Organizer
      第24回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ(PPL 2022)
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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