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On labeled birooted tree languages: algebras, automata and logic

Authors :
David Janin
Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI)
Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)
Models for a Structured Programming of Space and Time (PoSET)
Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Studio de Création et de Recherche en Informatique et Musique Électroacoustique (SCRIME)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI)
Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)
ANR-12-CORD-0009,INEDIT,INteractivité dans l'Ecriture De l'Interaction et du Temps(2012)
Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Studio de Création et de Recherche en Informatique et Musique Électroacoustique (SCRIME)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Source :
Information and Computation, Information and Computation, Elsevier, 2015, 243, pp.222-248. ⟨10.1016/j.ic.2014.12.016⟩, Information and Computation, 2015, 243, pp.222-248. ⟨10.1016/j.ic.2014.12.016⟩
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

International audience; With an aim to developing expressive language theoretical tools applicable to inverse semigroup languages, that is, subsets of inverse semigroups, this paper explores the language theory of finite labeled birooted trees: Munn's birooted trees extended with vertex labeling. To this purpose, we define a notion of finite state birooted tree automata that simply extends finite state word automata semantics. This notion is shown to capture the class of languages that are definable in Monadic Second Order Logic and upward closed with respect to the natural order defined in the inverse monoid structure induced by labeled birooted trees. Then, we derive from these automata the notion of quasi-recognizable languages, that is, languages recognizable by means of (adequate) premorphisms into finite (adequately) ordered monoids. This notion is shown to capture finite Boolean combinations of languages as above. Applied to a simple encoding of finite (mono-rooted) labeled tree languages in of labeled birooted trees, we show that classical regular languages of finite (mono-rooted) trees are quasi-recognizable in the above sense. The notion of quasi-recognizability thus appears as an adequate remedy to the known collapse of the expressive power of classical algebraic tools when applied to inverse semigroups. Illustrative examples, in relation to other known algebraic or automata theoretic frameworks for defining languages of finite trees, are provided throughout.

Details

Language :
English
ISSN :
08905401 and 10902651
Database :
OpenAIRE
Journal :
Information and Computation, Information and Computation, Elsevier, 2015, 243, pp.222-248. ⟨10.1016/j.ic.2014.12.016⟩, Information and Computation, 2015, 243, pp.222-248. ⟨10.1016/j.ic.2014.12.016⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....7e64b7a2f7d18f9e39abfeff76e9d762
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.ic.2014.12.016⟩