Objetos Inteligentes Baseados em CLP para Aplicações Científicas

Abstract

Programação lógica com restrições (constraint logic programming, ou CLP) é uma classe de linguagens de programação baseada na programação lógica e programação com restrições. Descende de estudos em áreas diversas como inteligência artificial, linguagens de programação e otimização combinatorial e cada vez mais vem sendo utilizada para modelar e resolver muitos problemas reais complexos. O objetivo deste trabalho é propor, validae e implementar um conceito de objeto inteligente baseado em CLP. Um objeto inteligente engloba dados, métodos e também conhecimento declarativo e mecanismos de inferência, os quais permitem a este utilizar seu conhecimento a fim de produzir comportamentos inteligentes. Este conhecimento é formulado através de regras CLP que estão associados a um objeto na forma de pseudo-métodos declarados na classe do objeto. Esta integração respeita as características principais da orientação a objetos___encapsulamento, herança e polimorfismo __, resultando em aplicações nas quais a computação se dá em um universo constituído por objetos que trocam mensagens entre si. Dessa forma, o controle das ações não é exercido por um mecanismo de inferência central, mas sim pelo fluxo comum de mensagens em aplicações orientadas a objetos. Com isso, a modelagem e a implementação de sistemas complexos que necessitem fazer uso das técnicas introduzidas pela CLP podem continuar sendo baseadas no paradigma da orientação a objetos. Os benefícios são reusabilidade , manutenabilidade, legibilidade e eficiênica que podem ser alcançados em programas que utilizam este paradigma, além de tornar, para os engenheiros de sistemas, mais intuitiva e natural a absorção desta técnica de inteligëncia artificial.

Constraint logic programming (CLP) is a programming language class based on logic programming together with constraint programming. It is derived from general research areas such as artificial intelligence, programming languages, and combinatorial optimization, and has been employed to model and solve many complex real problems. The objective of this work is to propose, validate, and implement a concept of intelligent object based on CLP. An intelligent object encapsulates, besides data and methods as usual in object orientation, declarative knowledge and inference engines, which enable the object to employ its knowledge in order to yield intelligent behavior. In the proposed approach the knowledge is formulated from CLP rules which are associated to an object. Because this integration satisfies the main characteristics of the object oriented programming (OOP)encapsulation, inheritance, and polymorphism, the processing in resulting applications is based on an universe made up of objects the change messages each other. The actions are not controlled by a central inference engine, but arise from the message flow among objects. As consequence, modeling and implementation of complex systems that need to make use of CLP techniques could remain based on object oriented paradigm, improving code reusability, maintainability, readability, and efficiency, and providing to software engineering’s a more intuitive and natural absorption of this intelligence artificial technique.