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Enregistrement W6986608131

Prioritized Unit Propagation and Extended Resolution Techniques for SAT Solvers

2023· dissertation· en· W6986608131 sur OpenAlexaff

Notice bibliographique

RevueUWSpace (University of Waterloo) · 2023
Typedissertation
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueConstraint Satisfaction and Optimization
Établissements canadiensBlackberry (Canada)
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésHeuristicsBoolean satisfiability problemMaximum satisfiability problemHeuristicResolution (logic)SatisfiabilityClass (philosophy)Constraint (computer-aided design)True quantified Boolean formula
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

NP-complete problems like the Boolean Satisfiability (SAT) Problem are ubiquitous in computer science, mathematics, and engineering. Consequently, researchers have developed algorithms such as Conflict-Driven Clause-Learning (CDCL) SAT solvers, aimed at determining the satisfiability of Boolean formulas. As the result of decades of research in the development of CDCL SAT solvers, these algorithms solve real-life SAT instances surprisingly quickly, performing well despite the fact that the SAT problem is believed to be intractable in general. While modern CDCL SAT solvers are efficient for many real-world applications, there is continual demand for ever more powerful heuristics for newer applications. This demand in turn provides the impetus for research in solver heuristics. In this thesis, we address this need by proposing a new heuristic for Boolean Constraint Propagation (BCP), a key component of CDCL SAT solvers, and a novel, extensible, architectural design of an Extended Resolution (ER) SAT solver, a class of solvers that is more powerful than CDCL solvers.
\n
\nThe impressive performance of CDCL SAT solvers on real-life Boolean instances is, in part, made possible by a combination of logical reasoning rules and heuristics integrated into different components of the solvers. Given that such combinations are currently the most successful paradigm in SAT solving, it is natural to ask how such combinations can be made even more efficient. We observe that there are two different approaches that can be taken to improve SAT solvers: one approach is to modify individual components within the SAT solving algorithm, and the other approach is to change the overall structure of the algorithm. We explore both approaches in this thesis.
\n
\nFollowing the first approach, we examine a critical component of CDCL: the Boolean Constraint Propagation (BCP) algorithm, which systematically finds implications of variable assignments made by the solver. In most implementations of BCP, variable values are propagated greedily -- the values of implied variables are set immediately after they are detected. This observation suggests that there could be a smarter way to perform BCP by prioritizing part of the search space rather than propagating implied variables immediately after they are encountered. In this work, we develop an algorithm which allows BCP to prioritize propagations, choose a heuristic priority ordering of the variables, and demonstrate a class of instances where our prioritized BCP algorithm, combined with this heuristic ordering, is able to outperform the traditional BCP algorithm.
\n
\nFor the second approach, we note that solvers are fundamentally mathematical proof systems, and that CDCL produces proofs in the Resolution proof system, which is theoretically weaker than Extended Resolution (ER), a related proof system. Hence, it is natural to try integrating ER techniques into the CDCL algorithm, thus rendering it more powerful. However, it is well known that automating the ER proof system deterministically can be very challenging. Instead of proposing a single set of techniques to implement the ER proof system, we develop a programmatic framework (and an associated set of techniques) that enables one to upgrade CDCL solvers into an ER-based SAT solver. More precisely, we add three new major programmatic components: extension variable addition, extension variable substitution, and extension variable deletion. These components can be easily extended to test various ER ideas and heuristics. One of our considered heuristics is shown to be generally competitive with the baseline CDCL solver while improving upon the baseline for a specific class of cryptographic instances.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Autre devis · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,698
Score d'incertitude au seuil0,794

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,014
Tête enseignante GPT0,227
Écart entre enseignants0,213 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeAutre devis
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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