Programación declarativa y basada en reglas

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Punto profesional y fundamento pedagógico

Punto profesional. La clase existe para expresar el qué mediante relaciones o restricciones y reconocer el motor que decide el cómo.

Por qué aparece aquí. Se sitúa después de Programación funcional, composición e inmutabilidad y antes de Programación lógica y resolución: convierte el conocimiento anterior en una decisión observable que la clase siguiente podrá reutilizar. La continuidad se comprueba en el artefacto, no por compartir vocabulario.

Error conceptual que debe corregir. Confundir declarativo con ausencia de orden o costo.

Secuencia de aprendizaje. Antes de leer la solución, el estudiante predice el resultado del caso normal y del error conceptual anterior. Luego explica un caso resuelto paso a paso, construye un contraejemplo que cambie la decisión y, sin consultar el texto, reconstruye el mecanismo y lo aplica a una entrada nueva. La secuencia usa predicción, explicación propia, contraste y recuperación. ICAP distingue participación de construcción de conocimiento; How People Learn II exige conectar conocimiento previo, contexto y transferencia; la práctica de recuperación respalda producir de nuevo la explicación tras una demora; y Education for Life and Work exige devolución que explique la causa del error.

Evidencia de aprendizaje. Declarative-model.md con regla, consulta, plan observado y contraejemplo. Debe contener predicción previa, observación, explicación causal, contraejemplo, criterio de aceptación y una nota de qué dato haría cambiar la conclusión.

Límite de la conclusión. La sintaxis declarativa no garantiza optimización.

Trazabilidad fuente → afirmación

Antes de empezar

Esta clase continúa el motor de reglas comparado de la Parte 06. Recupera la evidencia de la clase anterior, añade una decisión propia de Programación declarativa y basada en reglas y deja un artefacto que la clase siguiente deberá consumir. La pregunta activa es: ¿Qué significa declarar una relación sin fijar todos los pasos para obtenerla?

Prerrequisitos

• Haber completado la clase anterior o reconstruir su contrato y evidencia.
• Python 3.11 o posterior, terminal, editor y Git; un segundo runtime es opcional y debe declararse.
• Trabajar con fixtures sintéticos: ninguna observación necesita datos de una persona o sistema real.

Problema auténtico

Las reglas del motor de reglas comparado cambian con frecuencia y están enterradas entre bucles y asignaciones. Producto puede describir condiciones, pero no auditar la precedencia ni detectar conflictos sin leer control imperativo.

Objetivos observables

Al terminar podrás explicar los cinco mecanismos de esta clase, predecir su comportamiento antes de ejecutar, construir un caso normal y uno límite, diagnosticar el fallo controlado, comparar una alternativa y entregar evidencia que otra persona pueda reproducir.

Mapa conceptual

flowchart LR
    N1[Intención declarada / estrategia de ejecución] --> N2[Hechos, reglas / condiciones] --> N3[Prioridad / conflictos] --> N4[Evaluación incremental / explicación] --> N5[Límites de lenguajes declarativos]
    N5 -->|fallo o cambio| N1

El mapa se lee como una cadena de razonamiento, no como fases obligatorias del runtime. La flecha de retorno indica que un fallo o cambio de requisito obliga a revisar el modelo inicial; no autoriza a parchear solo la última salida.

Temas y por qué importan

Conceptos y decisiones

1. Intención declarada y estrategia de ejecución

Una descripción declarativa especifica qué relación debe cumplirse y delega parte del cómo a un motor. SQL, CSS y sistemas de reglas no son equivalentes, pero comparten esa separación. El costo y el orden no desaparecen: quedan en el planificador, la especificidad o la estrategia de resolución.

2. Hechos, reglas y condiciones

Un hecho representa una observación; una regla deriva una consecuencia cuando su antecedente se satisface. Las reglas necesitan vocabulario, tipos y alcance temporal. Una condición ambigua como high_latency debe vincularse a unidad, umbral y fuente de medición.

3. Prioridad y conflictos

Dos reglas pueden habilitar acciones incompatibles. Salience, orden textual o una política explícita deciden cuál vence. Confiar en un orden accidental hace que añadir una regla cambie otra sin señal; el motor de reglas comparado conserva una matriz de conflictos y exige desempate documentado.

4. Evaluación incremental y explicación

Un motor puede reevaluar todo o actualizar solo consecuencias afectadas por hechos nuevos. La segunda opción mejora escala pero mantiene dependencias internas. Cada recomendación debe incluir reglas activadas y hechos usados para que una persona pueda revisar la decisión.

5. Límites de lenguajes declarativos

Expresar estado temporal, efectos externos o algoritmos irregulares puede volverse difícil. Insertar funciones opacas dentro de reglas recupera poder pero pierde análisis y portabilidad. Una capa declarativa sirve cuando el dominio comparte un vocabulario estable y auditable.

Definiciones de trabajo

• intención declarada y estrategia de ejecución: una descripción declarativa especifica qué relación debe cumplirse y delega parte del cómo a un motor.
• hechos, reglas y condiciones: un hecho representa una observación; una regla deriva una consecuencia cuando su antecedente se satisface.
• prioridad y conflictos: dos reglas pueden habilitar acciones incompatibles.
• evaluación incremental y explicación: un motor puede reevaluar todo o actualizar solo consecuencias afectadas por hechos nuevos.
• límites de lenguajes declarativos: expresar estado temporal, efectos externos o algoritmos irregulares puede volverse difícil.

Las definiciones son operativas para el motor de reglas comparado. No convierten términos con historia más amplia en sinónimos y deben contrastarse con la documentación primaria enlazada al final.

Ejemplo mínimo

rules = [
    {"when": {"authorized": True, "latency_ms_gte": 800},
     "then": "inspect-transport", "priority": 20},
    {"when": {"dns_failed": True},
     "then": "inspect-dns", "priority": 30},
]

Antes de ejecutar, predice estado, resultado y error. Después registra versión, comando y salida. Si el fragmento es pseudocódigo o pertenece a otro lenguaje, etiquétalo como tal y no afirmes que fue ejecutado.

Ejemplo profesional

En el motor de reglas comparado, una recomendación contiene acción, evidencia usada, versión de política y explicación. La implementación de esta clase debe conservar ese contrato aunque cambie la forma interna. El caso profesional no pregunta únicamente si devuelve una cadena: pregunta quién puede producirla, qué estado observa, cómo falla y qué rastro permite disputar una decisión incorrecta.

Compara el caso normal con autorización falsa, evidencia incompleta, empate y repetición. Un mecanismo es apropiado cuando esas diferencias quedan visibles y localizadas; es peligroso cuando dependen de orden accidental, estado oculto o una convención que el consumidor no puede conocer.

Práctica guiada

1. Copia el contrato de entrada y salida antes de escribir implementación.
2. Predice el caso normal y un límite; identifica la invariante que no puede romperse.
3. Implementa la versión mínima sin I/O dentro del núcleo.
4. Ejecuta el caso y conserva comando, versión y salida bajo evidence/.
5. Introduce el fallo controlado, reduce la reproducción y formula dos hipótesis rivales.
6. Corrige la causa, añade regresión y ejecuta el conjunto completo.
7. Compara con otro paradigma o lenguaje indicando qué semántica se preserva.

Ejercicios

1. Lectura: dibuja una traza de cinco pasos y marca dónde cambia estado o control.
2. Construcción: añade una regla del motor de reglas comparado sin alterar los fixtures anteriores.
3. Frontera: cubre vacío, empate, no autorizado e inválido con resultados distintos.
4. Contraste: reescribe una pieza con otro modelo y explica una mejora y una pérdida.

Reto verificable

Entrega implementación, fixtures, pruebas y un informe corto. Se aprueba si otra persona ejecuta desde checkout limpio, obtiene los mismos resultados y puede relacionar cada rama o transformación con una regla del dominio. No se aprueba por cantidad de archivos ni por usar la sintaxis característica del paradigma.

Caso conductor

El motor de reglas comparado recibe una observación autorizada, evalúa reglas y devuelve una recomendación explicable. En esta clase, ejecuta el caso latency_ms=900, el límite latency_ms=800, el contraejemplo authorized=false y una entrada incompleta. Cambia después una sola regla y revisa qué archivos, pruebas y trazas debieron modificarse. Esa superficie de cambio alimenta la comparación final de la parte.

Preguntas frecuentes

¿Un paradigma determina toda la arquitectura?

No. Puede organizar un núcleo o una frontera sin dominar el sistema completo. Combinar modelos es válido si los adaptadores preservan identidad, orden, errores y evidencia.

¿Menos líneas significan una solución mejor?

No. La brevedad puede quitar duplicación o esconder decisiones. Se evalúan semántica, diagnóstico, costo de cambio y adecuación a la carga.

¿Debo instalar todos los lenguajes mencionados?

No. Python basta para la práctica base. Si usas Prolog, Rust o Erlang, registra versión y comandos; si solo analizas notación, decláralo como análisis no ejecutado.

Fallo controlado y diagnóstico

Crea dos reglas de igual prioridad que recomiendan acciones incompatibles. Verifica que el motor no dependa del orden del archivo: debe devolver conflicto explícito o aplicar un desempate publicado.

Registra síntoma, entrada mínima, hipótesis, observación que descarta cada hipótesis, causa, corrección y prueba de regresión. No cambies simultáneamente implementación, fixture y expectativa.

Errores comunes y cómo corregirlos

Entorno y archivos clave

work/SE-077/
├── README.md
├── rule_engine/
│   ├── domain.py
│   └── se_077.py
├── fixtures/cases.json
├── tests/test_se_077.py
└── evidence/diagnosis.md

El README declara plataforma, runtimes, comandos, limpieza y límites. Evita dependencias externas cuando la biblioteca estándar permita observar el mecanismo; si agregas una, fija procedencia y versión.

Seguridad, ética y accesibilidad

• la autorización forma parte del dominio y no se infiere por ausencia de rechazo;
• no uses eval, reglas descargadas ni serialización insegura;
• limita colas, recursión, tamaño de entrada y tiempo de evaluación;
• redacta trazas y conserva una explicación textual además de color o animación;
• una recomendación automatizada debe poder revisarse, impugnarse y corregirse;
• respeta licencias de ejemplos y atribuye adaptaciones.

Transferencia

Traslada un fixture al segundo modelo o lenguaje. Compara representación de ausencia, error, mutabilidad, orden y cancelación. La transferencia está lograda cuando el contrato se conserva y las diferencias están explicadas, no cuando la sintaxis se parece.

Evaluación y evidencia

Fuentes

• Python Language Reference — Semántica de sentencias, funciones, clases, generadores y corrutinas; autoridad: Python Software Foundation.
• The Rust Programming Language — Ownership, enums, traits, errores y concurrencia sin carreras de datos; autoridad: Rust project.
• SWI-Prolog Reference Manual — Hechos, reglas, unificación, búsqueda y límites operacionales; autoridad: SWI-Prolog project.
• ReactiveX Observable Contract — Notificaciones, terminación, errores y control de flujo observable; autoridad: ReactiveX project.
• Erlang System Documentation: Processes — Procesos, buzones, envío de mensajes, enlaces y monitores; autoridad: Erlang/OTP project.
• SWEBOK Guide v4.0a — Construcción, diseño y fundamentos profesionales; autoridad: IEEE Computer Society.

Cada fuente respalda el mecanismo indicado; ninguna demuestra que la implementación del motor de reglas comparado sea correcta. Esa afirmación depende de fixtures, pruebas, trazas y revisión reproducible.

Límites y siguiente paso

Una tabla de reglas no prueba consistencia ni completitud. La siguiente clase usa unificación y búsqueda para estudiar resolución lógica y sus costos.

Glosario

• intención declarada y estrategia de ejecución: una descripción declarativa especifica qué relación debe cumplirse y delega parte del cómo a un motor.
• hechos, reglas y condiciones: un hecho representa una observación; una regla deriva una consecuencia cuando su antecedente se satisface.
• prioridad y conflictos: dos reglas pueden habilitar acciones incompatibles.
• evaluación incremental y explicación: un motor puede reevaluar todo o actualizar solo consecuencias afectadas por hechos nuevos.
• límites de lenguajes declarativos: expresar estado temporal, efectos externos o algoritmos irregulares puede volverse difícil.

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