Revisiting Sevilla Carpets: A New Tool for the P-Lingua Era

Sevilla Carpets have already been used to compare di erent solutions of the Subset Sum problem: either designed in the framework of P systems with active membranes (both in the case of membrane division and membrane creation), and also another one in the framework of tissue-like P systems with cell division. Recently, the degree of parallelism and other descriptive complexity details have been found to be relevant when designing parallel simulators running on GPUs. We present here a new way to use the information provided by Sevilla carpets, and a script that allows to generate them automatically from P-Lingua les.Ministerio de Economía y Competitividad TIN2012-3743

Finite Models of Splicing and Their Complexity

Durante las dos últimas décadas ha surgido una colaboración estrecha entre informáticos, bioquímicos y biólogos moleculares, que ha dado lugar a la investigación en un área conocida como la computación biomolecular. El trabajo en esta tesis pertenece a este área, y estudia un modelo de cómputo llamado sistema de empalme (splicing system). El empalme es el modelo formal del corte y de la recombinación de las moléculas de ADN bajo la influencia de las enzimas de la restricción.Esta tesis presenta el trabajo original en el campo de los sistemas de empalme, que, como ya indica el título, se puede dividir en dos partes. La primera parte introduce y estudia nuevos modelos finitos de empalme. La segunda investiga aspectos de complejidad (tanto computacional como descripcional) de los sistema de empalme. La principal contribución de la primera parte es que pone en duda la asunción general que una definición finita, más realista de sistemas de empalme es necesariamente débil desde un punto de vista computacional. Estudiamos varios modelos alternativos y demostramos que en muchos casos tienen más poder computacional. La segunda parte de la tesis explora otro territorio. El modelo de empalme se ha estudiado mucho respecto a su poder computacional, pero las consideraciones de complejidad no se han tratado apenas. Introducimos una noción de la complejidad temporal y espacial para los sistemas de empalme. Estas definiciones son utilizadas para definir y para caracterizar las clases de complejidad para los sistemas de empalme. Entre otros resultados, presentamos unas caracterizaciones exactas de las clases de empalme en términos de clases de máquina de Turing conocidas. Después, usando una nueva variante de sistemas de empalme, que acepta lenguajes en lugar de generarlos, demostramos que los sistemas de empalme se pueden usar para resolver problemas. Por último, definimos medidas de complejidad descriptional para los sistemas de empalme. Demostramos que en este respecto los sistemas de empalme finitos tienen buenas propiedades comparadosOver the last two decades, a tight collaboration has emerged between computer scientists, biochemists and molecular biologists, which has spurred research into an area known as DNAComputing (also biomolecular computing). The work in this thesis belongs to this field, and studies a computational model called splicing system. Splicing is the formal model of the cutting and recombination of DNA molecules under the influence of restriction enzymes.This thesis presents original work in the field of splicing systems, which, as the title already indicates, can be roughly divided into two parts: 'Finite models of splicing' on the onehand and 'their complexity' on the other. The main contribution of the first part is that it challenges the general assumption that a finite, more realistic definition of splicing is necessarily weal from a computational point of view. We propose and study various alternative models and show that in most cases they have more computational power, often reaching computational completeness. The second part explores other territory. Splicing research has been mainly focused on computational power, but complexity considerations have hardly been addressed. Here we introduce notions of time and space complexity for splicing systems. These definitions are used to characterize splicing complexity classes in terms of well known Turing machine classes. Then, using a new accepting variant of splicing systems, we show that they can also be used as problem solvers. Finally, we study descriptional complexity. We define measures of descriptional complexity for splicing systems and show that for representing regular languages they have good properties with respect to finite automata, especially in the accepting variant

Grammars with Restricted Derivation Trees

V této disertační práci jsou studovány teoretické vlastnosti gramatik s omezenými derivačními stromy. Po uvedení současného stavu poznání v této oblasti je výzkum zaměřen na tři základní typy omezení derivačních stromů. Nejprve je představeno zcela nové téma, které je založeno na omezení řezů a je zkoumána vyjadřovací síla takto omezené gramatiky. Poté je zkoumáno několik nových vlastností omezení kladeného na cestu derivačních stromů. Zejména je studován vliv vymazávacích pravidel na vyjadřovací sílu gramatik s omezenou cestou a pro tyto gramatiky jsou zavedeny dvě normální formy. Následně je popsána nová souvislost mezi gramatikami s omezenou cestou a některými pseudouzly. Dále je prezentován protiargument k vyjadřovací síle tohoto modelu, která byla dosud považována za dobře známou vlastnost. Nakonec je zavedeno zobecnění modelu s omezenou cestou na ne jednu, ale několik cest. Tento model je následně studován zejména z hlediska vlastností vkládání, uzávěrových vlastností a vlastností syntaktické analýzy.This doctoral thesis studies theoretical properties of grammars with restricted derivation trees. After presenting the state of the art concerning this investigation area, the research is focused on the three main kinds of the restrictions placed upon the derivation trees. First, it introduces completely new investigation area represented by cut-based restriction and examines the generative power of the grammars restricted in this way. Second, it investigates several new properties of path-based restriction placed upon the derivation trees. Specifically, it studies the impact of erasing productions on the generative power of grammars with restricted path and introduces two corresponding normal forms. Then, it describes a new relation between grammars with restricted path and some pseudoknots. Next, it presents a counterargument to the generative power of grammars with controlled path that has been considered as well-known so far. Finally, it introduces a generalization of path-based restriction to not just one but several paths. The model generalized in this way is studied, namely its pumping, closure, and parsing properties.

Foundations of Software Science and Computation Structures

This open access book constitutes the proceedings of the 24th International Conference on Foundations of Software Science and Computational Structures, FOSSACS 2021, which was held during March 27 until April 1, 2021, as part of the European Joint Conferences on Theory and Practice of Software, ETAPS 2021. The conference was planned to take place in Luxembourg and changed to an online format due to the COVID-19 pandemic. The 28 regular papers presented in this volume were carefully reviewed and selected from 88 submissions. They deal with research on theories and methods to support the analysis, integration, synthesis, transformation, and verification of programs and software systems

Repetitions in partial words

El objeto de esta tesis está representado por las repeticiones de palabras parciales, palabras que, además de las letras regulares, pueden tener un número de símbolos desconocidos,llamados símbolos "agujeros" o "no sé qué". Más concretamente, se presenta y se resuelve una extensión de la noción de repetición establecida por Axel Thue. Investigamos las palabras parciales con un número infinito de agujeros que cumplen estas propiedades y, también las palabras parciales que conservan las propiedades después de la inserción de un número arbitrario de agujeros, posiblemente infinito. Luego, hacemos un recuento del número máximo de 2-repeticiones distintas compatibles con los factores de una palabra parcial. Se demuestra que el problema en el caso general es difícil, y estudiamos el problema en el caso de un agujero. Al final, se estudian algunas propiedades de las palabras parciales sin fronteras y primitivas (palabras sin repeticiones) y se da una caracterización del lenguaje de palabras parciales con una factorización crítica