On implicational bases of closure systems with unique critical sets

We show that every optimum basis of a finite closure system, in D.Maier's sense, is also right-side optimum, which is a parameter of a minimum CNF representation of a Horn Boolean function. New parameters for the size of the binary part are also established. We introduce a K-basis of a general closure system, which is a refinement of the canonical basis of Duquenne and Guigues, and discuss a polynomial algorithm to obtain it. We study closure systems with the unique criticals and some of its subclasses, where the K-basis is unique. A further refinement in the form of the E-basis is possible for closure systems without D-cycles. There is a polynomial algorithm to recognize the D-relation from a K-basis. Thus, closure systems without D-cycles can be effectively recognized. While E-basis achieves an optimum in one of its parts, the optimization of the others is an NP-complete problem.Comment: Presented on International Symposium of Artificial Intelligence and Mathematics (ISAIM-2012), Ft. Lauderdale, FL, USA Results are included into plenary talk on conference Universal Algebra and Lattice Theory, June 2012, Szeged, Hungary 29 pages and 2 figure

On implicational bases of closure system with unique critical sets

We show that every optimum basis of a nite closure system, in D. Maier's sense, is also right-side optimum, which is a parameter of a minimum CNF representation of a Horn Boolean function. New parameters for the size of the binary part are also established. We introduce the K-basis of a general closure system, which is a re nement of the canonical basis of V. Duquenne and J.L. Guigues, and discuss a polynomial algorithm to obtain it. We study closure systems with unique critical sets, and some subclasses of these where the K-basis is unique. A further re nement in the form of the E-basis is possible for closure systems without D-cycles. There is a polynomial algorithm to recognize the D-relation from a K-basis. Thus, closure systems without D-cycles can be e ectively recognized. While the E-basis achieves an optimum in one of its parts, the optimization of the others is an NP-complete proble

On implicational bases of closure system with unique critical sets

We show that every optimum basis of a nite closure system, in D. Maier's sense, is also right-side optimum, which is a parameter of a minimum CNF representation of a Horn Boolean function. New parameters for the size of the binary part are also established. We introduce the K-basis of a general closure system, which is a re nement of the canonical basis of V. Duquenne and J.L. Guigues, and discuss a polynomial algorithm to obtain it. We study closure systems with unique critical sets, and some subclasses of these where the K-basis is unique. A further re nement in the form of the E-basis is possible for closure systems without D-cycles. There is a polynomial algorithm to recognize the D-relation from a K-basis. Thus, closure systems without D-cycles can be e ectively recognized. While the E-basis achieves an optimum in one of its parts, the optimization of the others is an NP-complete proble

Optimization of convex geometries: component quadratic and general

In this Capstone Project, we worked with a class of closure systems called convex geometries, which are closure systems with a closure operator that satisfies the anti-exchange property. We first looked at the result of optimization algorithm of component quadratic systems, which are discussed in [4], and reproved it for the case of convex geometries. We then investigated the following question: if a convex geometry is given by a set of implications, is it possible to find its optimum basis in polynomial time when the convex geometry does not have particular properties (for instance, not component quadratic)

Optimum basis of finite convex geometry

Convex geometries form a subclass of closure systems with unique criticals, or UC-systems. We show that the F-basis introduced in [6] for UC- systems, becomes optimum in convex geometries, in two essential parts of the basis: right sides (conclusions) of binary implications and left sides (premises) of non-binary ones. The right sides of non-binary implications can also be optimized, when the convex geometry either satis es the Carousel property, or does not have D-cycles. The latter generalizes a result of P.L. Hammer and A. Kogan for acyclic Horn Boolean functions. Convex geometries of order convex subsets in a poset also have tractable optimum basis. The problem of tractability of optimum basis in convex geometries in general remains to be ope

A logic-based approach to deal with implicational systems and direct bases

El tratamiento de la información y el conocimiento es uno de los muchos campos en los que confluyen los métodos matemáticos y computacionales. Una de las áreas donde encontramos de forma clara esta concurrencia es en el Análisis de Conceptos Formales, donde los métodos de almacenamiento, descubrimiento, análisis y manipulación del conocimiento descansan sobre las sólidas bases del Álgebra y de la Lógica. En el Análisis de Conceptos Formales la información se representa en tablas binarias en las que se relacionan objetos con sus atributos. Dichas tablas, denominadas contextos formales, son el repositorio de datos del que se extrae el conocimiento mediante la utilización de técnicas algebraicas. Este conocimiento se puede representar de diversas formas, entre ellas se encuentran los conjuntos de implicaciones. Una de las principales ventajas de usar sistemas de implicaciones para representar el conocimiento es que admiten un tratamiento sintáctico por medio de la lógica, segundo pilar matemático en el que se sustenta la tesis. La mejor alternativa de cara al razonamiento automático viene de mano de la Lógica de Simplificación. El conjunto de axiomas y reglas de inferencias de esta lógica lleva directamente a un conjunto de equivalencias que permiten eliminar redundancias en los sistemas de implicaciones. La extracción de sistemas de implicaciones, y su posterior tratamiento y manipulación, constituyen un tema de actualidad en la comunidad del Análisis de Conceptos Formales. Los conjuntos de implicaciones extraídos pueden contener gran cantidad de información redundante, por lo que el estudio de propiedades que permitan caracterizar conjuntos equivalentes de implicaciones con menor redundancia o sin ella, se erige como uno de los retos más importantes. Sin embargo, como sucede en otras áreas, en algunas ocasiones puede ser interesante almacenar cierta clase de información redundante en función del uso posterior que se le pretenda dar. Sobresale pues, entre los temas de interés del área, el problema de la búsqueda de representaciones canónicas de sistemas de implicaciones que, satisfaciendo ciertas propiedades, permitan compilar todo el conocimiento extraído del contexto formal. Estas representaciones canónicas para los sistemas de implicaciones suelen recibir el nombre de `bases'. En esta tesis ponemos nuestra atención en un grupo de bases conocidas como `bases directas', que son aquellas que permiten calcular el cierre de cualquier conjunto en un único recorrido del sistema de implicaciones. Los objetivos generales de la tesis son dos: - El estudio de las bases directas en Análisis de Conceptos Formales clásico con la finalidad de obtener algoritmos eficientes para calcular dichas bases. Para ello analizamos las definiciones que aparecen en la bibliografía (base directa-optimal y D-base) y proponemos una alternativa (base dicótoma directa), así como métodos para su cálculo. - Establecer las bases para la extensión de estos resultados al Análisis de Conceptos Triádicos, en particular, introducir una lógica que permita el razonamiento automático sobre implicaciones en esta extensión. Se presentan dos lógicas: CAIL y CAISL. La primera permite caracterizar la semántica de las implicaciones y la segunda el razonamiento automático