Max-CSP Approach for Software Diagnosis

In software development is essential to have tools for the software diagnosis to help the programmers and development engineers to locate the bugs. In this paper, we propose a new approach that identifies the possible bugs and detect why the program does not satisfy the specified result. A typical diagnosis problem is built starting from the structure and semantics of the original source code and the precondition and postcondition formal specifications. When we apply a determined test case to a program and this program fails, then we can use our methodology in order to obtain automatically the sentence or the set of sentences that contains the bug. The originality of our methodology is due to the use of a constraint-based model for software and Max-CSP techniques to obtain the minimal diagnosis and to avoid explicitly to build the functional dependency graph

On the Practical use of Variable Elimination in Constraint Optimization Problems: 'Still-life' as a Case Study

Variable elimination is a general technique for constraint processing. It is often discarded because of its high space complexity. However, it can be extremely useful when combined with other techniques. In this paper we study the applicability of variable elimination to the challenging problem of finding still-lifes. We illustrate several alternatives: variable elimination as a stand-alone algorithm, interleaved with search, and as a source of good quality lower bounds. We show that these techniques are the best known option both theoretically and empirically. In our experiments we have been able to solve the n=20 instance, which is far beyond reach with alternative approaches

Optimization and inference under fuzzy numerical constraints

Εκτεταμένη έρευνα έχει γίνει στους τομείς της Ικανοποίησης Περιορισμών με διακριτά (ακέραια) ή πραγματικά πεδία τιμών. Αυτή η έρευνα έχει οδηγήσει σε πολλαπλές σημασιολογικές περιγραφές, πλατφόρμες και συστήματα για την περιγραφή σχετικών προβλημάτων με επαρκείς βελτιστοποιήσεις. Παρά ταύτα, λόγω της ασαφούς φύσης πραγματικών προβλημάτων ή ελλιπούς μας γνώσης για αυτά, η σαφής μοντελοποίηση ενός προβλήματος ικανοποίησης περιορισμών δεν είναι πάντα ένα εύκολο ζήτημα ή ακόμα και η καλύτερη προσέγγιση. Επιπλέον, το πρόβλημα της μοντελοποίησης και επίλυσης ελλιπούς γνώσης είναι ακόμη δυσκολότερο. Επιπροσθέτως, πρακτικές απαιτήσεις μοντελοποίησης και μέθοδοι βελτιστοποίησης του χρόνου αναζήτησης απαιτούν συνήθως ειδικές πληροφορίες για το πεδίο εφαρμογής, καθιστώντας τη δημιουργία ενός γενικότερου πλαισίου βελτιστοποίησης ένα ιδιαίτερα δύσκολο πρόβλημα. Στα πλαίσια αυτής της εργασίας θα μελετήσουμε το πρόβλημα της μοντελοποίησης και αξιοποίησης σαφών, ελλιπών ή ασαφών περιορισμών, καθώς και πιθανές στρατηγικές βελτιστοποίησης. Καθώς τα παραδοσιακά προβλήματα ικανοποίησης περιορισμών λειτουργούν βάσει συγκεκριμένων και προκαθορισμένων κανόνων και σχέσεων, παρουσιάζει ενδιαφέρον η διερεύνηση στρατηγικών και βελτιστοποιήσεων που θα επιτρέπουν το συμπερασμό νέων ή/και αποδοτικότερων περιορισμών. Τέτοιοι επιπρόσθετοι κανόνες θα μπορούσαν να βελτιώσουν τη διαδικασία αναζήτησης μέσω της εφαρμογής αυστηρότερων περιορισμών και περιορισμού του χώρου αναζήτησης ή να προσφέρουν χρήσιμες πληροφορίες στον αναλυτή για τη φύση του προβλήματος που μοντελοποιεί.Extensive research has been done in the areas of Constraint Satisfaction with discrete/integer and real domain ranges. Multiple platforms and systems to deal with these kinds of domains have been developed and appropriately optimized. Nevertheless, due to the incomplete and possibly vague nature of real-life problems, modeling a crisp and adequately strict satisfaction problem may not always be easy or even appropriate. The problem of modeling incomplete knowledge or solving an incomplete/relaxed representation of a problem is a much harder issue to tackle. Additionally, practical modeling requirements and search optimizations require specific domain knowledge in order to be implemented, making the creation of a more generic optimization framework an even harder problem.In this thesis, we will study the problem of modeling and utilizing incomplete and fuzzy constraints, as well as possible optimization strategies. As constraint satisfaction problems usually contain hard-coded constraints based on specific problem and domain knowledge, we will investigate whether strategies and generic heuristics exist for inferring new constraint rules. Additional rules could optimize the search process by implementing stricter constraints and thus pruning the search space or even provide useful insight to the researcher concerning the nature of the investigated problem

New Search Heuristics for Max-CSP.

. This paper evaluates the power of a new scheme that generates search heuristics mechanically. This approach was presented and evaluated first in the context of optimization in belief networks. In this paper we extend this work to Max-CSP. The approach involves extracting heuristics from a parameterized approximation scheme called MiniBucket elimination that allows controlled trade-off between computation and accuracy. The heuristics are used to guide Branch-and-Bound and Best-First search, whose performance are compared on a number of constraint problems. Our results demonstrate that both search schemes exploit the heuristics effectively, permitting controlled trade-off between preprocessing (for heuristic generation) and search. These algorithms are compared with a state of the art complete algorithm as well as with the stochastic local search anytime approach, demonstrating superiority in some problem cases. 1 Introduction In this paper we will present a general sche..