Reseña: Formal reasoning about finite-state discrete-time Markov chains in HOL

Se ha publicado un artículo de razonamiento formalizado en HOL4 sobre procesos de Markov titulado Formal reasoning about finite-state discrete-time Markov chains in HOL.

Sus autores son Liya Liu, Osman Hasan y Sofiène Tahar (de la Univ. de Concordia, Canadá).

Su resumen es

Markov chains are extensively used in modeling different aspects of engineering and scientific systems, such as performance of algorithms and reliability of systems. Different techniques have been developed for analyzing Markovian models, for example, Markov Chain Monte Carlo based simulation, Markov Analyzer, and more recently probabilistic model-checking. However, these techniques either do not guarantee accurate analysis or are not scalable. Higher-order-logic theorem proving is a formal method that has the ability to overcome the above mentioned limitations. However, it is not mature enough to handle all sorts of Markovian models. In this paper, we propose a formalization of Discrete-Time Markov Chain (DTMC) that facilitates formal reasoning about time-homogeneous finite-state discrete-time Markov chain. In particular, we provide a formal verification on some of its important properties, such as joint probabilities, Chapman-Kolmogorov equation, reversibility property, using higher-order logic. To demonstrate the usefulness of our work, we analyze two applications: a simplified binary communication channel and the Automatic Mail Quality Measurement protocol.

La revista en donde que ha publicado el artículo es el Journal of Computer Science and Technology.

Reseña: Mechanising Turing machines and computability theory in Isabelle/HOL

Se ha publicado un artículo de razonamiento formalizado en Isabelle/HOL sobre modelos de computación titulado Mechanising Turing machines and computability theory in Isabelle/HOL.

Sus autores son Jian Xu, Xingyuan Zhang y Christian Urban.

Su resumen es

We present a formalised theory of computability in the theorem prover Isabelle/HOL. This theorem prover is based on classical logic which precludes direct reasoning about computability: every boolean predicate is either true or false because of the law of excluded middle. The only way to reason about computability in a classical theorem prover is to formalise a concrete model of computation. We formalise Turing machines and relate them to abacus machines and recursive functions. We also formalise a universal Turing machine and Hoare-style reasoning techniques that allow us to reason about Turing machine programs. Our theory can be used to formalise other computability results.

Las teorías desarrolladas en Isabelle/HOL se encuentran en aquí.

RA2012: Deducción natural en lógica proposicional con Isabelle/HOL (1)

En la clase de hoy del curso de Razonamiento automático se ha presentado la deducción natural en lógica proposicional con Isabelle/HOL. La presentación se basa en los ejemplos de tema 2 del curso LI (Lógica informática), que a su vez se basa en el libro de de Huth y Ryan Logic in Computer Science. La página al lado de cada ejemplo indica la página de las transparencias de LI donde se encuentra la demostración.

Para cada ejemplo se presentan distintas demostraciones. La primera intenta reflejar la demostración de la transparencia, las siguientes van eliminando detalles de la prueba hasta la última que es automática.

A los largos de los ejemplos se van comentando los elementos del lenguaje conforme van entrando en el juego.

La teoría con los ejemplos presentados en la clase es la siguiente:
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RA2012: Introducción a la demostración asistida con Isabelle/HOL

En la clase de hoy del curso de Razonamiento automático se ha presentado:

El ejemplo que se ha visto para introducir los elementos del lenguaje de demostración es el siguiente
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I1M2012: Ejercicios de evaluación perezosa y listas infinitas (3)

En la clase de hoy de Informática de 1º del Grado en Matemáticas hemos comentando soluciones de los sguientes ejercicios de la relación 17 (sobre evaluación perezosa y listas infinitas):

  • 8. Menor número triangular con más de n divisores.
  • 9. Números primos consecutivos con dígitos con igual media.
  • 10. Decisión de pertenencia al rango de una función creciente
  • 11. Pares ordenados por posición.
  • 12. Aplicación iterada de una función.
  • 13. La bicicleta de Turing.
  • 14. La sucesión de Golomb.

Los ejercicios, y sus soluciones, se muestran a continuación
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