Formal Reasoning About Probabilistic Programs: Breaking New Ground for Automation

Weakest Preexpectation Semantics for Bayesian Inference

Auteurs: Szymczak, Marcin; Katoen, Joost-Pieter
Publié dans: Tutorial Lectures 5th International School on Engineering Trustworthy Software Systems, Numéro 12154, 2019, Page(s) 44--121
Éditeur: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-55089-9_3

Symbolic Quantitative Information Flow for Probabilistic Programs

Auteurs: Philipp Schröer, Francesca Randone, Raúl Pardo, Andrzej Wa̧sowski
Publié dans: Lecture Notes in Computer Science, Principles of Verification: Cycling the Probabilistic Landscape, Numéro 15260, 2024, Page(s) 128-154
Éditeur: Springer Nature Switzerland
DOI: 10.1007/978-3-031-75783-9_6

Parameter Synthesis in Markov Models: A Gentle Survey

Auteurs: Nils Jansen, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Lecture Notes in Computer Science, Principles of Systems Design, Numéro 13660, 2024, Page(s) 407-437
Éditeur: Springer Nature Switzerland
DOI: 10.1007/978-3-031-22337-2_20

J-P: MDP. FP. PP

Auteurs: Kevin Batz, Benjamin Lucien Kaminski, Christoph Matheja, Tobias Winkler
Publié dans: Lecture Notes in Computer Science, Principles of Verification: Cycling the Probabilistic Landscape, Numéro 15260, 2024, Page(s) 255-302
Éditeur: Springer Nature Switzerland
DOI: 10.1007/978-3-031-75783-9_11

Search and Explore: Symbiotic Policy Synthesis in POMDPs

Auteurs: Roman Andriushchenko, Alexander Bork, Milan Češka, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen, Filip Macák
Publié dans: Lecture Notes in Computer Science, Computer Aided Verification, 2024, Page(s) 113-135, ISSN 2331-8422
Éditeur: Springer Nature Switzerland
DOI: 10.1007/978-3-031-37709-9_6

Certificates for Probabilistic Pushdown Automata via Optimistic Value Iteration

Auteurs: Tobias Winkler, Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Lecture Notes in Computer Science, Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems, Numéro 13994, 2024, Page(s) 391-409
Éditeur: Springer Nature Switzerland
DOI: 10.1007/978-3-031-30820-8_24

Unbounded-Time Safety Verification of Stochastic Differential Dynamics

Auteurs: Feng, Shenghua; Chen, Mingshuai; Xue, Bai; Sankaranarayanan, Sriram; Zhan, Naijun
Publié dans: Computer Aided Verification : 32nd International Conference, CAV 2020, Numéro 12225, 2020, Page(s) 327--348
Éditeur: Springer
DOI: 10.18154/rwth-2020-07595

Model Checking Temporal Properties of Recursive Probabilistic Programs

Auteurs: Tobias Winkler, Christina Gehnen, Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Lecture Notes in Computer Science, Foundations of Software Science and Computation Structures, Numéro 13242, 2022, Page(s) 449-469
Éditeur: Springer International Publishing
DOI: 10.1007/978-3-030-99253-8_23

Counterexample-Driven Synthesis for Probabilistic Program Sketches

Auteurs: Milan Češka, Christian Hensel, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Formal Methods – The Next 30 Years - Third World Congress, FM 2019, Porto, Portugal, October 7–11, 2019, Proceedings, Numéro 11800, 2019, Page(s) 101-120, ISBN 978-3-030-30941-1
Éditeur: Springer International Publishing
DOI: 10.1007/978-3-030-30942-8_8

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

Auteurs: Milan Češka, Christian Dehnert, Nils Jansen, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen
Publié dans: From Reactive Systems to Cyber-Physical Systems - Essays Dedicated to Scott A. Smolka on the Occasion of His 65th Birthday, Numéro 11500, 2019, Page(s) 107-125, ISBN 978-3-030-31513-9
Éditeur: Springer International Publishing
DOI: 10.1007/978-3-030-31514-6_7

Learning One-Clock Timed Automata

Auteurs: Jie An, Mingshuai Chen, Bohua Zhan, Naijun Zhan, Miaomiao Zhang
Publié dans: 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, Numéro 12078, 2020, Page(s) 444-462, ISBN 978-3-030-45189-9
Éditeur: Springer International Publishing
DOI: 10.1007/978-3-030-45190-5_25

Gradient-Descent for Randomized Controllers Under Partial Observability

Auteurs: Linus Heck, Jip Spel, Sebastian Junges, Joshua Moerman, Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Lecture Notes in Computer Science, Verification, Model Checking, and Abstract Interpretation, Numéro 13182, 2023, Page(s) 127-150
Éditeur: Springer International Publishing
DOI: 10.1007/978-3-030-94583-1_7

Lower Bounds for Possibly Divergent Probabilistic Programs

Auteurs: Shenghua Feng, Mingshuai Chen, Han Su, Benjamin Lucien Kaminski, Joost-Pieter Katoen, Naijun Zhan
Publié dans: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Numéro 7, 2023, Page(s) 696-726, ISSN 2475-1421
Éditeur: ACM
DOI: 10.1145/3586051

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

Auteurs: Qiuye Wang; Mingshuai Chen; Bai Xue; Naijun Zhan; Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Information and Computation, Numéro 289, 2022, Page(s) 104965, ISSN 0890-5401
Éditeur: Academic Press
DOI: 10.1016/j.ic.2022.104965

The probabilistic model checker Storm

Auteurs: Christian Hensel, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen, Tim Quatmann, Matthias Volk
Publié dans: International Journal on Software Tools for Technology Transfer, Numéro 24, 2022, Page(s) 589-610, ISSN 1433-2779
Éditeur: Springer Verlag
DOI: 10.1007/s10009-021-00633-z

Weighted programming : a programming paradigm for specifying mathematical models

Auteurs: Kevin Batz; Adrian Gallus; Benjamin Lucien Kaminski; Joost-Pieter Katoen; Tobias Winkler
Publié dans: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Numéro 2 (OOPSLA), 2022, Page(s) 1-30, ISSN 2475-1421
Éditeur: ACM
DOI: 10.18154/rwth-2022-04445

A Calculus for Amortized Expected Runtimes

Auteurs: Joost-Pieter Katoen; Christoph Matheja; Benjamin Lucien Kaminski; Kevin Batz; Lena Verscht
Publié dans: ACM Proceedings on Programming Languages, Numéro 7 (POPL), 2023, Page(s) 1957-1986, ISSN 2475-1421
Éditeur: ACM
DOI: 10.1145/3571260

Scenario-based verification of uncertain parametric MDPs

Auteurs: Thom Badings, Murat Cubuktepe, Nils Jansen, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen, Ufuk Topcu
Publié dans: International Journal on Software Tools for Technology Transfer, Numéro 24, 2022, Page(s) 803-819, ISSN 1433-2779
Éditeur: Springer Verlag
DOI: 10.1007/s10009-022-00673-z

Automatically Finding the Right Probabilities in Bayesian Networks

Auteurs: Bahare Salmani, Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Journal of Artificial Intelligence Research, Numéro 77, 2023, Page(s) 1637-1696, ISSN 1076-9757
Éditeur: Morgan Kaufmann Publishers, Inc.
DOI: 10.1613/jair.1.14044

Programmatic Strategy Synthesis: Resolving Nondeterminism in Probabilistic Programs

Auteurs: Kevin Batz, Tom Jannik Biskup, Joost-Pieter Katoen, Tobias Winkler
Publié dans: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Numéro 8, 2024, Page(s) 2792-2820, ISSN 2475-1421
Éditeur: ACM
DOI: 10.1145/3632935

Synthesizing optimal bias in randomized self-stabilization

Auteurs: Matthias Volk; Borzoo Bonakdarpour; Joost-Pieter Katoen; Saba Aflaki
Publié dans: Distributed Computing, Numéro 35(1), 2022, Page(s) 37-57, ISSN 0178-2770
Éditeur: Springer Verlag
DOI: 10.1007/s00446-021-00408-4

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

Auteurs: Kevin Batz, Benjamin Lucien Kaminski, Joost-Pieter Katoen, Christoph Matheja, Thomas Noll
Publié dans: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Numéro 3/POPL, 2019, Page(s) 1-29, ISSN 2475-1421
Éditeur: ACM
DOI: 10.1145/3290347

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

Auteurs: Mingshuai Chen, Martin Fränzle, Yangjia Li, Peter N. Mosaad, Naijun Zhan
Publié dans: Acta Informatica, 2020, ISSN 0001-5903
Éditeur: Springer Verlag
DOI: 10.1007/s00236-020-00374-7

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

Auteurs: Marcel Hark, Benjamin Lucien Kaminski, Jürgen Giesl, Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Numéro 4/POPL, 2020, Page(s) 1-28, ISSN 2475-1421
Éditeur: ACM
DOI: 10.1145/3371105

A Deductive Verification Infrastructure for Probabilistic Programs

Auteurs: Philipp Schröer, Kevin Batz, Benjamin Lucien Kaminski, Joost-Pieter Katoen, Christoph Matheja
Publié dans: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Numéro 7, 2023, Page(s) 2052-2082, ISSN 2475-1421
Éditeur: ACM
DOI: 10.1145/3622870

Counterexample-guided inductive synthesis for probabilistic systems

Auteurs: Milan Ceska; Christian Hensel; Sebastian Junges; Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Formal Aspects of Computing, Numéro 33, 2021, Page(s) 637-667, ISSN 0934-5043
Éditeur: 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

Auteurs: Lena Verscht, Benjamin Lucien Kaminski
Publié dans: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Numéro 9, 2025, Page(s) 1782-1811, ISSN 2475-1421
Éditeur: ACM
DOI: 10.1145/3704896

Residuality and Learning for Nondeterministic Nominal Automata

Auteurs: Joshua Moerman; Matteo Sammartino
Publié dans: Logical Methods in Computer Science, 2022, Page(s) 27, ISSN 1860-5974
Éditeur: Technischen Universitat Braunschweig
DOI: 10.18154/rwth-2022-01946

An Oracle-Guided Approach to Constrained Policy Synthesis Under Uncertainty

Auteurs: Roman Andriushchenko, Milan Češka, Filip Macák, Sebastian Junges, Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Journal of Artificial Intelligence Research, Numéro 82, 2025, Page(s) 433-469, ISSN 1076-9757
Éditeur: Morgan Kaufmann Publishers, Inc.
DOI: 10.1613/jair.1.16593

Exact Bayesian Inference for Loopy Probabilistic Programs using Generating Functions

Auteurs: Lutz Klinkenberg, Christian Blumenthal, Mingshuai Chen, Darion Haase, Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Numéro 8, 2024, Page(s) 923-953, ISSN 2475-1421
Éditeur: ACM
DOI: 10.1145/3649844

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

Auteurs: Kevin Batz; Benjamin Lucien Kaminski; Joost-Pieter Katoen; Christoph Matheja
Publié dans: Proceedings of the ACM on Programming Languages, Numéro 5 (POPL), 2021, Page(s) 1-30, ISSN 2475-1421
Éditeur: ACM
DOI: 10.1145/3434320

The complexity of reachability in parametric Markov decision processes

Auteurs: Sebastian Junges; Joost-Pieter Katoen; Guillermo A. Pérez; Tobias Winkler
Publié dans: Journal of Computer and System Sciences, Numéro 119, 2021, Page(s) 183-210, ISSN 0022-0000
Éditeur: Academic Press
DOI: 10.1016/j.jcss.2021.02.006

PAYNT: A Tool for Inductive Synthesis of Probabilistic Programs

Auteurs: Roman Andriushchenko; Milan Ceska; Sebastian Junges; Joost-Pieter Katoen; Simon Stupinsky
Publié dans: Proceedings 33rd International Conference on Computer-Aided Verification (CAV), Numéro 12759, 2021, Page(s) 856-869
Éditeur: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-81685-8_40

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

Auteurs: Tobias Winkler, Joost-Pieter Katoen
Publié dans: 2023 38th Annual ACM/IEEE Symposium on Logic in Computer Science (LICS), 2023, Page(s) 1-13
Éditeur: IEEE
DOI: 10.1109/lics56636.2023.10175714

Automated Termination Analysis of Polynomial Probabilistic Programs

Auteurs: Moosbrugger, Marcel; Bartocci, Ezio; Katoen, Joost-Pieter; Kovács, Laura
Publié dans: Proceedings 30th European Symposium on Programming (ESOP), Numéro 12648, 2021, Page(s) 491--518
Éditeur: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-72019-3_18

Latticed k-Induction with an Application to Probabilistic Programs

Auteurs: Kevin Batz; Mingshuai Chen; Benjamin Lucien Kaminski; Joost-Pieter Katoen; Christoph Matheja; Philipp Schröer
Publié dans: Proceedings 33rd International Conference on Computer Aided Verification (CAV), Numéro 12760, 2021, Page(s) 524-549
Éditeur: Springer
DOI: 10.18154/rwth-2021-06838

Residual Nominal Automata

Auteurs: Moerman, J; Sammartino, M
Publié dans: Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs), Concurrency Theory, Numéro 171, 2020, Page(s) 44:1-44:21
Éditeur: Schloss Dagstuhl – Leibniz-Zentrum für Informatik
DOI: 10.18154/rwth-2020-03711

Inductive Synthesis for Probabilistic Programs Reaches New Horizons

Auteurs: Roman Andriushchenko; Milan Češka; Sebastian Junges; Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Proceedings 27th International Conference on Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems (TACAS), Numéro 12651, 2021, Page(s) 191-209
Éditeur: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-72016-2_11

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

Auteurs: Mingshuai Chen; Joost-Pieter Katoen; Lutz Klinkenberg; Tobias Winkler
Publié dans: Proceedings 34th International Conference on Computer-Aided Verification (CAV), Numéro 13371, 2022, Page(s) 79-101
Éditeur: Springer
DOI: 10.1007/978-3-031-13185-1_5

The Probabilistic Termination Tool Amber

Auteurs: Moosbrugger, Marcel; Bartocci, Ezio ; Katoen, Joost-Pieter ; Kovács, Laura
Publié dans: Proceedings 24th International Symposium on Formal Methods (FM), Numéro 13047, 2021, Page(s) 667-675
Éditeur: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-90870-6_36

Fine-Tuning the Odds in Bayesian Networks

Auteurs: Bahare Salmani; Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Proceedings 16th European Conference on Symbolic and Quantitative Approaches to Reasoning with Uncertainty (ECSQARU), Numéro 12897, 2021, Page(s) 268-283
Éditeur: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-86772-0_20

Foundations for Entailment Checking in Quantitative Separation Logic

Auteurs: Kevin Batz; Ira Fesefeldt; Marvin Jansen; Joost-Pieter Katoen; Florian Kessler; Christoph Matheja; Thomas Noll
Publié dans: Proceedings 31st European Symposium on Programming (ESOP), Numéro 13240, 2022, Page(s) 57-84
Éditeur: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-99336-8_3

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

Auteurs: Salmani, Bahare; Katoen, Joost-Pieter
Publié dans: IJCAI, 2023
Éditeur: ijcai.org
DOI: 10.48550/arxiv.2305.10051

Finding Provably Optimal Markov Chains

Auteurs: Jip Spel, Joost-Pieter Katoen, Sebastian Junges
Publié dans: Lecture Notes in Computer Science, International Conference on Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems, Numéro 12651, 2021, Page(s) 173-190
Éditeur: Springer
DOI: 10.26226/morressier.604907f41a80aac83ca25cf0

PrIC3: Property Directed Reachability for MDPs

Auteurs: Batz, Kevin; Junges, Sebastian; Kaminski, Benjamin Lucien; Katoen, Joost-Pieter; Matheja, Christoph; Schröer, Philipp
Publié dans: Computer Aided Verification : 32nd International Conference, CAV 2020, Numéro 12225, 2020, Page(s) 512-538
Éditeur: Springer
DOI: 10.48550/arxiv.2004.14835

Bayesian Inference by Symbolic Model Checking

Auteurs: Bahare Salmani; Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Proceedings 17 International Conference Quantitative Evaluation of Systems (QEST), Numéro 12289, 2020, Page(s) 115-133
Éditeur: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-59854-9_9

Inductive synthesis of finite-state controllers for POMDPs

Auteurs: Roman Andriushchenko; Milan Ceska; Sebastian Junges; Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Uncertainty in Artificial Intelligence, Proceedings of the 38th Conference on Uncertainty in Artificial Intelligence, UAI 2022, Numéro 180, 2022, Page(s) 85--95
Éditeur: PMLR

Synthesizing Invariant Barrier Certificates via Difference-of-Convex Programming

Auteurs: Qiuye Wang; Mingshuai Chen; Bai Xue; Naijun Zhan; Joost-Pieter Katoen
Publié dans: Proceedings 33rd International Conference on Computer-Aided Verification (CAV), Numéro 12759, 2021, Page(s) 443-466
Éditeur: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-81685-8_21

Separation and Renaming in Nominal Sets

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

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

Auteurs: Batz, Kevin; Fesefeldt, Ira; Jansen, Marvin; Katoen, Joost-Pieter; Keßler, Florian; Matheja, Christoph; Noll, Thomas
Publié dans: Lecture Notes in Computer Science, European Symposium on Programming, Numéro 13240, 2022, Page(s) 57-84
Éditeur: Springer
DOI: 10.48550/arxiv.2201.11464

Generating Functions for Probabilistic Programs

Auteurs: Klinkenberg, Lutz; Batz, Kevin; Kaminski, Benjamin Lucien; Katoen, Joost-Pieter; Moerman, Joshua; Winkler, Tobias; Maribel Fernández
Publié dans: Logic-Based Program Synthesis and Transformation, Numéro 13, 2020, Page(s) 231-248
Éditeur: Springer
DOI: 10.1007/978-3-030-68446-4_12

Probabilistic Program Verification via Inductive Synthesis of Inductive Invariants

Auteurs: Kevin Batz; Mingshuai Chen; Sebastian Junges; Benjamin Lucien Kaminski; Joost-Pieter Katoen; Christoph Matheja
Publié dans: 29th International Conference Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems (TACAS), Numéro 13994, 2023, Page(s) 410-429
Éditeur: Springer
DOI: 10.1007/978-3-031-30820-8_25

Advanced weakest precondition calculi for probabilistic programs

Auteurs: Kaminski, Benjamin Lucien
Publié dans: Aachen 1 Online-Ressource (xiv, 363 Seiten) : Illustrationen, Diagramme (2019). doi:10.18154/RWTH-2019-01829 = Dissertation, RWTH Aachen University, 2019, Numéro 1, 2019
Éditeur: RWTH Aachen University, Germany
DOI: 10.18154/RWTH-2019-01829

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