% /usr/share/doc/latex-beamer/solutions/conference-talks/conference-ornate-20min.en.tex

\documentclass{beamer}
\mode<presentation>
{
  \usetheme{Hannover}
  \setbeamercovered{transparent}
}
\usepackage[english]{babel}
\usepackage[latin1]{inputenc}
\usepackage{times}
\usepackage{ngerman}
\usepackage[T1]{fontenc}
%\usepackage{graphicx}

\def\isac{${\cal I}\mkern-2mu{\cal S}\mkern-5mu{\cal AC}$}
\def\sisac{{\footnotesize${\cal I}\mkern-2mu{\cal S}\mkern-5mu{\cal AC}$}}

\title[Isabelle Frontend]
{Userinterfaces \\f\"ur Computer Theorem Prover,\\
	Machbarkeits-Studie im \isac-Projekt
}
\subtitle{Bachelorarbeit Telematik}

\author{Marco Steger}
\institute{Institut f\"ur Software Technologie\\
  Technische Universit\"at Graz}

\date{TODO}
%\subject{Formal specification of math assistants}
% This is only inserted into the PDF information catalog

% Delete this, if you do not want the table of contents to pop up at
% the beginning of each subsection:
\AtBeginSubsection[]
{
  \begin{frame}<beamer>
    \frametitle{Outline}
    \tableofcontents[currentsection,currentsubsection]
  \end{frame}
}


% If you wish to uncover everything in a step-wise fashion, uncomment
% the following command: 
%\beamerdefaultoverlayspecification{<+->}


\begin{document}
\begin{frame}
  \titlepage
\end{frame}

\begin{frame}
  \frametitle{Outline}
  \tableofcontents
  % You might wish to add the option [pausesections]
\end{frame}

\section[Stutus quo]{Ausgangssituation: das k\"unftige Isabelle Front-end}
\subsection[Isabelle]{Der Theoremprover Isabelle}
\begin{frame}
  \frametitle{Der Theoremprover Isabelle}
\begin{itemize}
\item Anwendungen von Isabelle
  \begin{itemize}
  \item Mechanisieren von Mathematik Theorien
    \begin{itemize}
    \item nat\"urliche, reelle, komplexe Zahlen, Listen, Lattices, \dots
    \item Gr\"obner Basen, Integral/Differential, Taylorreihen, \dots          
    \item High Order Logics, Logic of Computable Functions, \dots
    \end{itemize}
\pause
  \item Math.Grundlagen f\"ur Softwaretechnologie
    \begin{itemize}
    \item Hoare Logic, Temporal Logic of Actions, Hoare for Java
    \item Theory for Unix file-system security, for state spaces, \dots
    \item Archive of Formal Proofs {\tiny\tt http://afp.sourceforge.net}
    \end{itemize}
  \end{itemize}
\pause
\item Integration von Isabelle in Entwicklungstools
  \begin{itemize}
  \item Boogie --- Verification Condition Generator
  \item $\mathbf{\pi}d.e$ Projekt: Unterst\"utzung Domain-spezifischen CTPs
  \item Test Case Generators (TUG) ?
  \end{itemize}
\pause
\item Isar, die Beweissprache von Isabelle
  \begin{itemize}
  \item Demo $\sqrt{2}\not\in{\cal R}\;\;\;$ 
\pause
\alert{Beweisteile asynchron interpretiert}
  \end{itemize}
\end{itemize}
\end{frame}

\subsection[Scala-Layer]{Die Konzeption des Scala-Layers}
\begin{frame}\frametitle{Die Konzeption des Scala-Layers}
\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics[width=100mm]{fig-reuse-ml-scala-SD}
\end{center}
%\nocaptionrule\caption{Reuse of Isabelle/Isar's Scala API.}
\label{fig-reuse-ml-scala}
\end{figure}
\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{Kommunikationsprotokoll \\Scala --- SML}
\begin{itemize}
\item Das Protokoll ist \textbf{asynchron}: \\
verschiedene Teile eines Beweises werden in verschiedenen Threads interpretiert
\pause
\item Die Threads werden von Scala-\textbf{``Actors''} verwaltet (``Actors'' von der Programmsprache Erlang \"ubernommen)
\pause
\item \alert{Das Protokoll hat \textbf{kein API} nach aussen:}\\
\pause
Der Scala-Layer zielt auf konsistente Verwaltung gro\3er, verteilter Theorie-Bibliotheken\\
\pause
Anwendungsprogrammierer sollen nicht hier eingreifen, sondern Isabelle Theorien erweitern\\
\pause
\alert{\textit{!~Grunds\"atzliches Problem f\"ur das Projekt ``SD''~!}}
\end{itemize}
\end{frame}

\subsection[Integration]{Isabelles Filestruktur im \"Ubergangsstadium}

\begin{frame}\frametitle{Isabelle Files: *.scala}
{\tiny
\textbf{\$ find -name ``*.scala''}\\
./src/Pure/General/xml.scala\\
./src/Pure/General/linear\_set.scala\\
%./src/Pure/General/symbol.scala\\
%./src/Pure/General/exn.scala\\
%./src/Pure/General/position.scala\\
%./src/Pure/General/scan.scala\\
%./src/Pure/General/xml\_data.scala\\
%./src/Pure/General/yxml.scala\\
%./src/Pure/General/markup.scala\\
:\\
%./src/Pure/General/sha1.scala\\
./src/Pure/General/timing.scala\\
./src/Pure/General/pretty.scala\\
.\\
./src/Pure/Concurrent/volatile.scala\\
./src/Pure/Concurrent/future.scala\\
./src/Pure/Concurrent/simple\_thread.scala\\
.\\
./src/Pure/Thy/html.scala\\
./src/Pure/Thy/completion.scala\\
./src/Pure/Thy/thy\_header.scala\\
./src/Pure/Thy/thy\_syntax.scala\\
./src/Pure/Isac/isac.scala\\
./src/Pure/library.scala\\
.\\
./src/Pure/Isar/keyword.scala\\
./src/Pure/Isar/outer\_syntax.scala\\
./src/Pure/Isar/token.scala\\
./src/Pure/Isar/parse.scala\\
.\\
./src/Pure/System/gui\_setup.scala\\
./src/Pure/System/isabelle\_system.scala\\
%./src/Pure/System/swing\_thread.scala\\
%./src/Pure/System/download.scala\\
%./src/Pure/System/session\_manager.scala\\
%./src/Pure/System/standard\_system.scala\\
%./src/Pure/System/isabelle\_syntax.scala\\
%./src/Pure/System/session.scala\\
%./src/Pure/System/platform.scala\\
%./src/Pure/System/cygwin.scala\\
:\\
./src/Pure/System/event\_bus.scala\\
./src/Pure/System/isabelle\_process.scala\\
.\\
./src/Pure/PIDE/document.scala\\
./src/Pure/PIDE/markup\_tree.scala\\
./src/Pure/PIDE/text.scala\\
./src/Pure/PIDE/command.scala\\
./src/Pure/PIDE/isar\_document.scala
}
\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{*.scala --- *.ML}
{\footnotesize
isabisac\$ ls -l src/Pure/System/\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  3987 2011-03-14 17:09 cygwin.scala\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  1486 2011-03-14 17:09 download.scala\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  1296 2011-03-14 17:09 event\_bus.scala\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  1830 2011-03-14 17:09 gui\_setup.scala\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  5722 2011-03-14 17:09 \alert{isabelle\_process}.\textbf{ML}\\
-rw-r--r-- 1 msteger root 1059 2011-03-14 17:09 \alert{isabelle\_process}.\textbf{scala}\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  1659 2011-03-14 17:09 isabelle\_syntax.scala\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  2087 2011-03-14 17:09 \alert{isabelle\_system}.\textbf{ML}\\
-rw-r--r-- 1 msteger root 1168 2011-03-14 17:09 \alert{isabelle\_system}.\textbf{scala}\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  5935 2011-03-14 17:09 isar.ML\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  1989 2011-03-14 17:09 platform.scala\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  1427 2011-03-14 17:09 session\_manager.scala\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  3833 2011-03-14 17:09 \alert{session}.\textbf{ML}\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  9172 2011-03-14 17:09 \alert{session}.\textbf{scala}\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  9086 2011-03-14 17:09 standard\_system.scala\\
-rw-r--r-- 1 msteger root  1643 2011-03-14 17:09 swing\_thread.scala\\

}
\end{frame}

\subsection[jEdit]{Das Frontend: jEdit und ``plugins''}
\begin{frame}\frametitle{Das Frontend: \\jEdit und ``plugins''}
\begin{itemize}
\item \textbf{jEdit} \textit{``is a mature programmer's text editor with hundreds (counting the time developing \textbf{plugins}) of person-years of development behind it.''}
\pause
\item Also: Die Funktionalit\"at von jEdit wird \"uber ``plugins'' bestimmt
\pause
\item Isabelle verwendet eine Reihe davon
  \begin{itemize}
  \item der Parser ``Sidekick''
  \item Console f\"ur jEdit-Komponenten
  \item + Scala
  \item + Ml
  \item etc
  \end{itemize}
\pause
\item jEdit ist ``open source'' mit gro\3er Community
\pause
\item Anfragen an Mailinglisten von jEdit (ohne Scala-plugin!) und Isabelle
\end{itemize}
\end{frame}

\section[Projektarbeit]{Projekt: Vorarbeiten f\"ur ``structured derivations'' (SD)}
\subsection[Aufgabenstellung]{Definition der Aufgabenstellung}
\begin{frame}\frametitle{Definition der Aufgabenstellung}
Aufgabenstellung: \\Feasibility-Study zur Implementierung von ``structured~derivations'' (SD) in Isabelle.\\

\textit{``Die Implementierung soweit vorantreiben wie im gegebenen Studenausma\3 m\"oglich~!''}\\

Milestones:
\begin{enumerate}
\item Relevante Isabelle Komponenten identifizieren und studieren
\item Installation der Standard-Komponenten
\item Entwicklungsumgebung vom Isabelle-Team kopieren
\item Relevante Komponenten implementieren
  \begin{itemize}
  \item jEdit Plugin f\"ur SD
  \item zugeh\"origen Parser
  \item nicht vorgesehen: SD-Interpreter in Isar (SML)
  \end{itemize}
\end{enumerate}
\end{frame}

%\subsection[Beispiel SD]{Beispiel ``structured derivation'' (SD)}
\begin{frame}\frametitle{Beispiel ``structured~derivation''~(SD)}
{\footnotesize
\begin{tabbing}
123,\=1234\=1234\=1234\=1234\=1234\=1234\=123\=\kill
\>$\bullet$\>Simplify $(1 - x) * (x ^ 2 + 1) + x ^ 3 - x ^ 2$\\
\>  \>$(1 - x) * (x ^ 2 + 1) + x ^ 3 - x ^ 2$\\
\>$\equiv$\>$\{ {\it RewriteSet}\;{\it purify}\}$\\
\>  \>$(1 + -1 * x) * (x ^ 2 + 1) + x ^ 3 + -1 * x ^ 2$\\
\>$\equiv$\>$\{{\it RewriteSet}\;{\it simplify\_pure}\}$\\
\>  \>$\bullet$\>$(1 + -1 * x) * (x ^ 2 + 1) + x ^ 3 + -1 * x ^ 2$\\
\>  \>$\equiv$\>$\{{\it RewriteSet}\;{\it expand\_poly\_}\}$ \\
\>  \>   \>$1 * x ^ 2 + 1 * 1 + (-1 * x * x ^ 2 + -1 * x * 1) + x ^ 3 +-1 * x ^ 2$\\
\>  \>$\equiv$\>\vdots\\
\>  \>  \>$1 + -1 * x + 0 * x ^ 2 + 0 * x ^ 3$\\
\>  \>$\equiv$\>$\{{\it RewriteSet}\;{\it reduce\_012\_}\}$  \\
\>  \>     \>$1 + -1 * x$\\
\>\dots\>$1 + -1 * x$\\
\>$\equiv$\>$\{{\it RewriteSet}\;{\it beautify}\}$\\
\>  \>$1-x$
\end{tabbing}
}
\end{frame}

\subsection[NetBeans]{Konfiguration des Projektes in der NetBeans IDE}
\begin{frame}\frametitle{Konfiguration in NetBeans}
Mehrere Run-Konfigurationen sind praktisch:
\begin{itemize}
\item Start von jEdit + Plug-ins aus NetBeans
  \begin{itemize}
  \item Exekution der fertig kompilierten jEdit.jar
  \item Exkution der eingebundenen jEdit Sources: \\zum Debuggen !
  \end{itemize}
\item Start von jEdit aus der Konsole
\end{itemize}
\vspace{0.2cm}   \pause
Dementsprechend komplex sind die Konfigurations-Files:
\begin{center}
\begin{tabular}{l r l}
build.xml          & 102 & LOCs\\
project.xml        & 25  & LOCs\\
project.properties & 85  & LOCs\\
build-impl.xml     & 708 & LOCs\\
                   &     & (teilw. automatisch generiert)\end{tabular}
\end{center}
\end{frame}

\subsection[Implementation]{Komponenten zur Implementation von SD}

\begin{frame}\frametitle{Die Konzeption des Scala-Layers}
\begin{figure}
\includegraphics[width=100mm]{fig-jedit-plugins-SD}
\label{Frontend des jEdit}
\end{figure}
\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{jEdit-Plugin}
\begin{itemize}
\item Aufbau: Ein Plugin besteht aus:
\pause
	\begin{itemize}
	\item Source-Files: \textbf{Scala} 
	\pause
	\item Property file 
	\pause
	\item XML-Files: \textit{``glue code''} zwischen \textbf{Java} (Editor) und \textbf{Scala} (Plugin)
	\end{itemize}
%\pause
%\item Bestehendes Java-Plugin in Scala transferieren
%\pause
%\item Neue Ordnerstruktur in bestehende Isabelle-Ordner-Hierachie integrieren
\end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{Sources des jEdit Plugins}
{\tiny
src/Tools/jEditC\textbf{\$ ls -l *}\\
build.xml\\
%makedist\\
%manifest.mf\\
%README\_BUILD\\
\textbf{build/*}\\
\textbf{contrib/*}\\
\textbf{dist/*}\\
\textbf{plugin/}build.xml\\
\textbf{plugin/}changes40.txt\\
\textbf{plugin/}changes42.txt\\
\textbf{plugin/}description.html\\
\textbf{plugin/}IsacActions.java\\
\textbf{plugin/}Isac.iml\\
\textbf{plugin/}Isac.java\\
\textbf{plugin/}IsacOptionPane.java\\
\textbf{plugin/}IsacPlugin.java\\
\textbf{plugin/}IsacTextArea.java\\
\textbf{plugin/}IsacToolPanel.java\\
\textbf{plugin/}plugin\\
\textbf{plugin/}README.txt\\
\textbf{nbproject/*}\\
\textbf{src/}actions.xml\\
\textbf{src/}changes40.txt\\
\textbf{src/}changes42.txt\\
\textbf{src/}description.html\\
\textbf{src/}dockables.xml\\
\textbf{src/}IsacActions.scala\\
\textbf{src/}Isac.iml\\
\textbf{src/}IsacOptionPane.scala\\
\textbf{src/}IsacPlugin.scala\\
\textbf{src/}Isac.props\\
\textbf{src/}Isac.scala\\
\textbf{src/}IsacTextArea.scala\\
\textbf{src/}IsacToolPanel.scala\\
\textbf{src/}manifest.mf\\
\textbf{src/}README.txt\\
\textbf{src/}users-guide.xml
}
\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{Anforderungen an das Versuchs-Plugin}
Folgende Funktionalit\"at wurde zu Testzwecken umgesetzt:
\pause
\begin{itemize}
	\item Grunds\"atzlicher Aufbau eines GUIs
	\pause
	\item Kopieren von Text zwischen den einzelnen Buffers
	\pause
		\begin{itemize}
		\item \alert{Somit auch Zugriff auf andere Plugins!}
		\end{itemize}
	\pause
	\item Ansatz f\"ur die Einbindung des SD-Parsers
	\pause
		\begin{itemize}
		\item Zugriff auf Isabelle-Pure: \alert{parsen von SD parallel zu Isabelle/Isar}
		\end{itemize}
	\pause
	\item \textit{DEMO}
\end{itemize}
\end{frame}


%\subsection[Parser]{Ein funktionaler Parser f\"ur SD (in SML)}

\section[Summary]{Zusammenfassung}
\begin{frame}\frametitle{Zusammenfassung}
Folgende Milestones wurden erfolgreich abgeschlossen:
\begin{enumerate}
\item Relevante Isabelle Komponenten dokumentiert (...Std.)
\item Installation der Standard-Komponenten:
  \begin{itemize}
  \item Mercurial Versioncontrol
  \item NetBeans IDE
  \item Standard Isabelle Bundle
  \end{itemize}
\item Entwicklungsumgebung vom Isabelle-Team kopieren
  \begin{itemize}
  \item Isabelle-Sources vom Repository M\"unchen (Java, Scala, ML)
  \item jEdit als NetBeans Projekt definiert
  \end{itemize}
\item Relevante Komponenten implementieren
  \begin{itemize}
  \item jEdit Plugin f\"ur SD
  \item Verbindung des Plugins zu Isabelle
  \item zugeh\"origen Parser: nur ein Test in SML
  \end{itemize}
\end{enumerate}
\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{Zusammenfassung}
\pause
\alert{$\mathbf{- - -}$}\\
Aus Zeitgr\"unden nicht m\"oglich: ein komplettes SD-Plugin;\\
dazu w\"are auch ein Interpreter auf der ML-Seite n\"otig.\\
\vspace{0.3cm}
\alert{$\mathbf{+ + +}$}\\
Voraussetzungen f\"ur k\"unftige Entwicklung geschaffen:
\begin{enumerate}
\item f\"ur die Implementation von ``structured derivations'' in Isabelle \dots
\item \dots als Vorarbeit f\"ur jEdit als k\"unftiges \isac-Frontend
\item f\"ur Mitarbeit an k\"unftiger Integration von Isabelle in Entwicklungswerkzeuge (Testcase-Generation etc).
\end{enumerate}
\end{frame}

\begin{frame}\frametitle{}
\begin{center}
\LARGE{Danke f\"ur die Aufmerksamkeit !}
\end{center}
\end{frame}

\end{document}


