¿Alguien ha creado realmente un sistema que escriba programas de computadora a partir de las especificaciones?

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¿Alguien ha escrito alguna vez un sistema (software o explicación detallada en papel con ejemplos simples) que genere programas de computadora? Ingreso y crea un programa que enumera los números primos menores que 10. se define simplemente como $Prime(x) \wedge x<10$ $Prime(x)$ profesores dicen que pueden pero nadie da ejemplos completos reales.

1 < x \land ∄ A s . t . 1 < A \land A < x \land x = A \times B, with A, B \in N

$1<x \wedge \not\exists A\; s.t. 1<A \wedge A<x \wedge x=A\times B,\mbox{ with } A,B\in \mathbb{N}$

— cody
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¿Te refieres a un compilador para un lenguaje de programación de propósito general?

— Sasho Nikolov

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Hola, bienvenido a cstheory! Lamentablemente, su pregunta no es una pregunta de nivel de investigación en informática teórica y está fuera de tema en este sitio.

En realidad, esta es una buena pregunta, que encabeza la investigación actual, y muy prometedora. Sin embargo, a menudo es muy difícil especificar con precisión lo que desea. Si logra especificarlo, entonces necesita un sistema que demuestre que tiene sentido, que es factible y que requerirá una prueba matemática. De esa prueba se puede extraer un programa que lo hace. Pero la investigación para automatizar la prueba y la extracción del programa todavía está en la infancia, aunque está haciendo un buen progreso. Puede buscar, por ejemplo, en Coq en wikipedia. - - - cc @LevReyzin

— babou

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Aquí hay un libro que corresponde a su pregunta. Hay otros. Es no fácil de entender. La multitud de Coq e Isabelle (otro sistema similar) incluye usuarios de SE que podrían brindarle más información y ejemplos si la pregunta no se cerrara. Lo encontré buscando en la web: síntesis de programas de ejemplo de coq.

— babou

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El área de la informática que captura lo que me preguntas se llama síntesis de programa y es un área activa de investigación.

— Huck Bennett

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Este es un tema de investigación muy activo, muy prometedor, aunque la automatización completa de la generación de programas probablemente tiene limitaciones intrínsecas (¿pero los seres humanos son mejores?). Pero la idea sigue siendo muy útil para ayudar considerablemente a la creación de programas mecanizando muchos pasos y comprobando automáticamente la corrección de la generación del programa.

Está fuertemente relacionado con un resultado en la lógica, llamado correspondencia de Curry-Howard (o isomorfismo), que muestra que los programas de computadora y las pruebas matemáticas son muy similares.

Entonces, la idea es que el sistema tomará la especificación de su programa como un teorema para ser probado. En el caso de su ejemplo, sería algo como (informalmente): "hay un conjunto de todos los números primos menores que 10".

Luego, intentará probar ese teorema, y los sistemas existentes lo ayudarán a hacer la prueba, automatizar algunas partes, posiblemente la prueba completa, y asegurarse de que nunca cometa errores.

A partir de esa prueba, se puede extraer un programa que realmente calcula la lista deseada de números primos que se habían especificado inicialmente.

Varios sistemas se desarrollaron en el pasado para dilucidar estas ideas. Uno de los más conocidos fue LCF por Robin Milner , quien creó el lenguaje ML para ese propósito. Uno de los sistemas más avanzados actualmente es Coq .

Hay ejemplos completamente elaborados, algunos de ellos bastante complejos. Puede encontrar algunos en el siguiente artículo , aunque de ninguna manera es una lectura simple y requiere conocimientos avanzados de lógica.

— babou
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La respuesta de wag: Sí, pero al momento de escribir, para la mayoría de los programas no triviales, las especificaciones parecen ser tan difíciles de escribir y depurar como lo serían los programas.

Más en serio, la respuesta de babou es buena, pero también voy a sugerir revisar el área de los tipos dependientes. Hay un libro bastante bueno que usa Coq (descargo de responsabilidad completo: escrito por un amigo mío), pero también hay Epigram, Agda e Idris. Isabelle / HOL también vale la pena echarle un vistazo.

Todos estos se basan en el cálculo de las construcciones. Si desea conocer la base teórica, busque la teoría de tipo Martin-Löf. Hay algunas excelentes presentaciones alrededor.

— Seudónimo
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Estoy totalmente de acuerdo con respecto a las especificaciones (y también el resto de su respuesta, pero usted lo sabe mejor que yo). Cualquier programador real sabe lo difícil que es especificar completamente lo que debe hacer un programa. Es un problema importante en la ingeniería de software. Y eso también se traduce aquí, a pesar de que los problemas abordados son más matemáticos en general. Sin embargo, no quería parecer demasiado desalentador (especialmente dada la historia de esta pregunta, ilustrada por el primer comentario).

— babou

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Aquí, en una tangente, los generadores de programas (es decir, sistemas que dan una descripción de alto nivel de algo en un lenguaje especial) han existido desde siempre. Cualquier compilador es uno de esos, al igual que cualquiera de los muchos generadores de analizadores. En el pasado, los sistemas llamados "lenguajes de tercera generación", que generaban (la mayoría del) código de una aplicación comercial típica dada una descripción de alto nivel y un catálogo de datos disponibles, eran populares.

— vonbrand
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La programación lógica y, en general, la programación declarativa toman como premisa exactamente lo que usted propone: es decir, a partir de una especificación lógica, devolver un resultado que cumpla con esa especificación.

Un área que parece abordar específicamente el ejemplo de "primos menores que 10" que da es la Programación de restricciones, que trata de encontrar soluciones a problemas que involucran ciertas restricciones, incluidas las restricciones de enteros como las que dio.

Es posible que desee probar ECLiPSe para una implementación específica (de código abierto) de dicho sistema.

— cody
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¿Sería correcto decir que el paradigma de lógica / restricción es más para especificar respuestas que para especificar programas? Por supuesto, podría decir que una especificación incompleta es un programa. Pero de alguna manera, no estoy seguro de que sea el mismo juego que la síntesis del programa. Sin embargo, es cierto que responde el ejemplo, porque el ejemplo fue muy simple. No quiero decir que la programación de restricciones sea solo para problemas simples.

— babou