Einführung in die Constraint-Programmierung

Die Constraint-Programmierung liefert Methoden zur effizienten Modellierung von Systemen oder zur Lösung von Problemstellungen, bei denen nur unvollständige Informationen vorliegen (z.B. Entscheidungssysteme, Optimierungsprobleme, Analyse stochastischer Prozesse), sowie zur Lösung kombinatorischer Probleme (Ressourcenmanagement) oder auch bei der Entwicklung komplexer Deduktionssysteme.

Dieses Lehrbuch gibt eine kompakte Einführung in die Constraint-Programmierung. Dabei werden neben allgemeinen theoretischen Grundlagen auch Sprachen, Methoden und Verfahren zur Modellierung und Lösung von Constraint-Problemen vorgestellt sowie deren Anwendungsfelder betrachtet und anhand typischer Beispiele wie Terminplanung, Finanzwesen, Optimierung, Simulation und Diagnose vergegenständlicht.

Das Buch richtet sich an Studierende der Informatik im Hauptstudium. Es basiert auf einer einsemestrigen Vorlesung mit Übungen der Autoren.

Autorentext

Petra Hofstedt:

Studium der Informatik an der Technischen Universität Dresden, 1995 Abschluss zur Diplom-Informatikerin.- Von 1995 bis 1999 wissenschaftliche Mitarbeiterin an der TU Dresden mit den Forschungs- und Arbeitsschwerpunkten (Deklarative) Programmiersprachen, parallele Programmierung und theoretische Informatik.- 1997 Forschungsaufenthalt an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen.- Von 1999 bis 2001 wissenschaftliche Mitarbeiterin und seit 2002 wissenschaftliche Assistentin im Fachbereich Informatik der Technischen Universität Berlin (Fachgebiet Übersetzerbau und Programmiersprachen), Forschungs- und Arbeitsgebiete: Constraint-Programmierung, Programmiersprachen und Compilerbau.- 2001 Promotion zum Thema "Cooperation and Coordination of Constraint Solvers".

Armin Wolf:

Studium der Informatik an der Universität Karslruhe, 1991 Abschluss zum Diplom-Informatiker.- Von 1992 bis 1994 wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Technischen Hochschule Berlin. Arbeitsschwerpunkte: formale Spezifikationen und deklarative Programmierung.- Seit 1994 wissenschaftlicher Mitarbeiter und Projektleiter am Fraunhofer Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik (FIRST) in Berlin. Arbeitsschwerpunkte: Methoden, Verfahren und Anwendungen der Constraint-Programmierung, insbesondere in der Planung.- Oktober 1998 bis Oktober 2003 Forschungskoordinator am Institut FIRST. Unterstützung der Institutsleitung bei der Neustrukturierung des Instituts, dessen wissenschaftliche Ausrichtung sowie dessen Überleitung in die Fraunhofer Gesellschaft. Präsentation des Instituts nach innen und außen.- Seit Januar 1999 stellvertretender Leiter des Bereichs "Planungstechnik" am Institut FIRST.- 1999 Promotion mit Auszeichnung zur adaptiven regelbasierten Constraint-Programmierung.

Inhalt
Einführung.- Prädikatenlogik.- Logische Programmierung.- Constraints, Constraint-Systeme und Constraint-Löser.- Constraints und Constraint-Löser.- Constraints über endlichen Wertebereichen Finite-Domain-Constraints.- Lineare Arithmetische Constraints.- Constraint-Sprachen.- Constraint-logische Programmierung (CLP).- Nebenläufige Constraint-logische Programmierung.- Constraint Handling Rules.- Constraint-imperative und Constraint-objektorientierte Programmierung.- Modellierung von Constraint-Problemen.- Realisierung und Verwendung globaler Constraints.- Symmetrien und Redundanzen.- Modellierungsbeispiele.- Lösung von Constraint-Problemen.- Die Suche nach Lösungen von CSP.- Optimale Lösungen von CSP.