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Informatique et mathématiques appliquées

ARIMA

[Revue africaine de recherche en informatique et mathématiques appliquées]

ARIMA

Revue africaine de recherche en informatique et mathématiques appliquées

La Revue africaine de recherche en informatique et mathématiques appliquées (ARIMA) est née en 2002 d’une collaboration scientifique Nord/Sud menée dans le sillage des activités du Colloque africain pour la recherche en informatique et mathématiques appliquées (CARI). La revue publie au fil de l’eau, en français et en anglais, les résultats de recherche issus de ces coopérations.

  • Directeur de la publication : Maurice Tchuenté
  • Rédacteurs en chef : Nabil Gmati ; Mathieu Roche ; Tayou Djamegni Clémentin
  • Type de support : électronique
  • Périodicité : au fil de l’eau
  • Année de création : 2002
  • Date de mise en ligne sur Episciences : 2016
  • eISSN : 1638-5713
  • Disciplines : informatique et mathématiques appliquées
  • Langues de la publication : anglais, français
  • Procédure d’évaluation : évaluation en simple aveugle
  • Licence CC BY 4.0
  • Éditeur : African Society in Digital Science
    • Adresse postale : Department of Mathematics and Computer Science, Faculty of Science, University of Dschang, P.O. Box 96 Dschang
    • Pays : Cameroun
  • Contact : arima AT episciences.org
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Derniers articles

Synthèse multi-cible des systèmes de contrôle-commande à l'aide de l'approche IDM

Le GRAFCET est un puissant langage de modélisation graphique pour la spécification de contrôleurs dans des systèmes à événements discrets. Il prend en compte des structures hiérarchiques ainsi que des contraintes structurelles et sémantiques.Ici, nous proposons d'utiliser un modèle de spécification GRAFCET dans une approche d'ingénierie dirigée par les modèles (IDM) pour la synthèse multi-cible de systèmes de contrôle commande embarqués basés sur des microcontrôleurs.Dans cette approche, un métamodèle GRAFCET est associé à un métamodèle microcontrôleur, lequel caractérise les fonctionnalités de la plateforme spécifique microcontrôleur à considérer lors de la génération de code.Ce métamodèle GRAFCET proposé prend en compte la modélisation des expressions pour faciliter la vérification du modèle et une interprétation facile des événements GRAFCET ainsi que des contraintes de temps. Les règles de transformation utiles à la génération de code pour des microcontrôleurs C-programmables sont ensuite présentées.Comme application, nous présentons une plateforme basée sur Eclipse EMF, Object Constraint Language (OCL) et le moteur de génération de code Acceleo.
Nzebop Ndenoka, Gérard
09 avril 2025
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Prise en compte du temps et des catégories d'item dans l'estimation des influences sociales implicites pour l'amélioration des systèmes de recommandation basés sur la confiance.

De nos jours, les plateformes d’e-commerce, de streaming et de réseaux sociaux jouent un rôle important dans notre quotidien. Cependant, l’ajout toujours croissant d’éléments sur ces plateformes (articles sur Amazon, vidéos sur Netflix et YouTube, publications sur Facebook et Instagram) rend difficile pour les utilisateurs de sélectionner les éléments qui les intéressent. L'intégration de systèmes de recommandation dans ces plateformes vise à proposer à chaque utilisateur une petite liste d'éléments correspondant à ses préférences. Pour améliorer les performances de ces systèmes de recommandation, certains travaux de la littérature intègrent une confiance explicite ou implicite entre les utilisateurs de la plateforme via des systèmes de recommandation basés sur la confiance. En effet, nombre de ces travaux reposent sur une confiance explicite, lorsque chaque utilisateur désigne ceux en qui il a confiance dans la plateforme. Mais ces informations sont rares sur la plupart des plateformes du monde réel. Ainsi, d'autres travaux proposent d'estimer la confiance implicite que chaque utilisateur peut accorder à un autre. Cependant, les travaux qui estiment la confiance implicite ne prennent pas en compte la dynamique temporelle des actions passées des utilisateurs et encore moins le fait qu'un utilisateur peut en influencer un autre sur une catégorie d'item et pas sur une autre. Dans cet article, nous proposons des stratégies sensibles au temps et au contenu pour estimer l'influence sociale d'un utilisateur sur un autre. La confiance implicite qui en résulte, consciente du temps et du contenu, est intégrée aux systèmes de recommandation basés sur la confiance, construits sur les K-Nearest Neighbours (KNN) et les techniques basées sur les graphiques. Les expériences réalisées pour les prédictions de notation avec KNN et les recommandations Top-N avec le modèle Graph montrent que la confiance implicite consciente du temps et du contenu permet d'améliorer les performances du KNN selon la métrique RMSE de 7% et 10%, et les performances du modèle graphique selon la métrique NDCG@10 de 59% et 08% respectivement sur les jeux de données Ciao et Epinions.
Nzekon Nzeko'o, Armel Jacques
23 mars 2025
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Informatique et mathématiques appliquées

Compositionality

Compositionality

Créée en 2017, Compositionality accueille des articles de recherche en anglais dans le domaine des mathématiques de la composition, toutes disciplines confondues. La revue est éditée par le Compositionality Charitable Incorporated Organisation.

  • Directeur de la publication : John Baez
  • Rédacteurs en chef : Aleks Kissinger ; Joachim Kock
  • Type de support : électronique
  • Périodicité : au fil de l’eau
  • Année de création : 2017
  • Date de mise en ligne sur Episciences : 2024
  • eISSN : 2631-4444
  • Disciplines : mathématiques, calcul, logique, physique, chimie, ingénierie, linguistique, cognition
  • Langue de publication : anglais
  • Procédure d’évaluation : simple aveugle
  • Licence CC BY 4.0
  • Éditeur : Compositionality Charitable Incorporated Organisation
    • Adresse postale : 108 Kennington Road, Kennington, Oxford, OX1 5PE
    • Pays : Royaume-Uni
  • Contact : compositionality AT episciences.org
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Derniers articles

Information Decomposition Diagrams Applied beyond Shannon Entropy: A Generalization of Hu's Theorem

In information theory, one major goal is to find useful functions that summarize the amount of information contained in the interaction of several random variables. Specifically, one can ask how the classical Shannon entropy, mutual information, and higher interaction information relate to each other. This is answered by Hu's theorem, which is widely known in the form of information diagrams: it relates shapes in a Venn diagram to information functions, thus establishing a bridge from set theory to information theory. In this work, we view random variables together with the joint operation as a monoid that acts by conditioning on information functions, and entropy as a function satisfying the chain rule of information. This abstract viewpoint allows to prove a generalization of Hu's theorem. It applies to Shannon and Tsallis entropy, (Tsallis) Kullback-Leibler Divergence, cross-entropy, Kolmogorov complexity, submodular information functions, and the generalization error in machine learning. Our result implies for Chaitin's Kolmogorov complexity that the interaction complexities of all degrees are in expectation close to Shannon interaction information. For well-behaved probability distributions on increasing sequence lengths, this shows that the per-bit expected interaction complexity and information asymptotically coincide, thus showing a strong bridge between algorithmic and classical information theory.
Lang, Leon
30 janvier 2025
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Homotopy Theoretic and Categorical Models of Neural Information Networks

In this paper we develop a novel mathematical formalism for the modeling of neural information networks endowed with additional structure in the form of assignments of resources, either computational or metabolic or informational. The starting point for this construction is the notion of summing functors and of Segal's Gamma-spaces in homotopy theory. The main results in this paper include functorial assignments of concurrent/distributed computing architectures and associated binary codes to networks and their subsystems, a categorical form of the Hopfield network dynamics, which recovers the usual Hopfield equations when applied to a suitable category of weighted codes, a functorial assignment to networks of corresponding information structures and information cohomology, and a cohomological version of integrated information.
Manin, Yuri
06 septembre 2024
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Informatique et mathématiques appliquées

DMTCS

[Discrete Mathematics & Theoretical Computer Science]

DMTCS

Discrete Mathematics & Theoretical Computer Science

Discrete Mathematics & Theoretical Computer Science (DMTCS) est une revue à comité de lecture créée en 1997. Adossée à l’association DMTCS, elle publie au fil de l’eau des articles de recherche en anglais, dans les domaines des mathématiques discrètes et de l’informatique théorique, en particulier à l’intersection de ces deux disciplines.

  • Directeur de la publication : Jens Gustedt
  • Rédacteurs/trices en chef : Christoph Haase, Dieter Rautenbach, Sergi Elizalde et Hadas Shachnai
  • Type de support : électronique
  • Périodicité : au fil de l’eau
  • Année de création : 1997
  • Date de mise en ligne sur Episciences : 2016
  • eISSN : 1365-8050
  • Disciplines : mathématiques, informatique
  • Langues de publication : anglais
  • Procédure d’évaluation : simple aveugle
  • Licence CC BY 4.0
  • Éditeur : association DMTCS
    • Adresse postale : c/o Jens Gustedt, 67A avenue Jean-Jaurès, 67100 Strasbourg
    • Pays : France
  • Contact : dmtcs AT episciences.org
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Derniers articles

The complexity of recognizing $ABAB$-free hypergraphs

The study of geometric hypergraphs gave rise to the notion of $ABAB$-free hypergraphs. A hypergraph $\mathcal{H}$ is called $ABAB$-free if there is an ordering of its vertices such that there are no hyperedges $A,B$ and vertices $v_1,v_2,v_3,v_4$ in this order satisfying $v_1,v_3\in A\setminus B$ and $v_2,v_4\in B\setminus A$. In this paper, we prove that it is NP-complete to decide if a hypergraph is $ABAB$-free. We show a number of analogous results for hypergraphs with similar forbidden patterns, such as $ABABA$-free hypergraphs. As an application, we show that deciding whether a hypergraph is realizable as the incidence hypergraph of points and pseudodisks is also NP-complete.
Damásdi, Gábor
24 avril 2025
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A polynomial bound on the number of minimal separators and potential maximal cliques in $P_6$-free graphs of bounded clique number

In this note we show a polynomial bound on the number of minimal separators and potential maximal cliques in $P_6$-free graphs of bounded clique number.
Pilipczuk, Marcin
18 mars 2025
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Actes de conférences
Informatique et mathématiques appliquées

ENTICS

[Electronic Notes in Theoretical Informatics and Computer Science]

ENTICS

Electronic Notes in Theoretical Informatics and Computer Science

ENTICS, Electronic Notes in Theoretical Informatics and Computer Science, créée en 2022, publie, au fil de l’eau en anglais, des actes de conférences et de workshops en informatique théorique.

  • Directeur de la publication : Bruno Sportisse
  • Rédacteur en chef : Michael Mislove
  • Type de support : électronique
  • Périodicité : au fil de l’eau
  • Année de création : 2022
  • Date de mise en ligne sur Episciences : 2023
  • eISSN : 2969-2431
  • Disciplines : informatique théorique
  • Langue de publication : anglais
  • Procédure d’évaluation : simple aveugle
  • Licence CC BY 4.0
  • Éditeur : Inria
    • Adresse postale : Domaine de Voluceau Rocquencourt – B.P. 105 78153 Le Chesnay Cedex
    • Pays : France
  • Contact : entics AT episciences.org
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Implicit automata in {\lambda}-calculi III: affine planar string-to-string functions

We prove a characterization of first-order string-to-string transduction via $\lambda$-terms typed in non-commutative affine logic that compute with Church encoding, extending the analogous known characterization of star-free languages. We show that every first-order transduction can be computed by a $\lambda$-term using a known Krohn-Rhodes-style decomposition lemma. The converse direction is given by compiling $\lambda$-terms into two-way reversible planar transducers. The soundness of this translation involves showing that the transition functions of those transducers live in a monoidal closed category of diagrams in which we can interpret purely affine $\lambda$-terms. One challenge is that the unit of the tensor of the category in question is not a terminal object. As a result, our interpretation does not identify $\beta$-equivalent terms, but it does turn $\beta$-reductions into inequalities in a poset-enrichment of the category of diagrams.
Pradic, Cécilia
11 décembre 2024
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Cost-sensitive computational adequacy of higher-order recursion in synthetic domain theory

We study a cost-aware programming language for higher-order recursion dubbed $\textbf{PCF}_\mathsf{cost}$ in the setting of synthetic domain theory (SDT). Our main contribution relates the denotational cost semantics of $\textbf{PCF}_\mathsf{cost}$ to its computational cost semantics, a new kind of dynamic semantics for program execution that serves as a mathematically natural alternative to operational semantics in SDT. In particular we prove an internal, cost-sensitive version of Plotkin's computational adequacy theorem, giving a precise correspondence between the denotational and computational semantics for complete programs at base type. The constructions and proofs of this paper take place in the internal dependent type theory of an SDT topos extended by a phase distinction in the sense of Sterling and Harper. By controlling the interpretation of cost structure via the phase distinction in the denotational semantics, we show that $\textbf{PCF}_\mathsf{cost}$ programs also evince a noninterference property of cost and behavior. We verify the axioms of the type theory by means of a model construction based on relative sheaf models of SDT.
Niu, Yue
11 décembre 2024
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Informatique et mathématiques appliquées

FI

[Fundamenta Informaticae]

FI

Fundamenta Informaticae

Fondée en 1977, Fundamenta Informaticae est une revue scientifique à comité de lecture couvrant tous les domaines de l’informatique, avec un accent particulier sur les fondements théoriques. La revue est publiée dans la série IV des Annales Societatis Mathematicae Polonae, par la Société mathématique polonaise.

  • Directeur de la publication : Prof. Jacek Miękisz
  • Rédacteur en chef : Bartek Klin
  • Type de support : papier et électronique
  • Périodicité : 3 à 4 volumes par an
  • Année de création : 1977
  • Date de mise en ligne sur Episciences : 2020
  • eISSN : 1875-8681
  • Disciplines : informatique
  • Langues de publication : anglais
  • Procédure d’évaluation : simple aveugle
  • Licence CC BY 4.0
  • Éditeur : Polish Mathematical Society
    • Adresse postale : ul. Śniadeckich 8, 00-656 Warszawa
    • Pays : Pologne
  • Contact : fi AT episciences.org
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Derniers articles

Proving Confluence in the Confluence Framework with CONFident

This article describes the *Confluence Framework*, a novel framework for proving and disproving confluence using a divide-and-conquer modular strategy, and its implementation in CONFident. Using this approach, we are able to automatically prove and disprove confluence of *Generalized Term Rewriting Systems*, where (i) only selected arguments of function symbols can be rewritten and (ii) a rather general class of conditional rules can be used. This includes, as particular cases, several variants of rewrite systems such as (context-sensitive) *term rewriting systems*, *string rewriting systems*, and (context-sensitive) *conditional term rewriting systems*. The divide-and-conquer modular strategy allows us to combine in a proof tree different techniques for proving confluence, including modular decompositions, checking joinability of (conditional) critical and variable pairs, transformations, etc., and auxiliary tasks required by them, e.g., joinability of terms, joinability of conditional pairs, etc.
Gutiérrez, Raúl
10 novembre 2024
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On Complexity Bounds and Confluence of Parallel Term Rewriting

We revisit parallel-innermost term rewriting as a model of parallel computation on inductive data structures and provide a corresponding notion of runtime complexity parametric in the size of the start term. We propose automatic techniques to derive both upper and lower bounds on parallel complexity of rewriting that enable a direct reuse of existing techniques for sequential complexity. Our approach to find lower bounds requires confluence of the parallel-innermost rewrite relation, thus we also provide effective sufficient criteria for proving confluence. The applicability and the precision of the method are demonstrated by the relatively light effort in extending the program analysis tool AProVE and by experiments on numerous benchmarks from the literature.
Baudon, Thaïs
10 novembre 2024
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Informatique et mathématiques appliquées
Sciences humaines et sociales

JDMDH

[Journal of Data Mining and Digital Humanities]

JDMDH

Journal of Data Mining and Digital Humanities

Créé en 2014, le Journal of Data Mining and Digital Humanities (JDMDH) se situe à l’intersection de la fouille des données et des humanités numériques. Les articles publiés, en anglais ou en français, concernent aussi bien l’extraction et la gestion des connaissances (analyse des réseaux, extraction d’information, web sémantique, analyse des préférences, apprentissage automatique) que les sciences humaines et sociales (historiques, politiques, linguistiques, sociologiques, géographiques, de la communication et de l’archivage) à l’ère du numérique.

  • Directeur de la publication : Bruno Sportisse
  • Rédacteurs en chef : Richi Nayak ; Laurent Romary ; Nicolas Turenne
  • Type de support : électronique
  • Périodicité : au fil de l’eau
  • Année de création : 2014
  • Date de mise en ligne sur Episciences : 2014
  • eISSN : 2416-5999
  • Disciplines : sciences humaines et sociales, humanités numériques, text mining
  • Langues de publication : anglais, français
  • Procédure d’évaluation : simple aveugle
  • Licence CC BY 4.0
  • Éditeur : Inria
    • Adresse postale : Domaine de Voluceau Rocquencourt – B.P. 105 78153 Le Chesnay Cedex
    • Pays : France
  • Contact : jdmdh AT episciences.org
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Derniers articles

Exploring Historical Labor Markets: Computational Approaches to Job Title Extraction

Historical job advertisements provide invaluable insights into the evolution of labor markets and societaldynamics. However, extracting structured information, such as job titles, from these OCRed and unstructuredtexts presents significant challenges. This study evaluates four distinct computational approachesfor job title extraction: a dictionary-based method, a rule-based approach leveraging linguistic patterns,a Named Entity Recognition (NER) model fine-tuned on historical data, and a text generation modeldesigned to rewrite advertisements into structured lists.Our analysis spans multiple versions of the ANNO dataset, including raw OCR, automatically postcorrected,and human-corrected text, as well as an external dataset of German historical job advertisements.Results demonstrate that the NER approach consistently outperforms other methods, showcasingrobustness to OCR errors and variability in text quality. The text generation approach performs well onhigh-quality data but exhibits greater sensitivity to OCR-induced noise. While the rule-based method isless effective overall, it performs relatively well for ambiguous entities. The dictionary-based approach,though limited in precision, remains stable across datasets.This study highlights the impact of text quality on extraction performance and underscores the need foradaptable, generalizable methods. Future work should focus on integrating hybrid approaches, expandingannotated datasets, and improving OCR correction techniques to enhance the extraction of structuredinformation from historical texts. These advancements will enable deeper exploration of labor markettrends and contribute to the broader field of digital humanities.
Adam, Raven
02 avril 2025
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Evaluating ChatGPT-4 and Machine Learning Models for Sentiment Analysis on a Multi-Script Moroccan Arabic Corpus: Insights, Challenges, and Future Directions

The application of Large Language Models (LLMs) to low-resource languages and dialects, such as Moroccan Arabic (MA), remains a relatively unexplored area. This study evaluates the performance of ChatGPT-4, fine-tuned BERT models, FastText embeddings, and traditional machine learning approaches for sentiment analysis on MA. Using two publicly available MA datasets—the Moroccan Arabic Corpus (MAC) from X (formerly Twitter) and the Moroccan Arabic YouTube Corpus (MYC)—we assess the ability of these models to detect sentiment across different contexts. Although fine-tuned models performed well, ChatGPT-4 exhibited substantial potential for sentiment analysis, even in zero-shot scenarios. However, performance on MA was generally lower than on Modern Standard Arabic (MSA), attributed to factors such as regional variability, lack of standardization, and limited data availability. Future work should focus on expanding and standardizing MA datasets, as well as developing new methods like combining FastText and BERT embeddings with attention mechanisms to improve performance on this challenging dialect. 
Mohamed HANNANI
02 avril 2025
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Informatique et mathématiques appliquées

JIPS

[Journal d’Interaction Personne-Système]

JIPS

Journal d’Interaction Personne-Système

Créé en 2008 par l’Association francophone d’interaction humain-machine, le Journal d’Interaction Personne-Système (JIPS) succéda à la Revue d’Interaction Homme-Machine (RIHM) elle-même fondée en 1997 et active jusqu’en 2007 (devenant ensuite la Revue des Interactions Humaines Médiatisées).
JIPS a cessé de paraître en avril 2022 ; les articles publiés restent accessibles sur le site de la revue.

  • Directrice de la publication : Sophie Dupuy-Chessa
  • Type de support : électronique
  • État de la collection : 2010-2020
  • Année de création : 2008
  • Date de mise en ligne sur Episciences : 2014
  • eISSN : 2418-1838
  • Disciplines : informatique, ingénierie, technologies, sciences cognitives
  • Langues de publication : anglais, français
  • Licence CC BY 4.0
  • Éditeur : Association Francophone d’Interaction Homme-Machine (AFIHM)
    • Adresse postale : 385 rue de la Bibliothèque, 38041 Grenoble Cedex
    • Pays : France
  • Contact : presidence AT afihm.org
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Informatique et mathématiques appliquées

JoDaKISS

[Journal of Data- and Knowledge-integrated Simulation Science]

JoDaKISS

Journal of Data- and Knowledge-integrated Simulation Science

Prochainement en ligne

Journal of Data- and Knowledge-integrated Simulation Science (JoDaKISS) est une revue pluridisciplinaire de langue anglaise dans le domaine de la science de la simulation. Elle se consacre à la publication de données et de logiciels pour les simulations informatiques scientifiques. Elle est éditée par le Stuttgart Center of Simulation Science (SC SimTech, Université de Stuttgart, Allemagne).

  • Directeur de la publication : Holger Steeb
  • Comité éditorial : Bernd Flemisch, Dominik Göddeke, Jeroen Hanselman, Jan Heiland, Sibylle Hermann, Melanie Herschel, Timo Koch, Holger Steeb
  • Type de support : électronique
  • Périodicité : au fil de l’eau
  • Année de création : 2024
  • eISSN : 2944-7666
  • Discipline : science de la simulation
  • Langue de publication : anglais
  • Procédure d’évaluation : simple aveugle
  • Licence CC BY 4.0
  • Éditeur : Stuttgart Center of Simulation Science (SC SimTech)
    • Adresse postale : Pfaffenwaldring 5a, 70569 Stuttgart
    • Pays : Allemagne
  • Contact : jodakiss AT episciences.org
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Informatique et mathématiques appliquées

LMCS

[Logical Methods in Computer Science]

LMCS

Logical Methods in Computer Science

Logical Methods in Computer Science (LMCS) publie au fil de l’eau des articles de recherche en anglais sur des domaines théoriques et pratiques de l’informatique impliquant des méthodes logiques, prises dans un sens large. Créée en 2014, la revue est éditée par Logical Methods in Computer Science e.V., une organisation à but non lucratif dont le but est de faciliter la diffusion des résultats scientifiques relatifs à la logique en informatique.

  • Directeur de la publication : Lars Birkedal
  • Rédacteur en chef : Stefan Milius
  • Type de support : électronique
  • Périodicité : au fil de l’eau
  • Année de création : 2014
  • Date de mise en ligne sur Episciences : 2015
  • eISSN : 1860-5974
  • Disciplines : informatique, méthodes logiques
  • Langues de publication : anglais
  • Procédure d’évaluation : simple aveugle
  • Licence CC BY 4.0
  • Éditeur : Logical Methods in Computer Science e.V.
    • Pays : Allemagne
  • Contact : lmcs AT episciences.org
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A robust graph-based approach to observational equivalence

We propose a new step-wise approach to proving observational equivalence, and in particular reasoning about fragility of observational equivalence. Our approach is based on what we call local reasoning. The local reasoning exploits the graphical concept of neighbourhood, and it extracts a new, formal, concept of robustness as a key sufficient condition of observational equivalence. Moreover, our proof methodology is capable of proving a generalised notion of observational equivalence. The generalised notion can be quantified over syntactically restricted contexts instead of all contexts, and also quantitatively constrained in terms of the number of reduction steps. The operational machinery we use is given by a hypergraph-rewriting abstract machine inspired by Girard's Geometry of Interaction. The behaviour of language features, including function abstraction and application, is provided by hypergraph-rewriting rules. We demonstrate our proof methodology using the call-by-value lambda-calculus equipped with (higher-order) state.
Ghica, Dan R.
24 avril 2025
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Decidability of Querying First-Order Theories via Countermodels of Finite Width

We propose a generic framework for establishing the decidability of a wide range of logical entailment problems (briefly called querying), based on the existence of countermodels that are structurally simple, gauged by certain types of width measures (with treewidth and cliquewidth as popular examples). As an important special case of our framework, we identify logics exhibiting width-finite finitely universal model sets, warranting decidable entailment for a wide range of homomorphism-closed queries, subsuming a diverse set of practically relevant query languages. As a particularly powerful width measure, we propose to employ Blumensath's partitionwidth, which subsumes various other commonly considered width measures and exhibits highly favorable computational and structural properties. Focusing on the formalism of existential rules as a popular showcase, we explain how finite partitionwidth sets of rules subsume other known abstract decidable classes but - leveraging existing notions of stratification - also cover a wide range of new rulesets. We expose natural limitations for fitting the class of finite unification sets into our picture and suggest several options for remedy.
Feller, Thomas
22 avril 2025
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Informatique et mathématiques appliquées

MNA

[Mathematical Neuroscience and Applications]

MNA

Mathematical Neuroscience and Applications

Créée en 2021, la revue Mathematical Neuroscience and Applications (MNA) s’intéresse à la modélisation et à l’analyse mathématique dans tous les domaines des neurosciences, c’est-à-dire l’étude du système nerveux et de ses dysfonctionnements. Elle est la continuité du Journal of Mathematical Neuroscience (2011-2021), précédemment publié chez Springer. La revue accueille des articles en langue anglaise.

  • Directeur de la publication : Bruno Sportisse
  • Rédacteur en chef : Olivier Faugeras
  • Type de support : électronique
  • Périodicité : annuelle
  • Année de création : 2021
  • Date de mise en ligne sur Episciences : 2021
  • eISSN : 2801-0159
  • Disciplines : mathématiques, neurosciences
  • Langues de publication : anglais
  • Procédure d’évaluation : simple aveugle
  • Licence CC BY 4.0
  • Éditeur : Inria
    • Adresse postale : Domaine de Voluceau Rocquencourt – B.P. 105 78153 Le Chesnay Cedex
    • Pays : France
  • Contact : mna AT episciences.org
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A Quasi-Stationary Approach to Metastability in a System of Spiking Neurons with Synaptic Plasticity

After reviewing the behavioral studies of working memory and of the cellular substrate of the latter, we argue that metastable states constitute candidates for the type of transient information storage required by working memory. We then present a simple neural network model made of stochastic units whose synapses exhibit short-term facilitation. The Markov process dynamics of this model was specifically designed to be analytically tractable, simple to simulate numerically and to exhibit a quasi-stationary distribution (QSD). Since the state space is finite this QSD is also a Yaglom limit, which allows us to bridge the gap between quasi-stationarity and metastability by considering the relative orders of magnitude of the relaxation and absorption times. We present first analytical results: characterization of the absorbing region of the Markov process, irreducibility outside this absorbing region and consequently existence and uniqueness of a QSD. We then apply Perron-Frobenius spectral analysis to obtain any specific QSD, and design an approximate method for the first moments of this QSD when the exact method is intractable. Finally we use these methods to study the relaxation time toward the QSD and establish numerically the memorylessness of the time of extinction.
André, Morgan
02 janvier 2025
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A mean-field model of Integrate-and-Fire neurons: non-linear stability of the stationary solutions

We investigate a stochastic network composed of Integrate-and-Fire spiking neurons, focusing on its mean-field asymptotics. We consider an invariant probability measure of the McKean-Vlasov equation and establish an explicit sufficient condition to ensure the local stability of this invariant distribution. Furthermore, we prove a conjecture proposed initially by J. Touboul and P. Robert regarding the bistable nature of a specific instance of this neuronal model.
Cormier, Quentin
27 septembre 2024
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Informatique et mathématiques appliquées

TheoretiCS

TheoretiCS

Créée en 2021, TheoretiCS couvre tous les domaines de l’informatique théorique (Theoretical Computer Science, TCS). Effort conjoint de la communauté TCS, la revue est publiée par la Fondation TheoretiCS, une organisation à but non lucratif située en Allemagne. La revue publie au fil de l’eau des travaux de recherche en anglais incluant des versions révisées et étendues d’articles de conférences.

  • Directeur de la publication : Thomas Schwentick
  • Rédacteurs en chef : Anca Muscholl et Uri Zwick
  • Type de support : électronique
  • Périodicité : au fil de l’eau
  • Année de création : 2021
  • Date de mise en ligne sur Episciences : 2021
  • eISSN : 2751-4838
  • Disciplines : informatique théorique
  • Langue de publication : anglais
  • Procédure d’évaluation : simple aveugle
  • Licence CC BY 4.0
  • Éditeur : TheoretiCS Foundation e.V.
    • Adresse postale : c/o Thomas Schwentick – Schillingstr. 23, D-44139 Dortmund
    • Pays : Allemagne
  • Contact : theoretics AT episciences.org
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Ortho-Radial Drawing in Near-Linear Time

An orthogonal drawing is an embedding of a plane graph into a grid. In a seminal work of Tamassia (SIAM Journal on Computing 1987), a simple combinatorial characterization of angle assignments that can be realized as bend-free orthogonal drawings was established, thereby allowing an orthogonal drawing to be described combinatorially by listing the angles of all corners. The characterization reduces the need to consider certain geometric aspects, such as edge lengths and vertex coordinates, and simplifies the task of graph drawing algorithm design. Barth, Niedermann, Rutter, and Wolf (SoCG 2017) established an analogous combinatorial characterization for ortho-radial drawings, which are a generalization of orthogonal drawings to cylindrical grids. The proof of the characterization is existential and does not result in an efficient algorithm. Niedermann, Rutter, and Wolf (SoCG 2019) later addressed this issue by developing quadratic-time algorithms for both testing the realizability of a given angle assignment as an ortho-radial drawing without bends and constructing such a drawing. In this paper, we further improve the time complexity of these tasks to near-linear time. We establish a new characterization for ortho-radial drawings based on the concept of a good sequence. Using the new characterization, we design a simple greedy algorithm for constructing ortho-radial drawings.
Chang, Yi-Jun
08 avril 2025
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Learning Algorithms for Verification of Markov Decision Processes

We present a general framework for applying learning algorithms and heuristical guidance to the verification of Markov decision processes (MDPs). The primary goal of our techniques is to improve performance by avoiding an exhaustive exploration of the state space, instead focussing on particularly relevant areas of the system, guided by heuristics. Our work builds on the previous results of Br{\'{a}}zdil et al., significantly extending it as well as refining several details and fixing errors. The presented framework focuses on probabilistic reachability, which is a core problem in verification, and is instantiated in two distinct scenarios. The first assumes that full knowledge of the MDP is available, in particular precise transition probabilities. It performs a heuristic-driven partial exploration of the model, yielding precise lower and upper bounds on the required probability. The second tackles the case where we may only sample the MDP without knowing the exact transition dynamics. Here, we obtain probabilistic guarantees, again in terms of both the lower and upper bounds, which provides efficient stopping criteria for the approximation. In particular, the latter is an extension of statistical model-checking (SMC) for unbounded properties in MDPs. In contrast to other related approaches, we do not restrict our attention to time-bounded (finite-horizon) or discounted properties, nor assume any particular structural properties of the MDP.
Brázdil, Tomáš
01 avril 2025
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