1. Importance Sampling for Stochastic Timed Automata
- Author
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Marius Mikučionis, Axel Legay, Cyrille Jegourel, Danny Bøgsted Poulsen, Kim Guldstrand Larsen, Sean Sedwards, National University of Singapore (NUS), Center for Indlejrede Software Systemer (CISS), Aalborg University [Denmark] (AAU), Threat Analysis and Mitigation for Information Security (TAMIS), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Fränzle, Martin, Kapur, Deepak, and Zhan, Naijin
- Subjects
Model checking ,030213 general clinical medicine ,0209 industrial biotechnology ,stochastic timed automata ,Computer science ,Monte Carlo method ,Timed automaton ,Estimator ,[INFO.INFO-SE]Computer Science [cs]/Software Engineering [cs.SE] ,02 engineering and technology ,Symbolic data analysis ,model checking ,rare events ,[INFO.INFO-PF]Computer Science [cs]/Performance [cs.PF] ,03 medical and health sciences ,importance sampling ,020901 industrial engineering & automation ,0302 clinical medicine ,Reachability ,Rare events ,verification ,Algorithm ,Importance sampling - Abstract
International audience; We present an importance sampling framework that combines symbolic analysis and simulation to estimate the probability of rare reachability properties in stochastic timed automata. By means of symbolic exploration, our framework first identifies states that cannot reach the goal. A state-wise change of measure is then applied on-the-fly during simulations, ensuring that dead ends are never reached. The change of measure is guaranteed by construction to reduce the variance of the estimator with respect to crude Monte Carlo, while experimental results demonstrate that we can achieve substantial computational gains.
- Published
- 2016
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