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Kahina
               Eine grafische Debugging-Umgebung für
      Grammatikentwicklung und Logikprogrammierung




                   Kilian Evang und Johannes Dellert




MFG Stiftung                                           © MFG Baden-Württemberg | 1
Das Team

          Die Stipendiaten                             Der betreuende Dozent




Kilian Evang           Johannes Dellert                  PD Dr. Frank Richter
Computerlinguistik   Computerlinguistik & Informatik




   MFG Stiftung                                                 © 10.01.11, MFG Baden-Württemberg | 2
Was haben wir gemacht?


   Unser Ziel: grafischer Debugger für Logikprogrammierung
   Erster Anwendungsfall: Entwicklung unifikationsbasierter Grammatiken
    (mathematisch präziser Modelle natürlicher Sprache)
   Das Problem: sehr komplexe Abläufe erschweren Fehlersuche schon in mittelgroßen
    Grammatiken, bisher keine geeigneten Werkzeuge
   Unsere Lösung: komplexe Abläufe durch eine übersichtliche visuelle Darstellung
    verständlich machen
   Schlüsselinnovationen:
      Vereinigung von Suchbaum und Aufrufbaum in einer visuellen Darstellung
      Mustersuche und Kontrolle über den Detailgrad der Darstellung anhand von frei
       definierbaren Baumfragmenten, die zu Baumautomaten kompiliert werden
   Flexible Architektur, bietet Plattform zur Entwicklung von Debuggern für
    unterschiedliche schrittbasierte Systeme mit wenig Aufwand




         MFG Stiftung                                                 © 10.01.11, MFG Baden-Württemberg | 3
Anwendungsmöglichkeiten


   Fehlersuche und Performanzanalyse in schrittbasierten Programmabläufen
   für didaktische Zwecke, z.B. zur Erklärung der Ausführungsmodelle von
    Logikprogrammierungssystemen

   Kahina-basierte Debugger für folgende Systeme bereits realisiert:
      TRALE (zur Entwicklung unifikationsbasierter Grammatiken im Paradigma der
       Logikprogrammierung)
      SWI-Prolog (für allgemeine Logikprogrammierung)
      TuLiPA (Grammatikentwicklungsumgebung mit itembasiertem Parser)
   einsetzbar auch z.B. für
        andere Systeme zur Entwicklung unifikationsbasierter Grammatiken, z.B. LKB
        andere Logikprogrammierungs-Systeme, insbesondere auch für Constraint Programming
        die Weiterentwicklung tableaubasierter automatischer Beweiser
        viele weitere Implementierungen von Item-Kalkülen




          MFG Stiftung                                              © 10.01.11, MFG Baden-Württemberg | 6
Ansätze zur Weiterentwicklung


Die nächsten Ziele auf unserer Agenda:

•
    Verbesserung der Benutzeroberfläche
     •
         Flexible Kombination von Viewkomponenten zu Fenstern
     •
         Möglichkeit, Einstellungen in Profilen zusammenzufassen und zu verwalten
     •
         Standardisierung des Verhaltens von Viewkomponenten
•
    Algebraisch kombinierbare Baumtransformationen nach dem Tree-Lense-Modell
     •
         zur Berechnung von Grobansichten des Kontrollflussbaums zur Navigation
     •
         zur Berechnung einer Übersicht mit den zurückgestellten Goals und ihrer Wiederaufnahme
         beim Coroutining
•
    Erweiterung zu einer umfassenden Toolbox für die Grammatikentwicklung
     •
         Direkt editierbare Merkmalsstrukturen mit automatischer Constraintanwendung
     •
         Testbereich für Auswirkungen von Unifikation sowie Regelanwendungen
     •
         Komponenten zur Darstellung und Analyse von Typensystemen




          MFG Stiftung                                                 © 10.01.11, MFG Baden-Württemberg | 7
Links und Veröffentlichungen


   Unser Webauftritt: http://www.kahina.org
   Publikation: Johannes Dellert, Kilian Evang und Frank Richter (2010):
    Kahina, a Debugging Framework for Logic Programs and TRALE. The 17th
    International Conference on Head-Driven Phrase Structure Grammar.

   TRALE: http://www.ale.cs.toronto.edu/docs/
   SWI-Prolog: http://www.swi-prolog.org
   TuLiPA: http://sourcesup.cru.fr/tulipa




         MFG Stiftung                                        © 10.01.11, MFG Baden-Württemberg | 8

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KAHINA

  • 1. Kahina Eine grafische Debugging-Umgebung für Grammatikentwicklung und Logikprogrammierung Kilian Evang und Johannes Dellert MFG Stiftung © MFG Baden-Württemberg | 1
  • 2. Das Team Die Stipendiaten Der betreuende Dozent Kilian Evang Johannes Dellert PD Dr. Frank Richter Computerlinguistik Computerlinguistik & Informatik MFG Stiftung © 10.01.11, MFG Baden-Württemberg | 2
  • 3. Was haben wir gemacht?  Unser Ziel: grafischer Debugger für Logikprogrammierung  Erster Anwendungsfall: Entwicklung unifikationsbasierter Grammatiken (mathematisch präziser Modelle natürlicher Sprache)  Das Problem: sehr komplexe Abläufe erschweren Fehlersuche schon in mittelgroßen Grammatiken, bisher keine geeigneten Werkzeuge  Unsere Lösung: komplexe Abläufe durch eine übersichtliche visuelle Darstellung verständlich machen  Schlüsselinnovationen:  Vereinigung von Suchbaum und Aufrufbaum in einer visuellen Darstellung  Mustersuche und Kontrolle über den Detailgrad der Darstellung anhand von frei definierbaren Baumfragmenten, die zu Baumautomaten kompiliert werden  Flexible Architektur, bietet Plattform zur Entwicklung von Debuggern für unterschiedliche schrittbasierte Systeme mit wenig Aufwand MFG Stiftung © 10.01.11, MFG Baden-Württemberg | 3
  • 4.
  • 5.
  • 6. Anwendungsmöglichkeiten  Fehlersuche und Performanzanalyse in schrittbasierten Programmabläufen  für didaktische Zwecke, z.B. zur Erklärung der Ausführungsmodelle von Logikprogrammierungssystemen  Kahina-basierte Debugger für folgende Systeme bereits realisiert:  TRALE (zur Entwicklung unifikationsbasierter Grammatiken im Paradigma der Logikprogrammierung)  SWI-Prolog (für allgemeine Logikprogrammierung)  TuLiPA (Grammatikentwicklungsumgebung mit itembasiertem Parser)  einsetzbar auch z.B. für  andere Systeme zur Entwicklung unifikationsbasierter Grammatiken, z.B. LKB  andere Logikprogrammierungs-Systeme, insbesondere auch für Constraint Programming  die Weiterentwicklung tableaubasierter automatischer Beweiser  viele weitere Implementierungen von Item-Kalkülen MFG Stiftung © 10.01.11, MFG Baden-Württemberg | 6
  • 7. Ansätze zur Weiterentwicklung Die nächsten Ziele auf unserer Agenda: • Verbesserung der Benutzeroberfläche • Flexible Kombination von Viewkomponenten zu Fenstern • Möglichkeit, Einstellungen in Profilen zusammenzufassen und zu verwalten • Standardisierung des Verhaltens von Viewkomponenten • Algebraisch kombinierbare Baumtransformationen nach dem Tree-Lense-Modell • zur Berechnung von Grobansichten des Kontrollflussbaums zur Navigation • zur Berechnung einer Übersicht mit den zurückgestellten Goals und ihrer Wiederaufnahme beim Coroutining • Erweiterung zu einer umfassenden Toolbox für die Grammatikentwicklung • Direkt editierbare Merkmalsstrukturen mit automatischer Constraintanwendung • Testbereich für Auswirkungen von Unifikation sowie Regelanwendungen • Komponenten zur Darstellung und Analyse von Typensystemen MFG Stiftung © 10.01.11, MFG Baden-Württemberg | 7
  • 8. Links und Veröffentlichungen  Unser Webauftritt: http://www.kahina.org  Publikation: Johannes Dellert, Kilian Evang und Frank Richter (2010): Kahina, a Debugging Framework for Logic Programs and TRALE. The 17th International Conference on Head-Driven Phrase Structure Grammar.  TRALE: http://www.ale.cs.toronto.edu/docs/  SWI-Prolog: http://www.swi-prolog.org  TuLiPA: http://sourcesup.cru.fr/tulipa MFG Stiftung © 10.01.11, MFG Baden-Württemberg | 8