Resumen-This is a detailed work on how to run DLV System, for Answer Set Programming, on mobile Android OS devices, in such a way users can exploit the app potential. The scope includes novice users who wish to run DLV for the first time. Este trabajo describe de forma detallada y espec´ıfica, co´ mo utilizar el Sistema DLV, para Answer Set Programming, en dispositivos con sistema operativo Android, de tal manera que los usuarios exploten el potencial de la app; incluyendo a los usuarios novatos que quieran correr DLV por primera vez.
DLV [
Es importante mencionar, que una base de datos deductiva, es un programa que se encarga del proceso de razonamiento. Este programa, utiliza una base de conocimiento, selecciona los datos y los pasos adecuados para exhibir los resultados.
DLV es un sistema inteligente que provee un ambiente
de programaci o´n con la l o´gica. Originalmente funciona
mediante el ana´lisis de la naturaleza de una entrada espec´ıfica.
“El sistema es capaz de aplicar las te´cnicas que reflejan
mejor la complejidad del problema en cuesti o´n, por lo que
los problemas fa´ciles se resuelven ra´pido, mientras que los
problemas ma´s dif´ıciles solo implican me´todos de alto costo
computacional”[
El objetivo general de dicha implementacio´ n es el estudio, la interacci o´n y la ubiquidad entre los usuarios y el 1. The University of Calabria es una institucio´ n pu´ blica situada al Sur de Italia. Es posible consultar ma´s informacio´ n acerca de esta instituci o´n por medio de su pa´gina oficial http://www.unical.it/portale/ international/.
2. The Vienna University of Technology es una de las mayores universidades de Viena, en Austria. Para ma´s informacio´ n se debe ingresar a su pa´gina oficial https://www.tuwien.ac.at/en/. sistema DLV, por medio de un dispositivo conocido y de uso diario, como el mo´ vil. Si bien consultamos pa´ginas web y hacemos uso de programas en nuestras computadoras, el dispositivo mo´ vil se encuentra constantemente en nuestras manos y resulta pra´tico ingresar a la aplicaci o´n en lugar de entrar a un buscador, ingresar una URL y esperar a que cargue la informacio´ n.
Es bien sabido, que los dispositivos mo´ viles son hoy
d´ıa los ma´s utilizados por su portabilidad y simplicidad.
Es debido a estas dos caracter´ısticas que se considera
viable convertir toda una base de datos deductiva en l´ınea,
a una aplicacio´ n mo´ vil a la cual se pueda tener acceso
sin complicaciones. La movilidad pasa a ser un objetivo
primordial de este proyecto, es un te´rmino redundante de
cierta forma, pero en palabras simples la aplicacio´ n mo´ vil
para un laboratorio de lo´ gica es eso, un acceso mo´ vil a las
funcionalidades de todo un sistema deductivo. En cuanto a
la plataforma seleccionada podemos decir que Android esta´
considerado como el sistema operativo ma´s usado del
mundo, con una cifra de un 37,93 % de usuarios, Android deja
atra´s a Microsoft con un 37,91 %, seg u´n datos de StatCounter
[
Para el prototipo de la aplicaci o´n mo´ vil se cre o´ un disen˜ o inicial. En e´l se puede apreciar la estructura de la app, la cual se encuentra compuesta por:
Pantalla de bienvenida, para la cual se planea marcar una duracio´ n de 4 segundos aproximadamente. La duracio´ n de la pantalla de bienvenida, permite cargar los componentes de la aplicacio´ n.
Contenido principal, con cuadros de texto editables para las sentencias.
Men u´ lateral, con el cual se navegara´ en las diferentes secciones requeridas para el laboratorio de lo´ gica. Figura 1. Disen˜ o preliminar del prototipo de la app.
Es importante destacar que el disen˜ o planteado inicial es ba´sico. Esto se debe a que en primer plano se trabajara´ con la funcionalidad de la app, es decir, con la conexio´ n entre la app y el servidor a fin de que este u´ltimo efectu´ e el procesamiento de las sentencias insertadas y las ejecute DLV. Una vez completadas estas acciones, se procedera´ a continuar con el disen˜ o de la interfaz gra´fica. Nuestro estudio se enfoca a definir e implementar potencialidades de este dispositivo en la investigacio´ n y aplicaciones de lo´ gica matema´tica e inteligencia artificial.
Las funcionalidades de la aplicacio´ n inicialmente son
simples: El usuario ingresa y se encuentra con una pantalla
de bienvenida que le ofrece la opcio´ n de iniciar e
inmediatamente se le permite al usuario ingresar sentencias lo´ gicas
en el lenguaje de Answer Set Programming (ASP) [
Existen otras funcionalidades ma´s del lado del dispositivo mo´ vil, que tienen que ver con sus potencialidades y co´ mo explotarlas combinando con DLV. Sin embargo, estas caen fuera del alcance actual de este art´ıculo. A continuacio´ n mostraremos el desarrollo inicial de la misma.
Para el desarrollo del prototipo de la aplicacio´ n mo´ vil, se utilizo´ el IDE Android Studio3, Java y PHP, a fin de efectuar una conexio´ n entre la app y el servidor.
3. Android Studio es el IDE oficial para Android, proporciona las herramientas ma´s ra´pidas para crear apps en todas las clases de dispositivos Android.
Figura 2. Ejecucio´ n del archivo de instalacio´ n de Android Studio.
A continuacio´ n describimos a detalle los pasos realizados para la instalacio´ n de las herramientas en una computadora con Windows 10, que no debe ser muy diferente de realizarse en otras plataformas como MacOS o Linux. 4.1. Instalacio´ n y configuracio´ n de Android Studio 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Para la instalacio´ n del IDE4 de desarrollo es necesario ingresar a la pa´gina oficial5 de Android Studio y proceder a descargar el instalador.
Una vez finalizada la descarga, se guardara´ en la computadora un archivo con extensio´ n .exe. Tal archivo, se debe ejecutar e inmediatamente aparecera´ una ventana como la de la Figura 2. Se debe seleccionar “Next” para continuar.
A continuacio´ n, se seleccionan los componentes a instalar—ve´ase Figura 3. El SDK6 de Android, es un componente vital debido a que nos permite desarrollar aplicaciones y ejecutar un emulador del sistema Android de la versio´ n que sea. Por otro lado, el Android Virtual Device es un componente necesario en caso de que el programador desee hacer pruebas en dispositivos f´ısicos.
En la ventana siguiente aparecen los te´rminos y condiciones—ve´ase Figura 4. Es importante hacer lectura de ellos y la aceptacio´ n de los mismos, depende de cada usuario.
Despue´s, se elige la ruta donde se instalara Android Studio y el componente de SDK—ve´ase Figura 5. Si la instalacio´ n se desea realizar en alguna carpeta diferente por fines de organizacio´ n, es momento de definirlo.
La ubicacio´ n de los accesos directos es algo opcional. Lo importante de la nueva ventana es proceder con la instalacio´ n—ve´ase Figura 6.
4. IDE (del ingle´s Integrated Development Environment, significa Entorno de Desarrollo Integrado) es un editor de c o´digo, un compilador, un depurador y un constructor de interfaz gra´fica.
5. Pa´gina oficial de Android Studio https://developer.android.com/ studio/index.html
6. SDK (del ingle´s Software Development Kit, significa Kit de Desarrollo de Software) es un conjunto de herramientas de desarrollo que le permite al programador crear aplicaciones informa´ticas para un sistema concreto. Figura 3. Componentes de instalacio´ n SDK y Android Virtual Device. Figura 6. Ubicacio´ n de accesos directos de instalacio´ n.
Figura 4. Te´ rminos y condiciones de la licencia de software de Android SDK.
Figura 5. Ruta de instalacio´ n de Android Studio y sus componentes.
Durante el proceso de instalaci o´n de Android Studio, se instalan componentes como SDK, JDK7 e in7. JDK (del ingle´s Java Development Kit, significa Kit de Desarrollo de Java) es un conjunto de herramientas de desarrollo, depuracio´n y monitoreo de aplicaciones Java.
Figura 7. Ventana final de instalacio´ n de componentes.
8.
clusive NDK8 con la intencio´ n de que la instalacio´ n se realice de una forma automa´tica y los usuarios no necesiten buscar cada componente por su propia cuenta—ve´ase Figura 7. Una vez terminado el proceso de instalacio´ n, se selecciona “Next”.
Finalmente, se procede a iniciar Android Studio—ve´ase Figura 8. 4.2. Creaci o´n del proyecto en Android Studio 1. Cuando iniciamos el IDE de Android tenemos la posibilidad de abrir un proyecto existente, crear uno nuevo e inclusive podemos importar uno creado en otro IDE como por ejemplo Eclipse9—ve´ase Figura 9. 2. Una vez realizado el paso anterior, Android Studio procede a solicitar la configuracio´ n general del proyecto, requiriendo un nombre y una especificacio´ n de la ruta en la cual se guardara´ el mismo—ve´ase Figura 10. 3. La Figura 11 muestra una pantalla en donde se selecciona la plataforma y dispositivos en los que 8. Android NDK (del ingle´s Native Development Kit, significa Kit de Desarrollo Nativo) es un conjunto de herramientas que permite implementar partes de tu app usando lenguajes de co´digo nativo como C y C++.
9. Eclipse es un famoso entorno de desarrollo de Java, C/C++ y PHP. Figura 8. U´ ltimo paso en la instalacio´ n del software Android Studio. Figura 9. Primeros pasos en la creacio´ n de un proyecto en Android Studio.
Figura 10. Configuracio´ n general del proyecto en Android Studio. funcionara´ la aplicacio´ n. En este caso optamos por seleccionar tele´fonos mo´ viles y tablet, debido a que estos mismos se adecuan a las necesidades del proyecto, principalmente por su uso universal. Por otro lado, hemos considerado conveniente trabajar en la plataforma de Android en sus versiones IceCreamFigura 11. Seleccio´ n de plataforma y dispositivos compatibles para la aplicacio´ n.
Figura 12. Seleccio´ n de la estructura inicial del proyecto.
Sandwich 4.0.310 a Nougat 7.111, ya que de acuerdo a Android Studio de esta manera se abarca un mayor margen de dispositivos y por ende de usuarios. 4. 5.
A continuacio´ n, se define la estructura inicial del proyecto, seleccionando un Navigation Drawer12, que implementa un men u´ lateral en la aplicaci o´n—ve´ase Figura 12.
Finalmente, es posible realizar modificaciones en 10. Android IceCreamSandwich es la novena versio´n del sistema operativo para smartphones Android desarrollado por Google. Lanzado el 19 de octubre de 2011 ; Android 4.0 es disen˜ ado con la intencio´ n de crear un sistema operativo para smartphones y tablets.
11. Android Nougat es una versi o´n del sistema operativo para dispositivos m o´viles Android. Fue dado a conocer el 18 de mayo de 2016 en el evento Google I/O.
12. Navigation Drawer, es un panel de navegaci o´n lateral que muestra las principales opciones de navegacio´n de la app.
el nombre de la clase Activity13, o bien utilizar el nombre predeterminado MainActivity14. Para finalizar las modificaciones se debe pulsar el boto´ n “Finish”—ve´ase Figura 13.
Cuando se crea un proyecto en Android Studio es importante empezar por conocer el entorno gra´fico del software con el que se estara´ trabajando. En este caso Android Studio cuenta con una interfaz como la que se muestra en la Figura 14. 5.
DIO
Android es un sistema operativo basado en Linux, con
un n u´cleo de sistema operativo libre, gratuito y
multiplataforma. Caracterizado por algunos por su interfaz fluida y
sencillez, se posiciona como uno de los sistemas operativos
con mayor demanda en el mercado [
13. Una Activity es un componente de la aplicacio´ n que contiene una pantalla con la que los usuarios pueden interactuar para realizar una acci o´n, como marcar un nu´ mero telefo´ nico, tomar una foto, enviar un correo electr o´nico o ver un mapa.
14. MainActivity, es un me´todo que utiliza Android para iniciar una instancia invocando los me´todos especificos que corresponden a las etapas del ciclo de vida.
Android Studio es un IDE caracterizado por la ejecucio´ n y renderizado de aplicaciones en tiempo real, adema´s de ofrecer una compilacio´ n ra´pida de los proyectos creados en dicho entorno. Un punto importante acerca de la ejecucio´ n de sus aplicaciones es que esta misma se puede realizar de dos formas: 1. 2.
Utilizando un emulador de dispositivos Android como por ejemplo, Genymotion15.
Utilizando un dispositivo f´ısico que se encuentre previamente conectado a nuestra computadora.
Nota. En caso de elegir la u´ ltima opci o´n, Android Studio solicitara´ que el dispositivo cumpla con requisitos como: versi o´n IceCreamSandwich 4.0.3 o superior, modo de desarrollador16 y de depuracio´ n USB activados.
En la realizacio´ n de este proyecto se opt o´ por seleccionar la segunda opcio´ n, debido a que de esta manera podr´ıamos interactuar con un dispositivo real. A continuacio´ n, se explican a detalle los pasos a seguir para su instalacio´ n: 1. 2.
En caso de no tener abierto el proyecto de la aplicaci o´n m o´vil, procedemos a buscar su ubicaci o´n y lo abrimos en Android Studio.
El siguiente paso es el ma´s importante porque se trata de la conexio´ n del dispositivo, previamente configurado.
En la barra de herramientas de Android Studio, se selecciona la opci o´n de run. De esta manera comprobaremos si existen errores en el proyecto o en este caso ejecutaremos el proyecto—ve´ase Figura 15. 15. Genymotion es un emulador de Android que aprovecha la arquitectura x86 para ejecutar de forma fluida y ra´pida distintos dispositivos Android.
16. El modo de desarrollador es un men u´ de opciones avanzadas que ofrece Android a los desarrolladores. Figura 15. Ejecucio´n de un proyecto en Android Studio.
Figura 16. Android Studio, detecta automa´ticamente dispositivos conectados.
Figura 17. Ventana de seleccio´n del emulador.
4. A continuacio´n, se abre una nueva ventana que identifica cualquier dispositivo mo´vil conectado a la computadora—ve´ase Figura 16. 5. En este paso, se solicitara´ en el mo´vil que el usuario permita la depuracio´n de USB17. Es importante que se acepte dicha solicitud, de lo contrario se estar´ıa negando la ejecucio´n de la aplicacio´n y Android Studio finalizara el proceso. 6. Finalmente, se selecciona el dispositivo mo´vil a utilizar—ve´ase Figura 17. Una vez hecho esto, de forma inmediata, la app se instala y ejecuta en el mo´vil.
Tal como se muestra en la Figura 18, la interfaz de la aplicacio´n mo´vil ejecuta las funcionalidades antes descri17. La depuracio´n USB consiste en permitir que un ordenador se conecte directamente a un smartphone para poder transmitir informacio´n. Figura 18. Ilustracio´n de interfaz final.
Figura 19. Ilustracio´n de funcionamiento. tas—ve´ase Seccio´n 3.1. El procesamiento o funcionalidad de la aplicacio´n se lleva a cabo de la siguiente forma: El usuario ingresa una sentencia en el cuadro de texto correspondiente o bien hace uso del texto predefinido por la app. Una vez insertada la sentencia a procesar, como se puede ver en la Figura 19, el usuario debe pulsar el boto´n.
La sentencia ingresada es enviada al servidor y almacenada en una nueva variable, eliminando los posibles saltos de l´ınea.
El lenguaje de programacio´n Java, permite realizar la conexio´n del cliente mo´vil con el servidor en PHP. El env´ıo de sentencias lo´gicas se ilustra en el siguiente fragmento de co´digo: ...
String SentenciaIngresada,sentencia,servidor; servidor="http://192.168.1.78/android_dlv/ registro.php?texto="; SentenciaIngresada=etTexto.getText().toString (); sentencia=quitarSaltos(SentenciaIngresada); httpHandler handler=new httpHandler(); String txt= handler.Get(servidor+sentencia); ...
La recepcio´n de datos y almacenamiento en PHP se realiza en las siguientes l´ıneas: if(isset($_POST[’texto’])) { $texto=$_POST[’texto’]; ...
La nueva variable es procesada en DLV y almacenada en un archivo de texto, haciendo uso de un interprete de comandos.
El funcionamiento o procesamiento del servidor se lleva a cabo de la siguiente manera:
El servidor se encarga de tres acciones principales: recibir datos, procesar datos y enviar respuestas. En el primer caso, el servidor verifica si existe alguna solicitud de recepcio´ n de datos. En caso de que exista alguna solicitud de este tipo, el servidor acepta los datos por medio de un me´todo POST e inmediatamente los almacena en una variable del mismo tipo. Una vez almacenados los datos, el servidor comienza a cumplir su segunda funcio´ n, por lo cual se procede a pasar los datos a DLV para que los procese, haciendo uso de un shell exec,18 que interpreta comandos de tipo UNIX.
Finalmente, el servidor env´ıa su respuesta al cliente. En este caso, el cliente esta´ pidiendo que se haga lectura de un archivo de texto que contiene el resultado del procesamiento de DLV. Para lo cual, el servidor verifica la existencia del archivo; si existe lo abre y vac´ıa su contenido en un arreglo l´ınea por l´ınea. Despue´s el servidor solicita la lectura de los datos almacenados en el arreglo y los imprime como respuesta a la peticio´ n del cliente. Por otro lado si el servidor no encuentra el archivo de texto solicitado env´ıa un mensaje de error a la solicitud del cliente.
Las peticiones que realiza el cliente, que en este caso es la aplicacio´ n, se realizan por medio de la clase HttpHandler19. Esta clase se encarga de crear una comunicacio´ n entre un lenguaje Java y un servidor web en PHP. HttpHandler habilita una comunicaci o´n cliente y aporta la funcionalidad de efectuar peticiones de tipo get o post a cualquier servidor.
Para fines de este proyecto, se realizaron pruebas en un servidor web local. Por lo tanto, las peticiones eran dirigidas a una direccio´ n IP local, que almacenaba el servidor PHP—ve´ase 6.1.
Hasta este punto se tiene conocimiento de como funciona el servidor y como se comunica la aplicaci o´n con un servidor web, sin embargo todav´ıa se necesita conocer la forma adecuada de enviar datos al servidor y recibir la respuesta del mismo.
Figura 20. Muestra los modelos. if(isset($_POST[’texto’])) { $texto=$_POST[’texto’]; shell_exec("echo ’{$texto}’ | /home/ debora_aguilar/Dropbox/htdocs/dlv/dlv2012. bin ’’ -- 2| awk ’{print $0}’ > dlv.txt"); } ...
Por lo tanto, en el momento en que la aplicacio´ n carga un nuevo MainActivity, el servidor busca el archivo de texto almacenado, extrae su contenido y se procede a enviarlo a la aplicacio´ n. ... $prueba=fopen("dlv.txt", "r") or die("Error"); while (!feof($prueba)) { $linea=fgets($prueba); $aDatos[$contador]=$linea; $contador=$contador+1; } $tamano = sizeof($aDatos); $comando=""; for ($i=0; $i<$tamano ; $i++) { $comando.=$aDatos[$i]; } echo $comando;
El procesamiento de la aplicacio´ n funciona como una conexi o´n normal entre un cliente y un servidor, en donde la aplicacio´ n cumple el papel de cliente y un script de PHP es el servidor. En caso de ser un programador recurrente de HTML y PHP, es posible que se note la similitud entre el env´ıo de datos de un formulario a un archivo PHP por medio del me´todo POST. ...
String SentenciaIngresada,sentencia,servidor; 18. shell exec: Ejecuta un comando mediante el inte´rprete de comandos y devuelve la salida completa como una cadena.
19. HttpHandler es un manejador que se invoca para procesar peticiones HTTP. httpHandler handler=new httpHandler(); String txt= handler.Post(servidor+sentencia); ...
La respuesta del servidor se efectu´ a de la misma manera a excepcio´ n de que u´ nicamente se solicita la direccio´ n del servidor, es decir, no se requiere de ninguna cadena de texto que este a la espera de ser procesada. Las acciones que se pueden realizar con la respuesta del servidor son finitas, pero en este caso u´ nicamente se visualiza la respuesta solicitada. ... httpHandler handler=new httpHandler(); String txt= handler.post("http://192.168.1.78/ android_dlv/registro.php"); TextView t=(TextView)findViewById(R.id.
etContenedor); t.setText(txt); ...
Nota: El proceso de peticiones y respuestas que efect u´a la clase HttpHandler no funcionara´ a menos que se hallan incluido los permisos de Internet en el archivo correspondiente al manifiesto de Android. Para ma´s informacio´ n acerca de los permisos requeridos en Android, consultar https://developer.android.com/guide/ topics/security/permissions.html?hl=es-419.
DLV es un sistema de bases de datos deductivo que se ejecuta por medio de una interfaz de l´ınea de comandos, su funcionamiento consiste en la lectura y procesamiento de sentencias lo´ gicas.
Los usos del sistema DLV son diversos en el a´mbito de la investigaci o´n. Es por ello que se considera viable concretar la creacio´ n de una aplicaci o´n m o´vil, que por un lado atienda a la problema´tica existente, con respecto al estatus actual de DLV (y otros solvers) como un archivo binario ejecutable en l´ınea de comandos, y que por otro lado combine un sistema lo´ gico con tecnolog´ıas mo´ viles que ayuden a explotar las potencialidades de esta u´ ltima y explorar nuevos temas de investigaci o´n.
Este proyecto es solo una iniciativa, el potencial de los
sistemas Answer Set Programming (ASP) [
El desarrollo de aplicaciones mo´ viles, es un medio que se puede explotar en torno al aprendizaje de disciplinas como la lo´ gica o las matema´ticas. Una interfaz mo´ vil agrega nuevos atractivos a un proyecto, por el hecho de ofrecer portabilidad, adema´s de otras caracter´ısticas poco consideradas en investigacio´ n de Inteligencia Artificial, como GPS, datos biome´tricos, acelero´ metro, pantalla ta´ctil, reconocedor de voz, grabadora, etc. Todo esto se puede aprovechar en los usuarios, es decir, aquellos que de forma recurrente optan por hacer uso de un dispositivo mo´ vil para conectarse a Internet, interactuar con servicios o sitios web y aplicaciones nativas.