gekürzte Fassung: Coalgebren wurden sowohl in der Mathematik (seit den 70er Jahren) als auch in der theoretischen Informatik (seit den 90er Jahren) untersucht. In der Mathematik sind Coalgebren dual zu universellen Algebren definiert. Sie bestehen aus einer Trägermenge A zusammen mit Cofunktionen ? : A ? , die A in die n-fache disjunkte Vereinigung von sich selbst abbilden. Das Ziel der Forschung ist hier vor allem, duale Versionen von Definitionen und Resultaten aus der universellen Algebra für die Welt der Coalgebren zu finden. Die theoretische Informatik betrachtet Coalgebren von kategorieller Seite aus. Für einen gegebenen Funktor F : C ? C sind Coalgebren als Paare (S,"alpha") definiert, wobei S ein Objekt von C und "alpha" : S ? F(S) ein Morphismus in C ist. Somit stellt der obige Ansatz mit Cofunktionen einen Spezialfall dar. Begriffe wie Homomorphismus oder Bisimularität lassen sich auf einfache Weise ausdrücken und handhaben. Solche Coalgebren modellieren eine große Anzahl von dynamischen Systemen. Das liefert eine kanonische und vereinheitlichende Sicht auf diese Systeme. Die vorliegende Dissertation führt beide genannten Forschungsrichtungen der Coalgebren weiter: Teil I beschäftigt sich mit "klassischen" Coalgebren, also solchen, wie sie in der universellen Algebra untersucht werden. Insbesondere wird das Verhältnis zur Klontheorie erforscht. Teil II der Arbeit widmet sich dem kategoriellen Ansatz aus der theoretischen Informatik. Von speziellem Interesse ist hier die Anwendung von Coalgebren zur Spezifikation von Systemen. Coalgebren und Klontheorie In der universellen Algebra spielen Systeme von Funktionen eine bedeutende Rolle, u.a. in der Klontheorie. Dort betrachtet man Funktionen auf einer festen gegebenen Grundmenge. Klone von Funktionen sind Mengen von Funktionen, die alle Projektionen enthalten und die gegen Superposition (d.h. Einsetzen) abgeschlossen sind. Extern lassen sich diese Klone als Galois-abgeschlossene Mengengzgl. der Galois-Verbindung zwischen Funktionen und Relationen darstellen. Diese Galois-Verbindung wird durch die Eigenschaft einer Funktion induziert, eine Relation zu bewahren. Dual zu Klonen von Funktionen wurde von B. Csákány auch Klone von Cofunktionen untersucht. Folglich stellt sich die Frage, ob solche Klone ebenfalls mittels einer geeigneten Galois-Verbindung charakterisiert werden können. Die vorliegende Arbeit führt zunächst den Begriff von Corelationen ein. Es wird auf kanonische Weise definiert, was es heißt, daß eine Cofunktion eine Corelation bewahrt. Dies mündet in einer Galois-Theorie, deren Galois-abgeschlossene Mengen von Cofunktionen tatsächlich genau die Klone von Cofunktionen sind. Überdies entsprechen die Galois-abgeschlossenen Mengen von Corelationen genau den Klonen von Corelationen. Die Galois-Theorien von Funktionen und Relationen einerseits und Cofunktionen und Corelationen anderseits sind sich sehr ähnlich. Das wirft die Frage auf, welche Voraussetzungen allgemein nötig sind, um solche und ähnliche Galois-Theorien aufzustellen und die entsprechenden Galois-abgeschlossenen Mengen zu charakterisieren. Das Ergebnis ist eine Metatheorie, bei der die Gemeinsamkeiten in den Charakterisierungen der Galois-abgeschlossenen Mengen herausgearbeitet sind. Bereits bekannte Galois-Theorien erweisen sich als Spezialfälle dieser Metatheorie, und zwar die Galois-Theorien von partiellen Funktionen und Relationen, von mehrwertigen Funktionen und Relationen und von einstelligen Funktionen und Relationen....

Ce mémoire se veut une synthèse critique de la littérature portant sur la logique déontique. Le premier objectif est d'y présenter un aperçu historique de son origine et de son évolution. Cet objectif sera principalement atteint par le biais du chapitre 2 portant sur les paradoxes, lequel nous permettra non seulement de voir en réaction à quoi les principales approches se sont développées, mais nous donnera aussi une vue d'ensemble quant aux différents courants que l'on retrouve en logique déontique. En second lieu, cet ouvrage vise à fournir une synthèse de la littérature portant sur l'analyse formelle du discours normatif. Les chapitres 3, 4 et 5 offrent une synthèse des principaux courants qui cherchent à répondre à cet objectif, ce que l'on peut regrouper sous trois banières, à savoir les logiques monadiques, les logiques dyadiques et les logiques temporelles. Finalement, nous proposons une lecture critique de cette littérature. Cette critique, qui repose notamment sur la prémisse à savoir que la logique déontique se doit non pas de rendre compte de l'utilisation du discours normatif mais plutôt de sa structure, vise à montrer que les systèmes actuels ne parviennent pas à rendre compte adéquatement de certaines caractéristiques fondamentales au discours juridique. / In this essay we aim to provide a critical analysis of the literature regarding deontic logic. First of all, we wish to give a historical account of deontic logic's evolution, which will be done mainly by chapter 2. This chapter concerns the paradoxes of deontic logic and gives an overview of the usual systems and their origin. Our second objective is to provide a synthesis of the literature regarding the formal analysis of the normative discourse. The chapters 3, 4 and 5 give an account of the three principal ways which deal with deontic operators, that is the monadic deontic logic, the dyadic deontic logic and the temporal deontic logic. Finally, we propose a critical analysis of that literature and we show that these systems do not represent adequately some of the normative discourse's fundamental characteristics. We will accomplish this by providing an analysis of the legal discourse and show that the concept of obligation has some properties and behaves in a way that cannot be represented by the actual systems. / Cet ouvrage a été rédigé en LaTeX, ce qui permet d'atteindre directement certaines sections, notes ou références bibliographiques par le biais des hyperliens.

Le raisonnement epistémique joue un rôle en théorie de la concurrence de plusieurs manières distinctes mais complémentaires; cette thèse en décrit trois. La première, et presque certainement la moins explorée jusqu'à présent, est l'idée d'utiliser les modalités épistémiques comme éléments d'un langage de programmation. La programmation logique émergea sous le slogan <> et dans le paradigme de la programmation concurrente par contraintes, le lien est manifeste de manière très claire. Dans la première partie de cette thèse, nous explorons le rôle des modalités épistémiques, ainsi que celui des modalités spatiales qui leur sont étroitement liées, en tant que partie intégrante du langage de programmation et non simplement en tant que partie du meta-langage du raisonnement à propos des protocoles. La partie suivante explore une variante de la logique épistémique dynamique adaptée aux systèmes de transitions étiquetés. Contrairement à la partie précédente, on serait tenté de croire que tout ce qu'on pouvait dire à ce sujet a déjà été dit. Cependant, le nouvel ingrédient que nous proposons est un lien étroit entre la logique épistémique et la logique de Hennessy-Milner, cette dernière étant \emph{la} logique des systèmes de transitions étiquetés. Plus précisement, nous proposons une axiomatisation et une preuve d'un théorème de complétude faible, ce qui est conforme au principe général qu'on utilise pour des logiques telles que la logique dynamique mais nécessite des adaptations non triviales. La dernière partie de la thèse se concentre sur l'étude d'agents en interaction dans les processus concurents. Nous présentons une sémantique des jeux pour l'interaction d'agents qui rend manifeste le rôle de la connaissance et du flux d'information dans les interactions entre agents, et qui permet de contrôler l'information disponible aux agents en interaction. Nous utilisons les processus comme support de jeu et définissons des stratégies pour les agents de telle sorte que deux agents qui interagissent conformément à leurs stratégies respectives déterminent l'exécution du processus, rempla{\c}cant ainsi l'ordonnanceur traditionnel. Nous démontrons que des restrictions différentes sur les stratégies réprésentent des quantités d'information différentes disponibles à l'ordonnanceur. Ces restrictions sur les stratégies ont un aspect épistémique explicite, et nous présentons une logique modale pour les stratégies et une caractérisation logique de plusieurs restrictions possibles sur les stratégies. Ces trois approches d'analyse et de représentation de l'information épistémique en théorie de la concurrence apportent une nouvelle manière de comprendre la connaissance des agents dans des processus conncurrents, ce qui est vital dans le monde d'aujourd'hui, dans lequel les systèmes distribués composés de multiples agents sont omniprésents.

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In classical propositional logic (CPL) logical reasoning is formalised as logical entailment and can be computed by means of tableau and resolution proof procedures. Unfortunately CPL is not expressive enough and using first order logic (FOL) does not solve the problem either since proof procedures for these logics are not decidable. Modal propositional logics (MPL) on the other hand are both decidable and more expressive than CPL. It therefore seems reasonable to apply tableau and resolution proof systems to MPL in order to compute logical entailment in MPL. Although some of the principles in CPL are present in MPL, there are complexities in MPL that are not present in CPL. Tableau and resolution proof systems which address these issues and others will be surveyed here. In particular the work of Abadi & Manna (1986), Chan (1987), del Cerro & Herzig (1988), Fitting (1983, 1990) and Gore (1995) will be reviewed. / Computing / M. Sc. (Computer Science)

[pt] O termo jogo tem sido utilizado como uma metáfora, em várias áreas do conhecimento, para modelar e analisar situações onde agentes(jogadores) interagem em ambientes compartilhados para a realização de seus objetivos sejam eles individuais ou coletivos. Existem diversos modelos propostos para jogos por diferentes áreas do conhecimento, tais como matemática, ciência da computação, ciência política e social, entre outras. Dentre as diversas formas de modelar jogos examinamos a Teoria dos Jogos e as lógicas para jogos. Neste trabalho apresentamos uma lógica modal de primeira-ordem baseada na lógica CTL, chamada de Game Analysis nalysis Logic, para raciocinar sobre jogos. Relacionamos os principais modelos da Teoria dos Jogos (jogo estratégico, extensivo, e de coalizão) e seus principais conceitos de soluções(equilíbrio de Nash, equilíbrio de subjogo perfeito,e core) aos modelos de GAL e às fórmulas de GAL, respectivamente. Além disso, estudamos as alternativas de quantificação De Re e De Dicto no contexto dos jogos extensivos, caracterizando o conceito de equilíbrio de Nash e equilíbrio de subjogo perfeito de acordo com as alternativas de quantificação. Relacionamos as lógicas Alternating-time lternating-Tempomporal Logic (A ATL) TL) e Coalitional Game Logic (CGL) com a lógica GAL, demonstrando que ambas as lógicas são fragmentos da lógica GAL. Outro resultado deste trabalho é caracterizar uma classe de sistemas multi- agentes,que é baseada na arquitetura de agentes Belief-Desir Desire- Intention(BDI), para a qual existem jogos extensivos e vice-v versa. Como conseqüência, os critérios de racionalidade da Teoria dos Jogos podem ser aplicados diretamente para agentes BDI e vice-versa. Assim, a abordagem deste trabalho pode ser utilizada para analisar sistemas multi-agentes. Do ponto de vista prático, apresentamos um verificador de modelos para a lógica GAL. Diversos estudos de casos são realizados utilizando o verificador de modelos. / [en] Games are abstract models of decision-making in which decision-makers(players)interact in a shared environment to accomplish their goals. Several models have been proposed to analyze a wide variety of applications in many disciplines such as mathematics, computer science and even political and social sciences among others. In this work, we focus on Game Theory and Game Logics. We present a first-order modal logic based on CTL, namely Game Analysis Logic (GAL), to model and reason about out games. The standard models of Game Theory (strategic games, extensiv games and coalition games) as well as their solution concepts (Nash equilibrium, subgame perfect equilibrium and co re),respectively, are express as models dels of GAL and formulas of GAL. Moreover, we study the alternatives of De Re and De Dicto quantification in the context of extensive games. We also show that two of the most representative game logics, namely Alternating-time lternating-Temp empor oral Logic (A ATL) TL) and Coalitional Game Logic (CGL), are fragments of GAL. We also characterize haracterize a class of multi-agent systems, which is based on the architecture Belief-Desire- Intention (BDI), for which there is a somehow equivalent class of games and vice-versa. As a consequence, criteria of rationality for agents can be directly applied to players and vice-versa. Game analysis formal tools can be applied to MAS as well. From a practical poin of view, we provide and develop a model-checker for GAL. In addition, we perform case studies using our prototype.

Il existe des algorithmes en meilleur d'abord efficace pour la résolution des jeux déterministes à deux joueurs et à deux issues.Nous proposons un cadre formel pour la représentation de tels algorithmes en meilleur d'abord.Le cadre est suffisamment général pour exprimer des algorithmes populaires tels Proof Number Search, Monte Carlo Tree Search, ainsi que l'algorithme Product Propagation.Nous montrons par ailleurs comment adapter ce cadre à deux situations plus générales: les jeux à deux-joueurs à plusieurs issues, et le problème de model checking en logique modale K.Cela donne lieu √† de nouveau algorithmes pour ces situations inspirés des méthodes Proof Number et Monte Carlo.La technique de l'élagage alpha-beta est cruciale dans les jeux à actions séquentielles.Nous proposons une extension de cette techniques aux stacked-matrix games, une généralisation des jeux à deux joueurs, à information parfaite et somme nulle qui permet des actions simultanées. / Efficient best-first search algorithms have been developed for deterministic two-player games with two-outcome.We present a formal framework to represent such best-first search algorithms.The framework is general enough to express popular algorithms such as Proof Number Search, Monte Carlo Tree Search, and the Product Propagation algorithm.We then show how a similar framework can be devised for two more general settings: two-player games with multiple outcomes, and the model checking problem in modal logic K.This gives rise to new Proof Number and Monte Carlo inspired search algorithms for these settings.Similarly, the alpha-beta pruning technique is known to be very important in games with sequential actions.We propose an extension of this technique for stacked-matrix games, a generalization of zero-sum perfect information two-player games that allows simultaneous moves.

gekürzte Fassung: Coalgebren wurden sowohl in der Mathematik (seit den 70er Jahren) als auch in der theoretischen Informatik (seit den 90er Jahren) untersucht. In der Mathematik sind Coalgebren dual zu universellen Algebren definiert. Sie bestehen aus einer Trägermenge A zusammen mit Cofunktionen ? : A ? , die A in die n-fache disjunkte Vereinigung von sich selbst abbilden. Das Ziel der Forschung ist hier vor allem, duale Versionen von Definitionen und Resultaten aus der universellen Algebra für die Welt der Coalgebren zu finden. Die theoretische Informatik betrachtet Coalgebren von kategorieller Seite aus. Für einen gegebenen Funktor F : C ? C sind Coalgebren als Paare (S,&amp;quot;alpha&amp;quot;) definiert, wobei S ein Objekt von C und &amp;quot;alpha&amp;quot; : S ? F(S) ein Morphismus in C ist. Somit stellt der obige Ansatz mit Cofunktionen einen Spezialfall dar. Begriffe wie Homomorphismus oder Bisimularität lassen sich auf einfache Weise ausdrücken und handhaben. Solche Coalgebren modellieren eine große Anzahl von dynamischen Systemen. Das liefert eine kanonische und vereinheitlichende Sicht auf diese Systeme. Die vorliegende Dissertation führt beide genannten Forschungsrichtungen der Coalgebren weiter: Teil I beschäftigt sich mit &amp;quot;klassischen&amp;quot; Coalgebren, also solchen, wie sie in der universellen Algebra untersucht werden. Insbesondere wird das Verhältnis zur Klontheorie erforscht. Teil II der Arbeit widmet sich dem kategoriellen Ansatz aus der theoretischen Informatik. Von speziellem Interesse ist hier die Anwendung von Coalgebren zur Spezifikation von Systemen. Coalgebren und Klontheorie In der universellen Algebra spielen Systeme von Funktionen eine bedeutende Rolle, u.a. in der Klontheorie. Dort betrachtet man Funktionen auf einer festen gegebenen Grundmenge. Klone von Funktionen sind Mengen von Funktionen, die alle Projektionen enthalten und die gegen Superposition (d.h. Einsetzen) abgeschlossen sind. Extern lassen sich diese Klone als Galois-abgeschlossene Mengengzgl. der Galois-Verbindung zwischen Funktionen und Relationen darstellen. Diese Galois-Verbindung wird durch die Eigenschaft einer Funktion induziert, eine Relation zu bewahren. Dual zu Klonen von Funktionen wurde von B. Csákány auch Klone von Cofunktionen untersucht. Folglich stellt sich die Frage, ob solche Klone ebenfalls mittels einer geeigneten Galois-Verbindung charakterisiert werden können. Die vorliegende Arbeit führt zunächst den Begriff von Corelationen ein. Es wird auf kanonische Weise definiert, was es heißt, daß eine Cofunktion eine Corelation bewahrt. Dies mündet in einer Galois-Theorie, deren Galois-abgeschlossene Mengen von Cofunktionen tatsächlich genau die Klone von Cofunktionen sind. Überdies entsprechen die Galois-abgeschlossenen Mengen von Corelationen genau den Klonen von Corelationen. Die Galois-Theorien von Funktionen und Relationen einerseits und Cofunktionen und Corelationen anderseits sind sich sehr ähnlich. Das wirft die Frage auf, welche Voraussetzungen allgemein nötig sind, um solche und ähnliche Galois-Theorien aufzustellen und die entsprechenden Galois-abgeschlossenen Mengen zu charakterisieren. Das Ergebnis ist eine Metatheorie, bei der die Gemeinsamkeiten in den Charakterisierungen der Galois-abgeschlossenen Mengen herausgearbeitet sind. Bereits bekannte Galois-Theorien erweisen sich als Spezialfälle dieser Metatheorie, und zwar die Galois-Theorien von partiellen Funktionen und Relationen, von mehrwertigen Funktionen und Relationen und von einstelligen Funktionen und Relationen....

Thèse par articles. / La présente thèse fait état des avancées en logique déontique et propose des outils formels pertinents à l'analyse de la validité des inférences légales. D'emblée, la logique vise l'abstraction de différentes structures. Lorsqu'appliquée en argumentation, la logique permet de déterminer les conditions de validité des inférences, fournissant ainsi un critère afin de distinguer entre les bons et les mauvais raisonnements. Comme le montre la multitude de paradoxes en logique déontique, la modélisation des inférences normatives fait cependant face à divers problèmes. D'un point de vue historique, ces difficultés ont donné lieu à différents courants au sein de la littérature, dont les plus importants à ce jour sont ceux qui traitent de l'action et ceux qui visent la modélisation des obligations conditionnelles. La présente thèse de doctorat, qui a été rédigée par articles, vise le développement d'outils formels pertinents à l'analyse du discours juridique. En première partie, nous proposons une revue de la littérature complémentaire à ce qui a été entamé dans Peterson (2011). La seconde partie comprend la contribution théorique proposée. Dans un premier temps, il s'agit d'introduire une logique déontique alternative au système standard. Sans prétendre aller au-delà de ses limites, le système standard de logique déontique possède plusieurs lacunes. La première contribution de cette thèse est d'offrir un système comparable répondant au différentes objections pouvant être formulées contre ce dernier. Cela fait l'objet de deux articles, dont le premier introduit le formalisme nécessaire et le second vulgarise les résultats et les adapte aux fins de l'étude des raisonnements normatifs. En second lieu, les différents problèmes auxquels la logique déontique fait face sont abordés selon la perspective de la théorie des catégories. En analysant la syntaxe des différents systèmes à l'aide des catégories monoïdales, il est possible de lier certains de ces problèmes avec des propriétés structurelles spécifiques des logiques utilisées. Ainsi, une lecture catégorique de la logique déontique permet de motiver l'introduction d'une nouvelle approche syntaxique, définie dans le cadre des catégories monoïdales, de façon à pallier les problèmes relatifs à la modélisation des inférences normatives. En plus de proposer une analyse des différentes logiques de l'action selon la théorie des catégories, la présente thèse étudie les problèmes relatifs aux inférences normatives conditionnelles et propose un système déductif typé. / The present thesis develops formal tools relevant to the analysis of legal discourse. When applied to legal reasoning, logic can be used to model the structure of legal inferences and, as such, it provides a criterion to discriminate between good and bad reasonings. But using logic to model normative reasoning comes with some problems, as shown by the various paradoxes one finds within the literature. From a historical point of view, these paradoxes lead to the introduction of different approaches, such as the ones that emphasize the notion of action and those that try to model conditional normative reasoning. In the first part of this thesis, we provide a review of the literature, which is complementary to the one we did in Peterson (2011). The second part of the thesis concerns our theoretical contribution. First, we propose a monadic deontic logic as an alternative to the standard system, answering many objections that can be made against it. This system is then adapted to model unconditional normative inferences and test their validity. Second, we propose to look at deontic logic from the proof-theoretical perspective of category theory. We begin by proposing a categorical analysis of action logics and then we show that many problems that arise when trying to model conditional normative reasoning come from the structural properties of the logic we use. As such, we show that modeling normative reasoning within the framework of monoidal categories enables us to answer many objections in favour of dyadic and non-monotonic foundations for deontic logic. Finally, we propose a proper typed deontic system to model legal inferences.

The thesis "The justification of eternity in times" addresses the relationship of the entity whose existence is modally necessary to the times of the entities of contingent existence, whose existence is defined by creation and termination, i.e., by the two poles of existence. The solution of this relationship is the answer to Panneberg's question about the relationship of eternity to the space-time structure of the universe. The approach to solving this problem is analyzed in the introductory chapter. Entities of contingent existence - beings - can be considered from the point of view of existence as polar entities, while the modally necessary one, which neither comes into existence nor ceases to exist, spans in its existence the poles of existence of all beings - it is therefore supra-polar in this sense. Time is needed to express the impermanence of the existence of beings. The fact that entities of contingent existence must exist in time raises the question of the relation of the modally necessary entity to time. The formal-logical expression of the relation of modally necessary entities to the times of modally contingent entities is discussed in second chapter. Sufficient conditions are given here for such an existence of a modally necessary entity which can be said to be of unbounded duration...