Un cours « électronique » sur la Programmation par Contraintes JFPLC 2003 Christine Solnon LIRIS, Universite Lyon 1
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Contexte : la e-miage La e-miage : une version « à distance » de la filière MIAGE Pour qui ? étudiants « à distance » (handicapés, à l’étranger) professionnels en formation continue ... accessible aux étudiants « en formation initiale » Comment ? depuis un ordinateur connecté à Internet connexion sur une « plateforme d’apprentissage » suivi pédagogique par un « tuteur » Par qui ? les enseignants des IUP-MIAGEs ... pas forcément spécialistes en EIAH !!! JFPLC 2003 - Christine Solnon – p.2/11
Contexte : la e-miage Programme pédagogique national des IUP-MIAGEs 50 modules de 40 heures ... dont un module intitulé « Intelligence Artificielle » Responsable du module IA de la e-miage : A. Mille Découpage du module IA en 45 séances de 45 mn 2 séances d’introduction à l’intelligence artificielle 22 séances sur la logique et la prog. logique 5 séances sur la représentation des connaissances 2 séances sur la résolution de problèmes 5 séances sur la programmation par contraintes 4 séances sur l’apprentissage 5 séances sur les systèmes experts JFPLC 2003 - Christine Solnon – p.3/11
Objectifs et choix pédagogiques Les objectifs pédagogiques : savoir... ...ce qu’est un CSP ...modéliser un pb sous la forme d’un CSP ...comment fonctionne un solveur de contraintes ...utiliser un langage de PPC pour résoudre un CSP Choix du langage : Gnu-Prolog Continuïté avec le cours de Prolog Gratuit et facile à installer sur tous systèmes/machines Manuel utilisateur en ligne
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Organisation du cours 5 séances de 45 mn : 1. Contraintes et CSPs 2. Algorithmes pour la résolution de CSPs 3. Réalisation de solveurs de contraintes en Prolog 4. Programmation par contraintes avec Gnu-Prolog 5. Exercices de programmation par contraintes
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Organisation du cours 5 séances de 45 mn : 1. Contraintes et CSPs 2. Algorithmes pour la résolution de CSPs 3. Réalisation de solveurs de contraintes en Prolog 4. Programmation par contraintes avec Gnu-Prolog 5. Exercices de programmation par contraintes
Séance 1 « Contraintes et CSPs » Qu’est-ce qu’une contrainte ? Qu’est ce qu’un CSP ? Un premier exemple : le problème des reines ; Différentes modélisations / discussion Un deuxième exemple : les mariages stables Exercices de modélisation de problèmes sous la forme de CSPs ; Retour de monnaie d’un distributeur automatique ; Sel et moutarde (Lewis Caroll) ; Coloriage d’une carte ; Crypto « SEND + MORE = MONEY » JFPLC 2003 - Christine Solnon – p.6/11 ; Le zèbre (Lewis Caroll)
Organisation du cours 5 séances de 45 mn : 1. Contraintes et CSPs 2. Algorithmes pour la résolution de CSPs 3. Réalisation de solveurs de contraintes en Prolog 4. Programmation par contraintes avec Gnu-Prolog 5. Exercices de programmation par contraintes
Séance 2 « Algos pour la résolution de CSPs » Restriction aux algos complets pour les CSPs sur les domaines finis L’algorithme « génère et teste » ; Critique et notion d’espace de recherche d’un CSP L’algorithme « Simple retour-arrière » L’algorithme « Anticipation » ; Introduction des notions de consistance locale et filtrage Intégration d’heuristiques ; Ordres sur les variables et les valeurs
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Organisation du cours 5 séances de 45 mn : 1. Contraintes et CSPs 2. Algorithmes pour la résolution de CSPs 3. Réalisation de solveurs de contraintes en Prolog 4. Programmation par contraintes avec Gnu-Prolog 5. Exercices de programmation par contraintes
Séance 3 « Réalisation de solveurs en Prolog » Objectif : mieux comprendre les algorithmes vus à la séance 2 Restriction aux CSPs binaires Description d’un CSP binaire en Prolog par 2 prédicats variables(L) unifie L avec la liste des variables/domaines consistants((Xi , Vi ), (Xj , Vj )) réussit si (Vi , Vj ) ∈ C(Xi ,Xj )
Le code décrivant les CSPs des reines, du coloriage et des mariages est donné à l’étudiant L’étudiant programme les différents algorithmes... ... et les compare expérimentalement sur les CSPs des reines, le coloriage et les mariages JFPLC 2003 - Christine Solnon – p.8/11
Organisation du cours 5 séances de 45 mn : 1. Contraintes et CSPs 2. Algorithmes pour la résolution de CSPs 3. Réalisation de solveurs de contraintes en Prolog 4. Programmation par contraintes avec Gnu-Prolog 5. Exercices de programmation par contraintes
Séance 4 « la PPC avec Gnu-Prolog » Rapide panorama des différents langages de PPC Présentation des prédicats « PPC » principaux de Gnu-Prolog (... avec des liens sur le manuel en ligne) Variables sur les domaines finis Contraintes sur les domaines finis Résolution de CSPs Un premier exemple : les reines Un deuxième exemple : les mariages stables
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Organisation du cours 5 séances de 45 mn : 1. Contraintes et CSPs 2. Algorithmes pour la résolution de CSPs 3. Réalisation de solveurs de contraintes en Prolog 4. Programmation par contraintes avec Gnu-Prolog 5. Exercices de programmation par contraintes
Séance 5 « Exercices de PPC » Travaux Pratiques : codage en Gnu-Prolog des CSPs modélisés pendant la séance 1 ; Retour de monnaie d’un distributeur automatique ; Sel et moutarde (Lewis Caroll) ; Coloriage d’une carte ; Crypto « SEND + MORE = MONEY » ; Le zèbre (Lewis Caroll)
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Conclusion Première « expérimentation » des cours du module IA 1 groupe d’étudiants de Lyon 1 en cours du soir Premiers « cours » en janvier 2003 ... pas encore de retour d’expérience ! Evaluation du temps / difficultés rencontrées Maîtrise suffisante du langage Prolog ??? Un cours accessible à tous http://www710.univ-lyon1.fr/∼csolnon/Site-PPC/e-miage-ppc-som.htm
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7 août 2011 - funded by a grant from the New Zealand Tertiary Education Commission. Thanks to Stanford. University's Institute for Research in the Social ...