A Structure-preserving Clause Form Translation

Most resolution theorem provers convert a theorem into clause form before attempting to find a proof. The conventional translation of a first-order formula into clause form often obscures the structure of the formula, and may increase the length of the formula by an exponential amount in the worst case. We present a non-standard clause form translation that preserves more of the structure of the formula than the conventional translation. This new translation also avoids the exponential increase in size which may occur with the standard translation. We show how this idea may be combined with the idea of replacing predicates by their definitions before converting to clause form. We give a method of lock resolution which is appropriate for the non-standard clause form translation, and which has yielded a spectacular reduction in search space and time for one example. These techniques should increase the attractiveness of resolution theorem provers for program verification applications, since the theorems that arise in program verification are often simple but tedious for humans to prove

Recognition and Exploitation of Gate Structure in SAT Solving

In der theoretischen Informatik ist das SAT-Problem der archetypische Vertreter der Klasse der NP-vollständigen Probleme, weshalb effizientes SAT-Solving im Allgemeinen als unmöglich angesehen wird. Dennoch erzielt man in der Praxis oft erstaunliche Resultate, wo einige Anwendungen Probleme mit Millionen von Variablen erzeugen, die von neueren SAT-Solvern in angemessener Zeit gelöst werden können. Der Erfolg von SAT-Solving in der Praxis ist auf aktuelle Implementierungen des Conflict Driven Clause-Learning (CDCL) Algorithmus zurückzuführen, dessen Leistungsfähigkeit weitgehend von den verwendeten Heuristiken abhängt, welche implizit die Struktur der in der industriellen Praxis erzeugten Instanzen ausnutzen. In dieser Arbeit stellen wir einen neuen generischen Algorithmus zur effizienten Erkennung der Gate-Struktur in CNF-Encodings von SAT Instanzen vor, und außerdem drei Ansätze, in denen wir diese Struktur explizit ausnutzen. Unsere Beiträge umfassen auch die Implementierung dieser Ansätze in unserem SAT-Solver Candy und die Entwicklung eines Werkzeugs für die verteilte Verwaltung von Benchmark-Instanzen und deren Attribute, der Global Benchmark Database (GBD)