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2015 | OriginalPaper | Buchkapitel

On the Hardness of Almost–Sure Termination

verfasst von : Benjamin Lucien Kaminski, Joost-Pieter Katoen

Erschienen in: Mathematical Foundations of Computer Science 2015

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Abstract

This paper considers the computational hardness of computing expected outcomes and deciding (universal) (positive) almost–sure termination of probabilistic programs. It is shown that computing lower and upper bounds of expected outcomes is \(\varSigma _1^0\)– and \(\varSigma _2^0\)–complete, respectively. Deciding (universal) almost–sure termination as well as deciding whether the expected outcome of a program equals a given rational value is shown to be \(\varPi ^0_2\)–complete. Finally, it is shown that deciding (universal) positive almost–sure termination is \(\varSigma _2^0\)–complete (\(\varPi _3^0\)–complete).

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Fußnoten
1
Fully probabilistic programs may contain probabilistic but no non–deterministic choices.
 
2
The program P cheers as it was able to prove the termantion of Q on input \(g_Q(i)\).
 
Literatur
2.
Zurück zum Zitat Barthe, G., Köpf, B., Olmedo, F., Béguelin, S.Z.: Probabilistic relational reasoning for differential privacy. ACM Trans. Program. Lang. Syst. 35(3), 9 (2013)CrossRef Barthe, G., Köpf, B., Olmedo, F., Béguelin, S.Z.: Probabilistic relational reasoning for differential privacy. ACM Trans. Program. Lang. Syst. 35(3), 9 (2013)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Borgström, J., Gordon, A., Greenberg, M., Margetson, J., van Gael, J.: Measure transformer semantics for Bayesian machine learning. LMCS 9(3), 1–39 (2013). Paper Number 11 Borgström, J., Gordon, A., Greenberg, M., Margetson, J., van Gael, J.: Measure transformer semantics for Bayesian machine learning. LMCS 9(3), 1–39 (2013). Paper Number 11
4.
Zurück zum Zitat McIver, A., Morgan, C.: Abstraction, Refinement and Proof for Probabilistic Systems. Springer, New York (2004) McIver, A., Morgan, C.: Abstraction, Refinement and Proof for Probabilistic Systems. Springer, New York (2004)
5.
Zurück zum Zitat Gretz, F., Katoen, J.P., McIver, A.: Operational versus weakest pre-expectation semantics for the probabilistic guarded command language. Perform. Eval. 73, 110–132 (2014)CrossRef Gretz, F., Katoen, J.P., McIver, A.: Operational versus weakest pre-expectation semantics for the probabilistic guarded command language. Perform. Eval. 73, 110–132 (2014)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Fioriti, L.M.F., Hermanns, H.: Probabilistic termination: Soundness, completeness, and compositionality. In: POPL 2015, pp. 489–501. ACM (2015) Fioriti, L.M.F., Hermanns, H.: Probabilistic termination: Soundness, completeness, and compositionality. In: POPL 2015, pp. 489–501. ACM (2015)
7.
Zurück zum Zitat Sneyers, J., De Schreye, D.: Probabilistic termination of CHRiSM programs. In: Vidal, G. (ed.) LOPSTR 2011. LNCS, vol. 7225, pp. 221–236. Springer, Heidelberg (2012) CrossRef Sneyers, J., De Schreye, D.: Probabilistic termination of CHRiSM programs. In: Vidal, G. (ed.) LOPSTR 2011. LNCS, vol. 7225, pp. 221–236. Springer, Heidelberg (2012) CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Arons, T., Pnueli, A., Zuck, L.D.: Parameterized verification by probabilistic abstraction. In: Gordon, A.D. (ed.) FOSSACS 2003. LNCS, vol. 2620, pp. 87–102. Springer, Heidelberg (2003) CrossRef Arons, T., Pnueli, A., Zuck, L.D.: Parameterized verification by probabilistic abstraction. In: Gordon, A.D. (ed.) FOSSACS 2003. LNCS, vol. 2620, pp. 87–102. Springer, Heidelberg (2003) CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Esparza, J., Gaiser, A., Kiefer, S.: Proving termination of probabilistic programs using patterns. In: Madhusudan, P., Seshia, S.A. (eds.) CAV 2012. LNCS, vol. 7358, pp. 123–138. Springer, Heidelberg (2012) CrossRef Esparza, J., Gaiser, A., Kiefer, S.: Proving termination of probabilistic programs using patterns. In: Madhusudan, P., Seshia, S.A. (eds.) CAV 2012. LNCS, vol. 7358, pp. 123–138. Springer, Heidelberg (2012) CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Morgan, C.: Proof rules for probabilistic loops. In: Proceedings of the BCS-FACS 7th Refinement Workshop, Workshops in Computing. Springer (1996) Morgan, C.: Proof rules for probabilistic loops. In: Proceedings of the BCS-FACS 7th Refinement Workshop, Workshops in Computing. Springer (1996)
13.
Zurück zum Zitat Odifreddi, P.: Classical Recursion Theory: The Theory of Functions and Sets of Natural Numbers. Elsevier, Amsterdam (1992) Odifreddi, P.: Classical Recursion Theory: The Theory of Functions and Sets of Natural Numbers. Elsevier, Amsterdam (1992)
14.
15.
Zurück zum Zitat Davis, M.D.: Computability, Complexity, and Languages: Fundamentals of Theoretical Computer Science. Academic Press, Cambridge (1994) Davis, M.D.: Computability, Complexity, and Languages: Fundamentals of Theoretical Computer Science. Academic Press, Cambridge (1994)
16.
Zurück zum Zitat Odifreddi, P.: Classical Recursion Theory, vol. II. Elsevier, Amsterdam (1999)MATH Odifreddi, P.: Classical Recursion Theory, vol. II. Elsevier, Amsterdam (1999)MATH
17.
Zurück zum Zitat Kaminski, B.L., Katoen, J.P.: On the Hardness of Almost-Sure Termination. ArXiv e-prints, June 2015 Kaminski, B.L., Katoen, J.P.: On the Hardness of Almost-Sure Termination. ArXiv e-prints, June 2015
Metadaten
Titel
On the Hardness of Almost–Sure Termination
verfasst von
Benjamin Lucien Kaminski
Joost-Pieter Katoen
Copyright-Jahr
2015
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-48057-1_24

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