Constraint-Programmierung

Dieses Lehrbuch ist die erste umfassende und einheitliche Einführung in die Constraint-Programmierung. Das noch junge Gebiet hat von Anfang an Forschung und Praxis neue Impulse gegeben. Constraint-Programmierung kann vorteilhaft eingesetzt werden zum Schließen auch bei unvollständiger Information (z.B. Finanzanalyse) und zum Lösen kombinatorischer Probleme (z.B. Zeitplanung, Entwurfsoptimierung) in Entscheidungsunterstützungssystemen.
Das Buch bietet eine kompakte aktuelle Darstellung der wesentlichen Aspekte und Entwicklungen in der logikorientierten Constraint-Programmierung - von der theoretisch fundierten Beschreibung der unterschiedlichen Klassen von Programmiersprachen über die gängigen Arten von Constraintsystemen und -lösern bis zu konkreten Anwendungsbeispielen aus der Praxis. Auf den WWW-Seiten zu diesem Buch finden sich Software, Lehrmaterial und mehr.

Mit Aufgaben und Lösungen

Das Buch gibt einen kompakten, aber umfassenden Überblick über das Problemlösen und Programmieren mit "Constraints" (Randbedingungen). Diese aktuelle Programmiermethodik ermöglicht es, Aufgaben direkt zu formulieren und effizient zu lösen. Sie gewinnt zusehends Bedeutung in Anwendungsbereichen wie Kombinatorische Suchprobleme (z.B. Zeitplanen, Layout-Optimierung), Berechnungen (Finanzanalyse), Simulation (Hardware-Verifikation) oder allgemein Schließen und Rechnen mit ungenauer oder unvollständiger Information (z.B. Kostenschätzung). Die theoretisch fundierte Darstellung mit Aufgaben und Anwendungsbeispielen aus der Praxis ist in der Lehre erprobt, aber auch für Forscher und Praktiker von Nutzen.

1 Einleitung.- 1.1 Was sind Constraints?.- 1.2 Constraint-Programmierung.- 1.3 Inhaltsübersicht.- 2 Prädikatenlogik und Kalküle.- 2.1 Syntax.- 2.2 Semantik.- 2.3 Logische Kalküle.- 3 Logikprogrammierung.- 3.1 LP-Kalkül.- 3.2 Deklarative Semantik.- 3.3 Negation durch Scheitern.- 3.4 Prolog.- 4 Constraint-Logikprogrammierung.- 4.1 Constraintsysteme.- 4.2 Constraintlöser.- 4.3 CLP-Kalkül.- 4.4 Deklarative Semantik.- 5 Constrainterweiterungen.- 5.1 Implikation.- 5.2 Disjunktion.- 5.3 Kardinalität.- 5.4 Meta-Constraint.- 6 Nebenläufige CL-Programmierung.- 6.1 NCLP-Kalkül.- 6.2 Deklarative Semantik.- 7 Constraint Handling Rules.- 7.1 CHR-Kalkül.- 7.2 Deklarative Semantik.- 8 Constraintsysteme.- 8.1 Terme T.- 8.2 Boolesche Algebra B.- 8.3 Endliche Bereiche FD.- 8.4 Lineare Gleichungssysteme R.- 8.5 Nichtlineare Gleichungssysteme I.- 9 Anwendungen.- 9.1 Marktüberblick.- 9.2 Der Münchner Mietspiegel Online.- 9.3 Planung drahtloser Systeme.- A Übungsaufgaben und Lösungsvorschläge.- A.1 Übungsaufgaben Logikprogrammierung.- A.2 Übungsaufgaben Constrainterweiterungen.- A.3 Übungsaufgaben Constraintsysteme.- A.4 Lösungsvorschläge.- Abbildungsverzeichnis.