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Constraints on predicate invention
This chapter describes an inductive learning method that derives logic programs and invents predicates when needed. The basic idea is to form the least common anti-instance (LCA) of selected seed examples. If the LCA is too general it forms the starting poínt of a gneral-to-specific search which is guided by various constraints on argument dependencies and critical terms. A distinguishing feature of the method is its ability to introduce new predicates. Predicate invention involves three steps. First, the need for a new predicate is discovered and the arguments of the new predicate are determíned using the same constraints that guide the search. In the second step, instances of the new predicate are abductively inferred. These instances form the input for the last step where the definition of the new predicate is induced by recursively applying the method again. We also outline how such a system could be more tightly integrated with an abductive learning system
Type-driven Synthesis of Evolving Data Mode
Modern commercial software is often framed under the umbrella of data-centric applications.
Data-centric applications define data as the main and permanent asset. These
applications use a single data model for application functionality, data management, and
analytical activities, which is built before the applications.
Moreover, since applications are temporary, in contrast to data, there is the need to
continuously evolve and change the data schema to accommodate new functionality. In
this sense, the continuously evolving (rich) feature set that is expected of state-of-the-art
applications is intrinsically bound by not only the amount of available data but also by
its structure, its internal dependencies, and by the ability to transparently and uniformly
grow and evolve data representations and their properties on the fly.
The GOLEM project aims to produce new methods of program automation integrated
in the development of data-centric applications in low-code frameworks. In this context,
one of the key targets for automation is the data layer itself, encompassing the data layout
and its integrity constraints, as well as validation and access control rules.
The aim of this dissertation, which is integrated in GOLEM, is to develop a synthesis
framework that, based on high-level specifications, correctly defines and evolves a
rich data layer component by means of high-level operations. The construction of the
framework was approached by defining a specification language to express richly-typed
specifications, a target language which is the goal of synthesis and a type-directed synthesis
procedure based on proof-search concepts.
The range of real database operations the framework is able to synthesize is demonstrated
through a case study. In a component-based synthesis style, with an extensible
library of base operations on database tables (specified using the target language) in context,
the case study shows that the synthesis framework is capable of expressing and
solving a wide variety of data schema creation and evolution problems.Os sistemas modernos de software comercial são frequentemente caracterizados como
aplicações centradas em dados. Estas aplicações definem os dados como o seu principal
e persistente ativo, e utilizam um único modelo de dados para as suas funcionalidades,
gestão de dados, e atividades analíticas.
Além disso, uma vez que as aplicações são efémeras, contrariamente aos dados, existe
a necessidade de continuamente evoluir o esquema de dados para introduzir novas funcionalidades.
Neste sentido, o conjunto rico de características e em constante evolução
que é esperado das aplicações modernas encontra-se restricto, não só pela quantidade de
dados disponíveis, mas também pela sua estrutura, dependências internas, e a capacidade
de crescer e evoluir a representação dos dados de uma forma uniforme e rápida.
O projeto GOLEM tem como objetivo a produção de novos métodos de automação de
programas integrado no desenvolvimento de aplicações centradas nos dados em sistemas
low-code. Neste contexto, um dos objetivos principais de automação é a camada de dados,
compreendendo a estrutura dos dados e as respectivas condições de integridade, como
também as regras de validação e controlo de acessos.
O objetivo desta dissertação, integrada no projeto GOLEM, é o desenvolvimento de
um sistema de síntese que, baseado em especificações de alto nível, define e evolui corretamente
uma camada de dados rica com recurso a operações de alto nível. A construção
deste sistema baseia-se na definição de uma linguagem de especificação que permite definir
especificações com tipos ricos, uma linguagem de expressões que é considerada o
objetivo da síntese e um procedimento de síntese orientada pelos tipos.
O espectro de operações reais de bases de dados que o sistema consegue sintetizar é
demonstrado através de um caso de estudo. Com uma biblioteca extensível de operações
sobre tabelas no contexto, o caso de estudo demonstra que o sistema de síntese é capaz
de expressar e resolver uma grande variedade de problemas de criação e evolução de
esquemas de dados
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