D 2005

On the Decidability of Temporal Properties of Probabilistic Pushdown Automata

BRÁZDIL, Tomáš; Antonín KUČERA and Oldřich STRAŽOVSKÝ

Basic information

Original name

On the Decidability of Temporal Properties of Probabilistic Pushdown Automata

Name in Czech

O rozhodnutelnosti temporálních vlastností zásobníkových automatů

Authors

BRÁZDIL, Tomáš (203 Czech Republic); Antonín KUČERA (203 Czech Republic, guarantor) and Oldřich STRAŽOVSKÝ (203 Czech Republic)
V. Diekert, B. Durand (Eds.).

Edition

Berlin, Proceedings of 22nd Symposium on Theoretical Aspects of Computer Science (STACS 2005), p. 145-157, 13 pp. 2005

Publisher

Springer

Other information

Language

English

Type of outcome

Proceedings paper

Field of Study

10201 Computer sciences, information science, bioinformatics

Country of publisher

Germany

Confidentiality degree

is not subject to a state or trade secret

RIV identification code

RIV/00216224:14330/05:00012349

Organization unit

Faculty of Informatics

ISBN

3-540-24998-2

UT WoS

000229009500012

Keywords in English

probabilistic pushdown automata; probabilistic temporal logics
Changed: 13/2/2006 12:42, doc. RNDr. Tomáš Brázdil, Ph.D., MBA

Abstract

In the original language

We consider qualitative and quantitative model-checking problems for probabilistic pushdown automata (pPDA) and various temporal logics. We prove that the qualitative and quantitative model-checking problem for omega-regular properties and pPDA is in 2-EXPSPACE and 3-EXPTIME, respectively. We also prove that model-checking the qualitative fragment of the logic PECTL* for pPDA is in 2-EXPSPACE, and model-checking the qualitative fragment of PCTL for pPDA is in EXPSPACE. Furthermore, model-checking the qualitative fragment of PCTL is shown to be EXPTIME-hard even for stateless pPDA. Finally, we show that PCTL model-checking is undecidable for pPDA, and PCTL+ model-checking is undecidable even for stateless pPDA.

In Czech

V článku se zkoumá rozhodnutelnost a složitost problému ověření platnosti formulí kvantitativních a kvalitativních temporálních logik pro pravděpodobnostní zásobníkové automaty. Je dokázáno, že problém ověření formulí kvalitativního resp. kvantitavního fragmentu omega-regulárních vlastností patří do třídy 2-EXPSPACE resp. 3-EXPTIME. Dále je dokázáno, že problém ověření formulí kvalitativního fragmentu logiky PECTL* resp. PCTL pro pravděpodobnostní zásobníkové automaty patří do třídy 2-EXPSPACE resp. EXPSPACE. Přitom pro kvalitativní fragment PCTL je podán rovněž EXPTIME dolní složitostní odhad, který platí také pro pravděpodobnostní zásobníkové automaty s jediným kontrolním stavem. Konečně je prokázána nerozhodnutelnost problému ověření platnosti obecných formulí logiky PCTL pro pravděpodobnostní zásobníkové automaty.

Links

GA201/03/1161, research and development project
Name: Verifikace nekonečně stavových systémů
Investor: Czech Science Foundation, Verification of infinite-state systems
MSM0021622419, plan (intention)
Name: Vysoce paralelní a distribuované výpočetní systémy
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Highly Parallel and Distributed Computing Systems
1M0545, research and development project
Name: Institut Teoretické Informatiky
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Institute for Theoretical Computer Science