Determinization and Minimization of Automata for Nested Words Revisited

International audienceWe consider the problem of determinizing and minimizing automata for nested words in practice. For this we compile the nested regular expressions ($NRE_s$) from the usual XPath benchmark to nested word automata ($NW$$A_s$). The determinization of these $NW$ $A_s$, however, fails to produce reasonably small automata. In the best case, huge deterministic $NW$$A_s$ are produced after few hours, even for relatively small $NRE_s$ of the benchmark. We propose a different approach to the determinization of automata for nested words. For this, we introduce stepwise hedge automata ($SHA_s$) that generalize naturally on both (stepwise) tree automata and on finite word automata. We then show how to determinize $SHA_s$, yielding reasonably small deterministic automata for the $NRE_s$ from the XPath benchmark. The size of deterministic $SHA_s$ automata can be reduced further by a novel minimization algorithm for a subclass of $SHA_s$. In order to understand why the new approach to determinization and minimization works so nicely, we investigate the relationship between $NWA_s$ and $SHA_s$ further. Clearly, deterministic $SHA_s$ can be compiled to deterministic NWAs in linear time, and conversely, $NW$$A_s$ can be compiled to nondeterministic $SHA_s$ in polynomial time. Therefore, we can use $SHA_s$ as intermediates for determinizing $NWA_s$, while avoiding the huge size increase with the usual determinization algorithm for $NWA_s$. Notably, the NWAs obtained from the $SHA_s$ perform bottom-up and left-to-right computations only, but no top-down computations. This $NWA$-behavior can be distinguished syntactically by the (weak) single-entry property, suggesting a close relationship between $SHA_s$ and single-entry $NWA_s$. In particular, it turns out that the usual determinization algorithm for $NWA_s$ behaves well for single-entry $NWA_s$, while it quickly explodes without the single-entry property. Furthermore, it is known that the class of deterministic multi-module single-entry $NWA_s$ enjoys unique minimization. The subclass of deterministic $SHA_s$ to which our novel minimization algorithm applies is different though, in that we do not impose multiple modules. As further optimizations for reducing the sizes of the constructed $SHA_s$, we propose schema-based cleaning and symbolic representations based on apply-else rules, that can be maintained by determinization. We implemented the optimizations and report the experimental results for the automata constructed for the XPathMark benchmark

Certain Query Answering on Compressed String Patterns: From Streams to Hyperstreams (long version)

We study the problem of certain query answering (CQA) on compressed string patterns. These are incomplete singleton context-free grammars, that can model systems of multiple streams with references to others, called hyperstreams more recently. In order to capture regular path queries on strings, we consider nondeterministic finite automata (NFAs) for query definition. It turns out that CQA for Boolean NFA queries is equivalent to regular string pattern inclusion, i.e., whether all strings completing a compressed string pattern belong to a regular language. We prove that CQA on compressed string patterns is PSPACE-complete for NFA queries. The PSPACE-hardness even applies to Boolean queries defined by deterministic finite automata (DFAs) and without compression. We also show that CQA on compressed linear string patterns can be solved in PTIME for DFA queries

Regular Matching and Inclusion on Compressed Tree Patterns with Constrained Context Variables

International audienceWe study the complexity of regular matching and inclusion for compressed tree patterns with context variables subject to regular constraints. Context variables with regular constraints permit to properly generalize on unranked tree patterns with hedge variables. Regular inclusion on unranked tree patterns is relevant to certain query answering on Xml streams with references. We show that regular matching and inclusion with regular constraints can be reduced in polynomial time to the corresponding problem without regular constraints

Schema-Based Automata Determinization

International audienceWe propose an algorithm for schema-based determinization of finite automata on words and of stepwise hedge automata on nested words. The idea is to integrate schema-based cleaning directly into automata determinization. We prove the correctness of our new algorithm and show that it is always more efficient than standard determinization followed by schema-based cleaning. Our implementation permits to obtain a small deterministic automaton for an example of an XPath query, where standard determinization yields a huge stepwise hedge automaton for which schema-based cleaning runs out of memory

Enseignement de la migration au Sénégal

Introduction Le fait migratoire a fait l’objet d’une nouvelle sémantique dans le champ scientifique (Pennec, 2014). Composée désormais des notions de « champs migratoires », d’« espaces migratoires », de « territoires de la mobilité » ou encore de « migration circulaire » et de « système migratoire », cette sémantique traduit un tournant épistémologique de la géographie. Ce tournant est néanmoins décalé par rapport aux contenus des programmes scolaires. Au Sénégal, ceux-ci restent marqués pa..

Hydrocephalie post-meningitique du nourrisson a Dakar

Introduction L’étiologie post-infectieuse de l’hydrocéphalie varie entre 7 et 48 % et reste corrélée au niveau de santé de la population du pays considéré. Elle en constitue la principale cause dans les pays sous-développés. Cependant cette prédominance des hydrocéphalies post-infectieuses à tendance à s’atténuer, surtout chez le nourrisson avec un profil étiologique qui tend vers celui des pays développés. Cette étude a pour objectif de déterminer les raisons de cette diminution.Matériel et méthodes Il s’agit d’une étude rétrospective de 2004 à 2008, portant sur 91 nourrissons traités pour hydrocéphalie. Parmi eux, 42 avaient une origine post-méningitique. Le diagnostic d’hydrocéphalie post-méningitique a été établi sur les antécédents de méningite, la bactériologie du LCR et sur l’imagerie (TDM, ETF).Résultats L’étiologie post-méningitique représentait 46% des hydrocéphalies. L’âge moyen était de 7,6 mois. La couverture vaccinale optimale était notée dans 7 cas. On notait une prédominance de la méningite à heamophilus influenza avec une forte proportion des méningites à bactériologie négative (30 cas). Nous avons retrouvé dans 32 cas une hydrocéphalie tétraventriculaire. A long terme, seuls 5 enfants ont eu un développement psychomoteur satisfaisant.Conclusion L’étiologie post-méningitique des hydrocéphalies reste fréquente en dépit des efforts entrepris dans le domaine de la prévention. Mais beaucoup de progrès reste à faire dans son renforcement et dans la prise en charge précoce des méningites

Prise en charge de l’hematome extradural a Dakar. A propos de 40 cas

Introduction L’hématome extradural est une affection rare mais grave car engage rapidement le pronostic vital. Il s’agit d’une urgence thérapeutique nécessitant par conséquent une prise en charge rapide.Objectif L’objectif de ce travail est d’évaluer les aspects épidémiologiques, diagnostiques et thérapeutiques de l’hématome extradural depuis l’avènement du scanner dans notre pays.Patients et méthode Il s’agit d’une étude rétrospective multicentrique réalisée dans quatre de nos hôpitaux durant une période de huit ans, de juillet 1994 à juin 2002. Nous avons pu collecter 40 dossiers de patients traumatisés cranioencéphaliques présentant un hématome extradural à la tomodensitométrie cérébrale.Résultats Sur 1296 patients ayant consulté pour un traumatisme cranio-encéphalique toute gravité confondue, 40 ont présenté un hématome extra dural soit 3,09%. L’age moyen était de 26.1 ans avec une fréquence maximale entre 11 et 20 ans. Le sex. Ratio est de 9.1. Les accidents de la voie publique représentent l’étiologie la plus fréquente avec 55% des cas. Le délai de consultation est long avec une moyenne de 2 à 3 jours. L’examen clinique retrouve des signes d’hypertension intracrânienne chez 87,5% des patients, un déficit moteur chez 30% des patients, des troubles de la conscience dans 55% des cas. Les résultats scannographiques ont montré une localisation temporo pariétale prédominante (72,5%) . 87,5% des patients ont bénéficié d’une prise en charge chirurgicale. L’évolution est favorable dans 75% des cas. Nous avons noté 20% de mortalité.Conclusion L’hématome extradural constitue l’urgence neurochirurgicale type. Son pronostic est bon si traité précocement

Requêtes Logiques sur les Hyperflux

Hyperstreams are collections of streams with references. The hope is that structured data on a hyperstream can be monitored with lower latency than when communicated on a stream, since data on hyperstreams may be received in parallel rather than in a purely sequential manner. In order to show this, however, it is necessary to develop algorithms for answering logical queries on hyperstreams, given that the existing algorithms are restricted to streams. Therefore, we study the question of whether certain query answering (CQA) on hyperstreams is feasible in theory and practice.We study the complexity of CQA on hyperstreams. We first show that CQA is closely related to the problems of regular pattern matching and inclusion, and thus to the problem of transition inhabitation for automata for words and trees. This permits us to classify the complexity of CQA for various classes of automata and hyperstreams. We obtain polynomial time results for linear hyperstreams without compression and queries defined by deterministic stepwise hedge automata. For the general case, the complexity goes up to ExpTime.We then develop an efficient approximation algorithm for CQA on hyperstreams. This algorithm has large coverage in that it applies to arbitrary hyperstreams and classes of query automata, and runs in polynomial time. However, it may not always detect the certain query answers with lowest latency.The third contribution is an algorithm for CQA on streams that runs in combined linear time in the case of boolean queries. This algorithm is efficient in practice also in the monadic case, in contrast to all previous proposals. We show this experimentally by applying the algorithm to the navigational queries of the usual XPath benchmark, on which all previous approximation-free approaches to CQA failed. Deterministic stepwise hedge automata enable this algorithm.Les hyperflux sont des collections de flux de données avec références. Sachant qu’ils permettent la réception de données en parallèle plutôt que de manière purement séquentielle, l’on peut espérer que des données structurées transmises par leur biais puissent être traitées avec une latence moindre qu’avec un flux. Nous proposons ainsi de développer des algorithmes d’évaluation de requêtes logiques sur les hyperflux de données. Pour ce faire, nous nous intéressons à la faisabilité théorique et pratique d’un algorithme de décision du problème de certitude d’une réponse (CQA) sur les hyperflux.Nous étudions la complexité du CQA sur les hyperflux. Nous montrons d’abord que le CQA est intimement lié à des problèmes de correspondance de motifs dans les langages réguliers, et donc aux problèmes d’habitation des transitions d’automates de mots et d’arbres. Cela nous permet d’établir une classification de la complexité du CQA pour des classes d’automates et d’hyperflux variées. Nous obtenons des résultats en temps polynomial pour les hyperflux linéaires sans compression et les requêtes définies par des automates déterministes pour forêts. Pour le cas général, la complexité atteint ExpTime.Nous développons ensuite un algorithme efficace pour l’approximation du CQA sur les hyperflux. Cet algorithme a une grande couverture, du fait qu’il s’applique à des hyperflux et des classes d’automates arbitraires, et s’exécute en temps polynomial. Cependant, il ne détecte pas toujours les réponses certaines avec une latence minimale.La troisième contribution est un algorithme pour le CQA sur les flux, qui s’exécute en temps polynomial dans le cas de requêtes booléennes. Cet algorithme est aussi efficace en pratique pour le cas monadique, à l’inverse de toutes les précédentes propositions. Nous le montrons expérimentalement en appliquant l’algorithme aux requêtes navigationnelles XPath habituellement prises pour référence, avec lesquelles toutes les approches précédentes de CQA sans approximation ont échoué. L’utilisation d’automates spéciaux pour les forêts a permis la mise en place dudit algorithme

Approximating Certain Query Answers on Nested Hyperstreams

The need to produce sequential output in complex event processing quickly leads to latency bot- tlenecks. Recently it was proposed to circumvented this problem by producing sequential output on a hyperstream rather than an ordinary stream. Hyperstreams are streams with references. In this paper, we study the problem of how to approximate the set of certain query answers on hyperstreams, to the best of our knowledge for the first time. We study nested hyperstreams, i.e., hyperstreams for nested words. As query language we consider first-order queries with regular paths that can be compiled to nested word automata

Certain Query Answering on Compressed String Patterns: From Streams to Hyperstreams (long version)

We study the problem of certain query answering (CQA) on compressed string patterns. These are incomplete singleton context-free grammars, that can model systems of multiple streams with references to others, called hyperstreams more recently. In order to capture regular path queries on strings, we consider nondeterministic finite automata (NFAs) for query definition. It turns out that CQA for Boolean NFA queries is equivalent to regular string pattern inclusion, i.e., whether all strings completing a compressed string pattern belong to a regular language. We prove that CQA on compressed string patterns is PSPACE-complete for NFA queries. The PSPACE-hardness even applies to Boolean queries defined by deterministic finite automata (DFAs) and without compression. We also show that CQA on compressed linear string patterns can be solved in PTIME for DFA queries