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Constraint Solving

Allgemeine Informationen

Dieser Kurs findet das erste Mal im Wintersemester 2025/26 statt.

  • Masterveranstaltung
  • Umfang: 2 SWS Vorlesung + 2 SWS Übung
  • Sprache: Englisch
  • Abkürzung: ConSol
  • Studienleistung: Erfolgreiche Teilnahme an Beat your lecturers - Challenge
  • Prüfung: Art der Prüfung TBD
  • Kursnummer: 4220000003

Inhalte

Viele komplexe Probleme in der Praxis können zu Constraint Solving reduziert werden, was die Nutzung von hochoptimierten, standardisierten Werkzeugen ermöglicht. Das Potential für die Anwendung von Constraint Solving für ein bestimmtes Problem zu erkennen ist allerdings nicht trivial. Außerdem gibt es bei der Auswahl geeigneter Werkzeuge viele Aspekte zu beachten, da die Performance durch eine suboptimable Auswahl stark beeinträchtigt werden kann. In dieser Veranstaltung beschäftigen wir uns mit verschiedenen Anwendungen die von Constraint Solving profitieren können, Strategien um solche Anwendungen auf Constraint Solving Probleme zu reduzieren und State-of-The-Art Werkzeuge um solche Probleme zu lösen.

Die Vorlesung beschäftigt sich mit den folgenden Inhalten:

  • Erweitertes Verständnis für Erfüllbarkeitsprobleme
  • Erweitertes Verständnis für Aussagenlogik
  • Weiterführende Logiken (z.B. Constraint Programming oder SMT)
  • Weiterführende Logische Probleme (z.B. Model Counting)
  • Anwendungsgebiete von Constraint Solving
  • Reduktion von Praxisproblemen auf logische Probleme

Ziel der Veranstaltung

Die Veranstaltung soll die Studierenden in die Lage versetzen selbstständig Lösungen basierend auf Constraint Solving in der Praxis anzuwenden. Hierfür geht die Veranstaltung auf die folgenden Aspekte ein:

  1. Grundlegendes Verständnis von modernen Solving Algorithmen
    1. Welche Algorithmen existieren?
    2. Wie funktionieren die Algorithmen grob?
  2. Reduktion von Problemen in der Praxis auf Constraint Solving Instanzen
    1. Wie können Probleme als Constraints dargestellt werden?
  3. Transformation von Constraints in praxis-relevante Logikdialekte
    1. Welche Logikdialekte existieren?
    2. Welche Vor- und Nachteile haben die verschiedenen Dialekte?
    3. Welcher Logikdialekt ist für die gegebenen Constraints geeignet?
  4. Auswahl von vielversprechenden Werkzeugen für verschiedene Anwendungsfälle
    1. Welche Werkzeuge sind für das Problemszenario (Logikdialekt und logisches Problem) anwendbar?
    2. Welche Werkzeuge sind bezüglich der Performance vielversprechend für das Problemszenario?

Beat your Lecturer Challenge

In der Beat your lecturer Challenge entwickeln die Studierenden ihren eigenen Solver. Auf der DOMjudge-basierten Plattform könnt ihr eure Solver hochladen und auf tausenden Constraint Solving Instanzen gegen den Solver vom Lehreteam und die Solver eurer Mitstudierenden antreten lassen. Schlagt den Solver vom Lehreteam für die Studienleistung und die Solver der Mitstudierenden für den Ruhm (und kleine Preise).

Wintersemester 2025/2026

  • Dozent*innen: Chico Sundermann, Rahel Sundermann
  • Veranstaltung in Stud.IP
  • Veranstaltung in TUConnect
  • Erste Vorlesung: 21.10.2025
  • Erste Übung: 30.10.2025
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