Formal Reasoning About Probabilistic Programs: Breaking New Ground for Automation

Weakest Preexpectation Semantics for Bayesian Inference

Autoren: Szymczak, Marcin; Katoen, Joost-Pieter
Veröffentlicht in: Tutorial Lectures 5th International School on Engineering Trustworthy Software Systems, Ausgabe 12154, 2019, Seite(n) 44--121
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-55089-9_3

Symbolic Quantitative Information Flow for Probabilistic Programs

Autoren: Philipp Schröer, Francesca Randone, Raúl Pardo, Andrzej Wa̧sowski
Veröffentlicht in: Lecture Notes in Computer Science, Principles of Verification: Cycling the Probabilistic Landscape, Ausgabe 15260, 2024, Seite(n) 128-154
Herausgeber: Springer Nature Switzerland
DOI: 10.1007/978-3-031-75783-9_6

Parameter Synthesis in Markov Models: A Gentle Survey

Autoren: Nils Jansen, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Lecture Notes in Computer Science, Principles of Systems Design, Ausgabe 13660, 2024, Seite(n) 407-437
Herausgeber: Springer Nature Switzerland
DOI: 10.1007/978-3-031-22337-2_20

J-P: MDP. FP. PP

Autoren: Kevin Batz, Benjamin Lucien Kaminski, Christoph Matheja, Tobias Winkler
Veröffentlicht in: Lecture Notes in Computer Science, Principles of Verification: Cycling the Probabilistic Landscape, Ausgabe 15260, 2024, Seite(n) 255-302
Herausgeber: Springer Nature Switzerland
DOI: 10.1007/978-3-031-75783-9_11

Search and Explore: Symbiotic Policy Synthesis in POMDPs

Autoren: Roman Andriushchenko, Alexander Bork, Milan Češka, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen, Filip Macák
Veröffentlicht in: Lecture Notes in Computer Science, Computer Aided Verification, 2024, Seite(n) 113-135, ISSN 2331-8422
Herausgeber: Springer Nature Switzerland
DOI: 10.1007/978-3-031-37709-9_6

Certificates for Probabilistic Pushdown Automata via Optimistic Value Iteration

Autoren: Tobias Winkler, Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Lecture Notes in Computer Science, Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems, Ausgabe 13994, 2024, Seite(n) 391-409
Herausgeber: Springer Nature Switzerland
DOI: 10.1007/978-3-031-30820-8_24

Unbounded-Time Safety Verification of Stochastic Differential Dynamics

Autoren: Feng, Shenghua; Chen, Mingshuai; Xue, Bai; Sankaranarayanan, Sriram; Zhan, Naijun
Veröffentlicht in: Computer Aided Verification : 32nd International Conference, CAV 2020, Ausgabe 12225, 2020, Seite(n) 327--348
Herausgeber: Springer
DOI: 10.18154/rwth-2020-07595

Model Checking Temporal Properties of Recursive Probabilistic Programs

Autoren: Tobias Winkler, Christina Gehnen, Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Lecture Notes in Computer Science, Foundations of Software Science and Computation Structures, Ausgabe 13242, 2022, Seite(n) 449-469
Herausgeber: Springer International Publishing
DOI: 10.1007/978-3-030-99253-8_23

Counterexample-Driven Synthesis for Probabilistic Program Sketches

Autoren: Milan Češka, Christian Hensel, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Formal Methods – The Next 30 Years - Third World Congress, FM 2019, Porto, Portugal, October 7–11, 2019, Proceedings, Ausgabe 11800, 2019, Seite(n) 101-120, ISBN 978-3-030-30941-1
Herausgeber: Springer International Publishing
DOI: 10.1007/978-3-030-30942-8_8

Model Repair Revamped - — On the Automated Synthesis of Markov Chains —

Autoren: Milan Češka, Christian Dehnert, Nils Jansen, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: From Reactive Systems to Cyber-Physical Systems - Essays Dedicated to Scott A. Smolka on the Occasion of His 65th Birthday, Ausgabe 11500, 2019, Seite(n) 107-125, ISBN 978-3-030-31513-9
Herausgeber: Springer International Publishing
DOI: 10.1007/978-3-030-31514-6_7

Learning One-Clock Timed Automata

Autoren: Jie An, Mingshuai Chen, Bohua Zhan, Naijun Zhan, Miaomiao Zhang
Veröffentlicht in: Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems - 26th International Conference, TACAS 2020, Held as Part of the European Joint Conferences on Theory and Practice of Software, ETAPS 2020, Dublin, Ireland, April 25–30, 2020, Proceedings, Part I, Ausgabe 12078, 2020, Seite(n) 444-462, ISBN 978-3-030-45189-9
Herausgeber: Springer International Publishing
DOI: 10.1007/978-3-030-45190-5_25

Gradient-Descent for Randomized Controllers Under Partial Observability

Autoren: Linus Heck, Jip Spel, Sebastian Junges, Joshua Moerman, Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Lecture Notes in Computer Science, Verification, Model Checking, and Abstract Interpretation, Ausgabe 13182, 2023, Seite(n) 127-150
Herausgeber: Springer International Publishing
DOI: 10.1007/978-3-030-94583-1_7

Lower Bounds for Possibly Divergent Probabilistic Programs

Autoren: Shenghua Feng, Mingshuai Chen, Han Su, Benjamin Lucien Kaminski, Joost-Pieter Katoen, Naijun Zhan
Veröffentlicht in: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Ausgabe 7, 2023, Seite(n) 696-726, ISSN 2475-1421
Herausgeber: ACM
DOI: 10.1145/3586051

Encoding inductive invariants as barrier certificates: Synthesis via difference-of-convex programming

Autoren: Qiuye Wang; Mingshuai Chen; Bai Xue; Naijun Zhan; Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Information and Computation, Ausgabe 289, 2022, Seite(n) 104965, ISSN 0890-5401
Herausgeber: Academic Press
DOI: 10.1016/j.ic.2022.104965

The probabilistic model checker Storm

Autoren: Christian Hensel, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen, Tim Quatmann, Matthias Volk
Veröffentlicht in: International Journal on Software Tools for Technology Transfer, Ausgabe 24, 2022, Seite(n) 589-610, ISSN 1433-2779
Herausgeber: Springer Verlag
DOI: 10.1007/s10009-021-00633-z

Weighted programming : a programming paradigm for specifying mathematical models

Autoren: Kevin Batz; Adrian Gallus; Benjamin Lucien Kaminski; Joost-Pieter Katoen; Tobias Winkler
Veröffentlicht in: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Ausgabe 2 (OOPSLA), 2022, Seite(n) 1-30, ISSN 2475-1421
Herausgeber: ACM
DOI: 10.18154/rwth-2022-04445

A Calculus for Amortized Expected Runtimes

Autoren: Joost-Pieter Katoen; Christoph Matheja; Benjamin Lucien Kaminski; Kevin Batz; Lena Verscht
Veröffentlicht in: ACM Proceedings on Programming Languages, Ausgabe 7 (POPL), 2023, Seite(n) 1957-1986, ISSN 2475-1421
Herausgeber: ACM
DOI: 10.1145/3571260

Scenario-based verification of uncertain parametric MDPs

Autoren: Thom Badings, Murat Cubuktepe, Nils Jansen, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen, Ufuk Topcu
Veröffentlicht in: International Journal on Software Tools for Technology Transfer, Ausgabe 24, 2022, Seite(n) 803-819, ISSN 1433-2779
Herausgeber: Springer Verlag
DOI: 10.1007/s10009-022-00673-z

Automatically Finding the Right Probabilities in Bayesian Networks

Autoren: Bahare Salmani, Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Journal of Artificial Intelligence Research, Ausgabe 77, 2023, Seite(n) 1637-1696, ISSN 1076-9757
Herausgeber: Morgan Kaufmann Publishers, Inc.
DOI: 10.1613/jair.1.14044

Programmatic Strategy Synthesis: Resolving Nondeterminism in Probabilistic Programs

Autoren: Kevin Batz, Tom Jannik Biskup, Joost-Pieter Katoen, Tobias Winkler
Veröffentlicht in: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Ausgabe 8, 2024, Seite(n) 2792-2820, ISSN 2475-1421
Herausgeber: ACM
DOI: 10.1145/3632935

Synthesizing optimal bias in randomized self-stabilization

Autoren: Matthias Volk; Borzoo Bonakdarpour; Joost-Pieter Katoen; Saba Aflaki
Veröffentlicht in: Distributed Computing, Ausgabe 35(1), 2022, Seite(n) 37-57, ISSN 0178-2770
Herausgeber: Springer Verlag
DOI: 10.1007/s00446-021-00408-4

Quantitative separation logic: a logic for reasoning about probabilistic pointer programs

Autoren: Kevin Batz, Benjamin Lucien Kaminski, Joost-Pieter Katoen, Christoph Matheja, Thomas Noll
Veröffentlicht in: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Ausgabe 3/POPL, 2019, Seite(n) 1-29, ISSN 2475-1421
Herausgeber: ACM
DOI: 10.1145/3290347

Indecision and delays are the parents of failure—taming them algorithmically by synthesizing delay-resilient control

Autoren: Mingshuai Chen, Martin Fränzle, Yangjia Li, Peter N. Mosaad, Naijun Zhan
Veröffentlicht in: Acta Informatica, 2020, ISSN 0001-5903
Herausgeber: Springer Verlag
DOI: 10.1007/s00236-020-00374-7

Aiming low is harder: induction for lower bounds in probabilistic program verification

Autoren: Marcel Hark, Benjamin Lucien Kaminski, Jürgen Giesl, Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Ausgabe 4/POPL, 2020, Seite(n) 1-28, ISSN 2475-1421
Herausgeber: ACM
DOI: 10.1145/3371105

A Deductive Verification Infrastructure for Probabilistic Programs

Autoren: Philipp Schröer, Kevin Batz, Benjamin Lucien Kaminski, Joost-Pieter Katoen, Christoph Matheja
Veröffentlicht in: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Ausgabe 7, 2023, Seite(n) 2052-2082, ISSN 2475-1421
Herausgeber: ACM
DOI: 10.1145/3622870

Counterexample-guided inductive synthesis for probabilistic systems

Autoren: Milan Ceska; Christian Hensel; Sebastian Junges; Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Formal Aspects of Computing, Ausgabe 33, 2021, Seite(n) 637-667, ISSN 0934-5043
Herausgeber: Springer Verlag
DOI: 10.1007/s00165-021-00547-2

A Taxonomy of Hoare-Like Logics: Towards a Holistic View using Predicate Transformers and Kleene Algebras with Top and Tests

Autoren: Lena Verscht, Benjamin Lucien Kaminski
Veröffentlicht in: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Ausgabe 9, 2025, Seite(n) 1782-1811, ISSN 2475-1421
Herausgeber: ACM
DOI: 10.1145/3704896

Residuality and Learning for Nondeterministic Nominal Automata

Autoren: Joshua Moerman; Matteo Sammartino
Veröffentlicht in: Logical Methods in Computer Science, 2022, Seite(n) 27, ISSN 1860-5974
Herausgeber: Technischen Universitat Braunschweig
DOI: 10.18154/rwth-2022-01946

An Oracle-Guided Approach to Constrained Policy Synthesis Under Uncertainty

Autoren: Roman Andriushchenko, Milan Češka, Filip Macák, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Journal of Artificial Intelligence Research, Ausgabe 82, 2025, Seite(n) 433-469, ISSN 1076-9757
Herausgeber: Morgan Kaufmann Publishers, Inc.
DOI: 10.1613/jair.1.16593

Exact Bayesian Inference for Loopy Probabilistic Programs using Generating Functions

Autoren: Lutz Klinkenberg, Christian Blumenthal, Mingshuai Chen, Darion Haase, Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Ausgabe 8, 2024, Seite(n) 923-953, ISSN 2475-1421
Herausgeber: ACM
DOI: 10.1145/3649844

Relatively complete verification of probabilistic programs: an expressive language for expectation-based reasoning

Autoren: Kevin Batz; Benjamin Lucien Kaminski; Joost-Pieter Katoen; Christoph Matheja
Veröffentlicht in: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Ausgabe 5 (POPL), 2021, Seite(n) 1-30, ISSN 2475-1421
Herausgeber: ACM
DOI: 10.1145/3434320

The complexity of reachability in parametric Markov decision processes

Autoren: Sebastian Junges; Joost-Pieter Katoen; Guillermo A. Pérez; Tobias Winkler
Veröffentlicht in: Journal of Computer and System Sciences, Ausgabe 119, 2021, Seite(n) 183-210, ISSN 0022-0000
Herausgeber: Academic Press
DOI: 10.1016/j.jcss.2021.02.006

PAYNT: A Tool for Inductive Synthesis of Probabilistic Programs

Autoren: Roman Andriushchenko; Milan Ceska; Sebastian Junges; Joost-Pieter Katoen; Simon Stupinsky
Veröffentlicht in: Proceedings 33rd International Conference on Computer-Aided Verification (CAV), Ausgabe 12759, 2021, Seite(n) 856-869
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-81685-8_40

On Certificates, Expected Runtimes, and Termination in Probabilistic Pushdown Automata

Autoren: Tobias Winkler, Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: 2023 38th Annual ACM/IEEE Symposium on Logic in Computer Science (LICS), 2023, Seite(n) 1-13
Herausgeber: IEEE
DOI: 10.1109/lics56636.2023.10175714

Automated Termination Analysis of Polynomial Probabilistic Programs

Autoren: Moosbrugger, Marcel; Bartocci, Ezio; Katoen, Joost-Pieter; Kovács, Laura
Veröffentlicht in: Proceedings 30th European Symposium on Programming (ESOP), Ausgabe 12648, 2021, Seite(n) 491--518
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-72019-3_18

Latticed k-Induction with an Application to Probabilistic Programs

Autoren: Kevin Batz; Mingshuai Chen; Benjamin Lucien Kaminski; Joost-Pieter Katoen; Christoph Matheja; Philipp Schröer
Veröffentlicht in: Proceedings 33rd International Conference on Computer Aided Verification (CAV), Ausgabe 12760, 2021, Seite(n) 524-549
Herausgeber: Springer
DOI: 10.18154/rwth-2021-06838

Residual Nominal Automata

Autoren: Moerman, J; Sammartino, M
Veröffentlicht in: Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs), Concurrency Theory, Ausgabe 171, 2020, Seite(n) 44:1-44:21
Herausgeber: Schloss Dagstuhl – Leibniz-Zentrum für Informatik
DOI: 10.18154/rwth-2020-03711

Inductive Synthesis for Probabilistic Programs Reaches New Horizons

Autoren: Roman Andriushchenko; Milan Češka; Sebastian Junges; Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Proceedings 27th International Conference on Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems (TACAS), Ausgabe 12651, 2021, Seite(n) 191-209
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-72016-2_11

Does a Program Yield the Right Distribution? - Verifying Probabilistic Programs via Generating Functions

Autoren: Mingshuai Chen; Joost-Pieter Katoen; Lutz Klinkenberg; Tobias Winkler
Veröffentlicht in: Proceedings 34th International Conference on Computer-Aided Verification (CAV), Ausgabe 13371, 2022, Seite(n) 79-101
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1007/978-3-031-13185-1_5

The Probabilistic Termination Tool Amber

Autoren: Moosbrugger, Marcel; Bartocci, Ezio ; Katoen, Joost-Pieter ; Kovács, Laura
Veröffentlicht in: Proceedings 24th International Symposium on Formal Methods (FM), Ausgabe 13047, 2021, Seite(n) 667-675
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-90870-6_36

Fine-Tuning the Odds in Bayesian Networks

Autoren: Bahare Salmani; Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Proceedings 16th European Conference on Symbolic and Quantitative Approaches to Reasoning with Uncertainty (ECSQARU), Ausgabe 12897, 2021, Seite(n) 268-283
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-86772-0_20

Foundations for Entailment Checking in Quantitative Separation Logic

Autoren: Kevin Batz; Ira Fesefeldt; Marvin Jansen; Joost-Pieter Katoen; Florian Kessler; Christoph Matheja; Thomas Noll
Veröffentlicht in: Proceedings 31st European Symposium on Programming (ESOP), Ausgabe 13240, 2022, Seite(n) 57-84
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-99336-8_3

Finding an $ε$-close Variation of Parameters in Bayesian Networks

Autoren: Salmani, Bahare; Katoen, Joost-Pieter
Veröffentlicht in: IJCAI, 2023
Herausgeber: ijcai.org
DOI: 10.48550/arxiv.2305.10051

Finding Provably Optimal Markov Chains

Autoren: Jip Spel, Joost-Pieter Katoen, Sebastian Junges
Veröffentlicht in: Lecture Notes in Computer Science, International Conference on Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems, Ausgabe 12651, 2021, Seite(n) 173-190
Herausgeber: Springer
DOI: 10.26226/morressier.604907f41a80aac83ca25cf0

PrIC3: Property Directed Reachability for MDPs

Autoren: Batz, Kevin; Junges, Sebastian; Kaminski, Benjamin Lucien; Katoen, Joost-Pieter; Matheja, Christoph; Schröer, Philipp
Veröffentlicht in: Computer Aided Verification : 32nd International Conference, CAV 2020, Ausgabe 12225, 2020, Seite(n) 512-538
Herausgeber: Springer
DOI: 10.48550/arxiv.2004.14835

Bayesian Inference by Symbolic Model Checking

Autoren: Bahare Salmani; Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Proceedings 17 International Conference Quantitative Evaluation of Systems (QEST), Ausgabe 12289, 2020, Seite(n) 115-133
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-59854-9_9

Inductive synthesis of finite-state controllers for POMDPs

Autoren: Roman Andriushchenko; Milan Ceska; Sebastian Junges; Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Uncertainty in Artificial Intelligence, Proceedings of the 38th Conference on Uncertainty in Artificial Intelligence, UAI 2022, Ausgabe 180, 2022, Seite(n) 85--95
Herausgeber: PMLR

Synthesizing Invariant Barrier Certificates via Difference-of-Convex Programming

Autoren: Qiuye Wang; Mingshuai Chen; Bai Xue; Naijun Zhan; Joost-Pieter Katoen
Veröffentlicht in: Proceedings 33rd International Conference on Computer-Aided Verification (CAV), Ausgabe 12759, 2021, Seite(n) 443-466
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-81685-8_21

Separation and Renaming in Nominal Sets

Autoren: Moerman, Joshua; Rot, Jurriaan
Veröffentlicht in: 28th EACSL Annual Conference on Computer Science Logic (CSL 2020)<br/>Computer Science Logic, CSL 2020, Barcelona, Spain, 2020-01-13 - 2020-01-16, Ausgabe 3, 2020, ISBN 978-3-95977-132-0
Herausgeber: Schloss Dagstuhl--Leibniz-Zentrum fuer Informatik
DOI: 10.4230/LIPIcs.CSL.2020.31

Foundations for Entailment Checking in Quantitative Separation Logic (extended version)

Autoren: Batz, Kevin; Fesefeldt, Ira; Jansen, Marvin; Katoen, Joost-Pieter; Keßler, Florian; Matheja, Christoph; Noll, Thomas
Veröffentlicht in: Lecture Notes in Computer Science, European Symposium on Programming, Ausgabe 13240, 2022, Seite(n) 57-84
Herausgeber: Springer
DOI: 10.48550/arxiv.2201.11464

Generating Functions for Probabilistic Programs

Autoren: Klinkenberg, Lutz; Batz, Kevin; Kaminski, Benjamin Lucien; Katoen, Joost-Pieter; Moerman, Joshua; Winkler, Tobias; Maribel Fernández
Veröffentlicht in: Logic-Based Program Synthesis and Transformation, Ausgabe 13, 2020, Seite(n) 231-248
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-68446-4_12

Probabilistic Program Verification via Inductive Synthesis of Inductive Invariants

Autoren: Kevin Batz; Mingshuai Chen; Sebastian Junges; Benjamin Lucien Kaminski; Joost-Pieter Katoen; Christoph Matheja
Veröffentlicht in: 29th International Conference Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems (TACAS), Ausgabe 13994, 2023, Seite(n) 410-429
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1007/978-3-031-30820-8_25

Advanced weakest precondition calculi for probabilistic programs

Autoren: Kaminski, Benjamin Lucien
Veröffentlicht in: Aachen 1 Online-Ressource (xiv, 363 Seiten) : Illustrationen, Diagramme (2019). doi:10.18154/RWTH-2019-01829 = Dissertation, RWTH Aachen University, 2019, Ausgabe 1, 2019
Herausgeber: RWTH Aachen University, Germany
DOI: 10.18154/RWTH-2019-01829

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