Constraint propagation in Mozart

This thesis presents constraint propagation in Mozart which is based on computational agents called propagators. The thesis designs, implements, and evaluates propagator-based propagation engines. A propagation engine is split up in generic propagation services and domain specific domain solvers which are connected by a constraint programming interface. Propagators use filters to perform constraint propagation. The interface isolates filters from propagators such that they can be shared among various systems. This thesis presents the design and implementation of a finite integer set domainsolver for Mozart which reasons over bound and cardinality approximations of sets.The solver cooperates with a finite domain solver to improve its propagation and expressiveness. This thesis promotes constraints to first-class citizens and thus, provides extra control over constraints. Novel programming techniques taking advantage of the first-class status of constraints are developed and illustrated.Diese Dissertation beschreibt Constraint-Propagierung in Mozart, die auf Berechnungsagenten, Propagierer genannt, basiert. Die Dissertation entwirft, implementiert und evaluiert Propagierer-basierte Propagierungsmaschinen. Eine Propagierungsmaschine ist aufgeteilt in generische Propagierungsdienste und domänenspezifische Domänenlöser, die durch eine Schnittstelle zur Constraint-Programmierung miteinander verbunden sind. Propagierer benutzen Filter, um Constraints zu propagieren. Die Schnittstelle isoliert Filter von Propagierern, so dass Programmkodes von Filtern von verschiedenen Systemen genutzt werden können. Diese Dissertation präsentiert den Entwurf und die Implementierung eines Domänenlösers über endliche Mengen von ganzen Zahlen für Mozart, die über Mengen- und Kardinalitätsschranken approximiert werden. Dieser kooperiert mit einem Löser über endlichen Bereichen, um die Propagierung und die Ausdrucksfähigkeit zu verbessern. Diese Dissertation erhebt Constraints zu emanzipierten Datenstrukturen und stellt auf dieseWeise zusätzliche Steuerungsmöglichkeiten über Constraints zur Verfügung. Des Weiteren werden neuartige Programmiertechniken für emanzipierte Constraints entwickelt und demonstriert

Constraint propagation in Mozart

This thesis presents constraint propagation in Mozart which is based on computational agents called propagators. The thesis designs, implements, and evaluates propagator-based propagation engines. A propagation engine is split up in generic propagation services and domain specific domain solvers which are connected by a constraint programming interface. Propagators use filters to perform constraint propagation. The interface isolates filters from propagators such that they can be shared among various systems. This thesis presents the design and implementation of a finite integer set domainsolver for Mozart which reasons over bound and cardinality approximations of sets.The solver cooperates with a finite domain solver to improve its propagation and expressiveness. This thesis promotes constraints to first-class citizens and thus, provides extra control over constraints. Novel programming techniques taking advantage of the first-class status of constraints are developed and illustrated.Diese Dissertation beschreibt Constraint-Propagierung in Mozart, die auf Berechnungsagenten, Propagierer genannt, basiert. Die Dissertation entwirft, implementiert und evaluiert Propagierer-basierte Propagierungsmaschinen. Eine Propagierungsmaschine ist aufgeteilt in generische Propagierungsdienste und domänenspezifische Domänenlöser, die durch eine Schnittstelle zur Constraint-Programmierung miteinander verbunden sind. Propagierer benutzen Filter, um Constraints zu propagieren. Die Schnittstelle isoliert Filter von Propagierern, so dass Programmkodes von Filtern von verschiedenen Systemen genutzt werden können. Diese Dissertation präsentiert den Entwurf und die Implementierung eines Domänenlösers über endliche Mengen von ganzen Zahlen für Mozart, die über Mengen- und Kardinalitätsschranken approximiert werden. Dieser kooperiert mit einem Löser über endlichen Bereichen, um die Propagierung und die Ausdrucksfähigkeit zu verbessern. Diese Dissertation erhebt Constraints zu emanzipierten Datenstrukturen und stellt auf dieseWeise zusätzliche Steuerungsmöglichkeiten über Constraints zur Verfügung. Des Weiteren werden neuartige Programmiertechniken für emanzipierte Constraints entwickelt und demonstriert

Programming constraint services

This thesis presents design, application, implementation, and evaluation of computation spaces as abstractions for programming constraint services at a high level. Spaces are seamlessly integrated into a concurrent programming language and make constraintbased computations compatible with concurrency through encapsulation. Spaces are applied to search and combinators as essential constraint services. State-of-the-art and new search engines such as visual interactive search and parallel search are covered. Search is expressive and concurrency-compatible by using copying rather than trailing. Search is space and time efficient by using recomputation. Composable combinators, also known as deep-guard combinators, stress the control facilities and concurrency integration of spaces. The implementation of spaces comes as an orthogonal extension to the implementation of the underlying programming language. The resulting implementation is shown to be competitive with existing constraint programming systems.Diese Dissertation beschreibt Entwurf, Verwendung, Implementierung und Evaluierung von Computation Spaces für die Programmierung von Constraintdiensten. Spaces werden in eine nebenläufige Programmiersprache integriert. Sie fungieren als Kapseln für Berechnungen mit Constraints. Dadurch wird die Kompatibilität zu nebenläufigen Berechnungen gewährleistet. Suche und Kombinatoren sind zentrale Constraintdienste, die mit Spaces programmiert werden. Es werden sowohl übliche, als auch vollkommen neue Suchmaschinen, wie zum Beispiel interaktive Suche und parallele Suche, vorgestellt. Durch Kopieren wird Suche ausdrucksstark und kompatibel mit Nebenläufigkeit. Durch Wiederberechnung wird Suche effizient hinsichtlich Speicherbedarf und Laufzeit. Kombinatoren, die ineinander geschachtelt werden können (so genannte deep-guard Kombinatoren), verdeutlichen die Kontrollmöglichkeiten von Spaces. Die Implementierung von Spaces erfolgt als orthogonale Erweiterung einer Implementierung für die zugrundeliegende Programmiersprache. Das Ergebnis ist konkurrenzfähig zu existierenden Constraintprogrammiersystemen