In this work, we consider the fundamental problem of deriving quantitative bounds on the probability that a given assertion is violated in a probabilistic program. We provide automated algorithms that obtain both lower and upper bounds on the assertion violation probability in exponential forms. The main novelty of our approach is that we prove new and dedicated fixed-point theorems which serve as the theoretical basis of our algorithms and enable us to reason about assertion violation bounds in terms of pre and post fixed-point functions. To synthesize such fixed-points, we devise algorithms that utilize a wide range of mathematical tools, including repulsing ranking super-martingales, Hoeffding's lemma, Minkowski decompositions, Jensen's inequality, and convex optimization. On the theoretical side, we provide (i) the first automated algorithm for lower-bounds on assertion violation probabilities, (ii) the first complete algorithm for upper-bounds of exponential form in affine programs, and (iii) provably and significantly tighter upper-bounds than the previous approach of stochastic invariants. On the practical side, we show that our algorithms can handle a wide variety of programs from the literature and synthesize bounds that are several orders of magnitude tighter in comparison with previous approaches.


翻译:在这项工作中,我们考虑从概率方案中某一主张被违反的可能性中得出量化界限的根本问题。我们以指数形式提供自动算法,在断言违反概率概率的概率中获得下限和上限。我们的方法的主要新颖之处是,我们证明新的和专用固定点定点理论,作为我们算法的理论基础,并使我们能够解释在固定点前和固定点后功能中声称违反界限的理由。为了综合这些定点,我们设计了各种数学工具,包括击退超级海拔排名、霍芬的利玛、Minkowski的分流、Jensen的不平等和convex优化。在理论上,我们提供了(一)关于声称违反概率的较低点定点的首个自动算法,(二)在亲近程序中为上层指数形式的上层第一个完整的算法,以及(三)与先前的变异性分子分级方法相比,可以明显和大幅度收紧。在实际水平上,我们可以用更精确的数级方法处理以前的各种比较。

0
下载
关闭预览

相关内容

Automator是苹果公司为他们的Mac OS X系统开发的一款软件。 只要通过点击拖拽鼠标等操作就可以将一系列动作组合成一个工作流,从而帮助你自动的(可重复的)完成一些复杂的工作。Automator还能横跨很多不同种类的程序,包括:查找器、Safari网络浏览器、iCal、地址簿或者其他的一些程序。它还能和一些第三方的程序一起工作,如微软的Office、Adobe公司的Photoshop或者Pixelmator等。
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
124+阅读 · 2020年11月20日
【实用书】数据科学基础,484页pdf,Foundations of Data Science
专知会员服务
117+阅读 · 2020年5月28日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
243+阅读 · 2020年4月19日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
192+阅读 · 2019年10月10日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
计算机 | 中低难度国际会议信息8条
Call4Papers
9+阅读 · 2019年6月19日
已删除
将门创投
7+阅读 · 2019年3月28日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
gan生成图像at 1024² 的 代码 论文
CreateAMind
4+阅读 · 2017年10月31日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年1月16日
Arxiv
24+阅读 · 2020年3月11日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
计算机 | 中低难度国际会议信息8条
Call4Papers
9+阅读 · 2019年6月19日
已删除
将门创投
7+阅读 · 2019年3月28日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
gan生成图像at 1024² 的 代码 论文
CreateAMind
4+阅读 · 2017年10月31日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员