Classification en complexité de problèmes de raisonnement non-monotone et d' énumération

Complexy classifications for nonmonotonic reasoning and enumeration

• Auteur / Autrice : Johannes Schmidt
• Direction : Nadia Creignou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 16/10/2012
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et Informatique de Marseille (Marseille ; 1994-....)
• Jury : Président / Présidente : Till Tantau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nadia Creignou, Till Tantau, Bruno Zanuttini, Heribert Vollmer
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bruno Zanuttini

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse combinatoire énumérative

Algorithmes

Calcul des propositions

Mots clés libres

Post

Schaefer

Classification en complexité

Abduction

Argumentation

Énumération

Post

Schaefer

Complexity classification

Abduction

Argumentation

Enumeration

Résumé

Nous considérons dans cette thèse la complexité algorithmique de problèmes émanant de deux formalismes de raisonnement non-monotone: l'abduction et l'argumentation. Le premier est destiné à formaliser le processus de trouver des explications pour une manifestation observée, le second (et plus récent) offre un cadre théorique pour formaliser le processus de l'argumentation. Nous nous concentrons sur le problème d'existence d'une explication pour l'abduction et sur le problème d'existence d'un argument pour l'argumentation. Dans le cadre de la logique propositionnelle dans son ensemble ces problèmes sont considérés comme étant des tâches algorithmiques difficiles (ils sont souvent situés au deuxième niveau de l'hiérarchie polynomial). Notre but est d'une part de comprendre les sources de difficulté, et d'autre part d'identifier des fragments de la logique propositionnelle dans lequels ces problèmes sont résolubles efficacement. Pour cela nous considérons ces problèmes d'abduction et d'argumentation dans deux cadres bien-établis qui permettent des classifications de complexité : Le cadre de Post et celui de Schaefer. Dans le cadre de Post, des restrictions sont faites sur les connecteurs autorisés dans les formules utilisées. Dans le cadre de Schaefer, on considère les formules en forme normale conjonctive généralisée, les ''clauses'' sont alors des applications de relations booléennes à des variables et on restreint le type des relations autorisées.

In this thesis we consider the computational complexity of problems from two central formalisms of nonmonotonic reasoning: abduction and argumentation. The first one is designed to formalize the process of finding explanations for some observed manifestation, the second (and more recent) one gives a theoretical framework to formalize the process of argumentation. We focus on the explanation-existence problem for abduction and on the argument-existence problem for argumentation. Considered in full propositional logic these problems are believed to be computationally costly tasks (they are often situated at the second level of the polynomial hierarchy). With the purpose of understanding sources of hardness and of identifying tractable fragments of propositional logic we consider several abduction and argumentation problems in two well-established settings allowing for complexity classifications. In the first one, Post's Framework, restrictions are made on the allowed connectives in the used formulae, whereas in the second one, Schaefer's Framework, one considers formulae in conjunctive normal form, where the clauses are generalized to applications of arbitrary Boolean relations to variables and one restricts the allowed type of relations. We discuss differences and common features between the explanation-existence and the argument-existence problem in function of the two chosen frameworks. Finally, we consider enumeration. In particular we consider the problem of enumerating all solutions (models) of a propositional formula by non-decreasing weight in Schaefer's framework (the weight of a model being the number of variables assigned to true).