Functional programming and graph algorithms

This thesis is an investigation of graph algorithms in the non-strict purely functional language Haskell. Emphasis is placed on the importance of achieving an asymptotic complexity as good as with conventional languages. This is achieved by using the monadic model for including actions on the state. Work on the monadic model was carried out at Glasgow University by Wadler, Peyton Jones, and Launchbury in the early nineties and has opened up many diverse application areas. One area is the ability to express data structures that require sharing. Although graphs are not presented in this style, data structures that graph algorithms use are expressed in this style. Several examples of stateful algorithms are given including union/find for disjoint sets, and the linear time sort binsort. The graph algorithms presented are not new, but are traditional algorithms recast in a functional setting. Examples include strongly connected components, biconnected components, Kruskal's minimum cost spanning tree, and Dijkstra's shortest paths. The presentation is lucid giving more insight than usual. The functional setting allows for complete calculational style correctness proofs - which is demonstrated with many examples. The benefits of using a functional language for expressing graph algorithms are quantified by looking at the issues of execution times, asymptotic complexity, correctness, and clarity, in comparison with traditional approaches. The intention is to be as objective as possible, pointing out both the weaknesses and the strengths of using a functional language

04351 Abstracts Collection -- Spatial Representation: Discrete vs. Continuous Computational Models

From 22.08.04 to 27.08.04, the Dagstuhl Seminar 04351 ``Spatial Representation: Discrete vs. Continuous Computational Models\u27\u27 was held in the International Conference and Research Center (IBFI), Schloss Dagstuhl. During the seminar, several participants presented their current research, and ongoing work and open problems were discussed. Abstracts of the presentations given during the seminar as well as abstracts of seminar results and ideas are put together in this paper. The first section describes the seminar topics and goals in general. Links to extended abstracts or full papers are provided, if available

Automated generation of geometrically-precise and semantically-informed virtual geographic environnements populated with spatially-reasoning agents

La Géo-Simulation Multi-Agent (GSMA) est un paradigme de modélisation et de simulation de phénomènes dynamiques dans une variété de domaines d'applications tels que le domaine du transport, le domaine des télécommunications, le domaine environnemental, etc. La GSMA est utilisée pour étudier et analyser des phénomènes qui mettent en jeu un grand nombre d'acteurs simulés (implémentés par des agents) qui évoluent et interagissent avec une représentation explicite de l'espace qu'on appelle Environnement Géographique Virtuel (EGV). Afin de pouvoir interagir avec son environnement géographique qui peut être dynamique, complexe et étendu (à grande échelle), un agent doit d'abord disposer d'une représentation détaillée de ce dernier. Les EGV classiques se limitent généralement à une représentation géométrique du monde réel laissant de côté les informations topologiques et sémantiques qui le caractérisent. Ceci a pour conséquence d'une part de produire des simulations multi-agents non plausibles, et, d'autre part, de réduire les capacités de raisonnement spatial des agents situés. La planification de chemin est un exemple typique de raisonnement spatial dont un agent pourrait avoir besoin dans une GSMA. Les approches classiques de planification de chemin se limitent à calculer un chemin qui lie deux positions situées dans l'espace et qui soit sans obstacle. Ces approches ne prennent pas en compte les caractéristiques de l'environnement (topologiques et sémantiques), ni celles des agents (types et capacités). Les agents situés ne possèdent donc pas de moyens leur permettant d'acquérir les connaissances nécessaires sur l'environnement virtuel pour pouvoir prendre une décision spatiale informée. Pour répondre à ces limites, nous proposons une nouvelle approche pour générer automatiquement des Environnements Géographiques Virtuels Informés (EGVI) en utilisant les données fournies par les Systèmes d'Information Géographique (SIG) enrichies par des informations sémantiques pour produire des GSMA précises et plus réalistes. De plus, nous présentons un algorithme de planification hiérarchique de chemin qui tire avantage de la description enrichie et optimisée de l'EGVI pour fournir aux agents un chemin qui tient compte à la fois des caractéristiques de leur environnement virtuel et de leurs types et capacités. Finalement, nous proposons une approche pour la gestion des connaissances sur l'environnement virtuel qui vise à supporter la prise de décision informée et le raisonnement spatial des agents situés