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[helm.git] / helm / papers / matita / matita.tex
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15
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62
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83
84 \bibliographystyle{plain}
85
86 \begin{document}
87
88 \begin{opening}
89
90  \title{The \MATITA{} Proof Assistant}
91
92 \author{Andrea \surname{Asperti} \email{asperti@cs.unibo.it}}
93 \author{Claudio \surname{Sacerdoti Coen} \email{sacerdot@cs.unibo.it}}
94 \author{Enrico \surname{Tassi} \email{tassi@cs.unibo.it}}
95 \author{Stefano \surname{Zacchiroli} \email{zacchiro@cs.unibo.it}}
96 \institute{Department of Computer Science, University of Bologna\\
97  Mura Anteo Zamboni, 7 --- 40127 Bologna, ITALY}
98
99 \runningtitle{The Matita proof assistant}
100 \runningauthor{Asperti, Sacerdoti Coen, Tassi, Zacchiroli}
101
102 % \date{data}
103
104 \begin{motto}
105 ``We are nearly bug-free'' -- \emph{CSC, Oct 2005}
106 \end{motto}
107
108 \begin{abstract}
109  abstract qui
110 \end{abstract}
111
112 \keywords{Proof Assistant, Mathematical Knowledge Management, XML, Authoring,
113 Digital Libraries}
114
115 \end{opening}
116
117 \section{Introduction}
118 \label{sec:intro}
119 {\em Matita} is the proof assistant under development by the \HELM{} team
120 \cite{mkm-helm} at the University of Bologna, under the direction of 
121 Prof.~Asperti. 
122 The origin of the system goes back to 1999. At the time we were mostly 
123 interested to develop tools and techniques to enhance the accessibility
124 via web of formal libraries of mathematics. Due to its dimension, the
125 library of the \COQ{} proof assistant (of the order of 35'000 theorems) 
126 was choosed as a privileged test bench for our work, although experiments
127 have been also conducted with other systems, and notably with \NUPRL{}.
128 The work, mostly performed in the framework of the recently concluded 
129 European project IST-33562 \MOWGLI{}~\cite{pechino}, mainly consisted in the 
130 following teps:
131 \begin{itemize}
132 \item exporting the information from the internal representation of
133  \COQ{} to a system and platform independent format. Since XML was at the 
134 time an emerging standard, we naturally adopted this technology, fostering
135 a content-based architecture for future system, where the documents
136 of the library were the the main components around which everything else 
137 has to be build;
138 \item developing indexing and searching techniques supporting semantic
139  queries to the library; these efforts gave birth to our \WHELP{}
140 search engine, described in~\cite{whelp};
141 \item developing languages and tools for a high-quality notational 
142 rendering of mathematical information; in particular, we have been 
143 active in the MathML Working group since 1999, and developed inside
144 \HELM{} a MathML-compliant widget for the GTK graphical environment
145 which can be integrated in any application.
146 \end{itemize}
147 The exportation issue, extensively discussed in \cite{exportation-module},
148 has several major implications worth to be discussed. 
149
150 The first
151 point concerns the kind of content information to be exported. In a
152 proof assistant like \COQ{}, proofs are represented in at least three clearly
153 distinguishable formats: \emph{scripts} (i.e. sequences of commands issued by the
154 user to the system during an interactive session of proof), \emph{proof objects}
155 (which is the low-level representation of proofs in the form of
156 lambda-terms readable to and checked by kernel) and \emph{proof-trees} (which
157 is a kind of intermediate representation, vaguely inspired by a sequent
158 like notation, that inherits most of the defects but essentially
159 none of the advantages of the previous representations). 
160 Partially related to this problem, there is the
161 issue of the {\em granularity} of the library: scripts usually comprise
162 small developments with many definitions and theorems, while 
163 proof objects correspond to individual mathematical items. 
164
165 In our case, the choice of the content encoding was eventually dictated
166 by the methodological assumption of offering the information in a
167 stable and system-independent format. The language of scripts is too
168 oriented to \COQ, and it changes too rapidly to be of any interest
169 to third parties. On the other side, the language of proof objects 
170 merely depend on
171 the logical framework (the Calculus of Inductive Constructions, in
172 the case of \COQ), is grammatically simple, semantically clear and, 
173 especially, is very stable (as kernels of proof assistants 
174 often are). 
175 So the granularity of the library is at the level of individual 
176 objects, that also justifies from another point of view the need
177 for efficient searching techniques for retrieving individual 
178 logical items from the repository. 
179
180 The main (possibly only) problem with proof objects is that they are
181 difficult to read and do not directly correspond to what the user typed
182 in. An analogy frequently made in the proof assistant community is that of
183 comparing the vernacular language of scripts to a high level source language
184 and lambda terms to the assembly language they are compiled in. We do not
185 share this view and prefer to look at scripts as an imperative language, 
186 and to lambda terms as their denotational semantics; still, however,
187 denotational semantics is possibly more formal but surely not more readable 
188 than the imperative source.
189
190 For all the previous reasons, a huge amount of work inside \MOWGLI{} has
191 been devoted to automatic reconstruction of proofs in natural language
192 from lambda terms. Since lambda terms are in close connection 
193 with natural deduction 
194 (that is still the most natural logical language discovered so far)
195 the work is not hopeless as it may seem, especially if rendering
196 is combined, as in our case, with dynamic features supporting 
197 in-line expansions or contractions of subproofs. The final 
198 rendering is probably not entirely satisfactory (see \cite{ida} for a
199 discussion), but surely
200 readable (the actual quality largely depends by the way the lambda 
201 term is written). 
202
203 Summing up, we already disposed of the following tools/techniques:
204 \begin{itemize}
205 \item XML specifications for the Calculus of Inductive Constructions,
206 with tools for parsing and saving mathematical objects in such a format;
207 \item metadata specifications and tools for indexing and querying the
208 XML knowledge base;
209 \item a proof checker (i.e. the {\em kernel} of a proof assistant), 
210  implemented to check that we exported form the \COQ{} library all the 
211 logically relevant content;
212 \item a sophisticated parser (used by the search engine), able to deal 
213 with potentially ambiguous and incomplete information, typical of the 
214 mathematical notation \cite{};
215 \item a {\em refiner}, i.e. a type inference system, based on complex 
216 existential variables, used by the disambiguating parser;
217 \item complex transformation algorithms for proof rendering in natural
218 language;
219 \item an innovative rendering widget, supporting high-quality bidimensional
220 rendering, and semantic selection, i.e. the possibility to select semantically
221 meaningful rendering expressions, and to past the respective content into
222 a different text area.
223 \NOTE{il widget non ha sel semantica}
224 \end{itemize}
225 Starting from all this, the further step of developing our own 
226 proof assistant was too
227 small and too tempting to be neglected. Essentially, we ``just'' had to
228 add an authoring interface, and a set of functionalities for the
229 overall management of the library, integrating everything into a
230 single system. \MATITA{} is the result of this effort. 
231
232 At first sight, \MATITA{} looks as (and partly is) a \COQ{} clone. This is
233 more the effect of the circumstances of its creation described 
234 above than the result of a deliberate design. In particular, we
235 (essentially) share the same foundational dialect of \COQ{} (the
236 Calculus of Inductive Constructions), the same implementative
237 language (\OCAML{}), and the same (script based) authoring philosophy.
238 However, as we shall see, the analogy essentially stops here. 
239
240 In a sense; we like to think of \MATITA{} as the way \COQ{} would 
241 look like if entirely rewritten from scratch: just to give an
242 idea, although \MATITA{} currently supports almost all functionalities of
243 \COQ{}, it links 60'000 lins of \OCAML{} code, against ... of \COQ{} (and
244 we are convinced that, starting from scratch again, we could furtherly
245 reduce our code in sensible way).\NOTE{righe \COQ{}}
246
247 \begin{itemize}
248  \item scelta del sistema fondazionale
249  \item sistema indipendente (da Coq)
250   \begin{itemize}
251    \item possibilit\`a di sperimentare (soluzioni architetturali, logiche,
252     implementative, \dots)
253    \item compatibilit\`a con sistemi legacy
254   \end{itemize}
255 \end{itemize}
256
257 \section{\HELM{} library(??)}
258
259 \subsection{libreria tutta visibile}
260 \ASSIGNEDTO{csc}
261 \NOTE{assumo che si sia gia' parlato di approccio content-centrico}
262 Our commitment to the content-centric view of the architecture of the system
263 has important consequences on the user's experience and on the functionalities
264 of several components of \MATITA. In the content-centric view the library
265 of mathematical knowledge is an already existent and completely autonomous
266 entity that we are allowed to exploit and augment using \MATITA. Thus, in
267 principle, when the user starts to prove a new theorem she has complete
268 visibility of the library and she can refer to every definition and lemma,
269 also using the mathematical notation already developed. In a similar way,
270 every form of automation of the system must be able to analyze and possibly
271 exploit every notion in the library.
272
273 The benefits of this approach highly justify the non neglectable price to pay
274 in the development of several components. We analyse now a few of the causes
275 of this additional complexity.
276
277 \subsubsection{Ambiguity}
278 A rich mathematical library includes equivalent definitions and representations
279 of the same notion. Moreover, mathematical notation inside a rich library is
280 surely highly overloaded. As a consequence every mathematical expression the
281 user provides is highly ambiguous since all the definitions,
282 representations and special notations are available at once to the user.
283
284 The usual solution to the problem, as adopted for instance in Coq, is to
285 restrict the user's scope to just one interpretation for each definition,
286 representation or notation. In this way much of the ambiguity is removed,
287 burdening the user that must someway declare what is in scope and that must
288 use special syntax when she needs to refer to something not in scope.
289
290 Even with this approach ambiguity cannot be completely removed since implicit
291 coercions can be arbitrarily inserted by the system to ``change the type''
292 of subterms that do not have the expected type. Usually implicit coercions
293 are used to overcome the absence of subtyping that should mimic the subset
294 relation found in set theory. For instance, the expression
295 $\forall n \in nat. 2 * n * \pi \equiv_\pi 0$ is correct in set theory since
296 the set of natural numbers is a subset of that of real numbers; the
297 corresponding expression $\forall n:nat. 2*n*\pi \equiv_\pi 0$ is not well typed
298 and requires the automatic insertion of the coercion $real_of_nat: nat \to R$
299 either around both 2 and $n$ (to make both products be on real numbers) or
300 around the product $2*n$. The usual approach consists in either rejecting the
301 ambiguous term or arbitrarily choosing one of the interpretations. For instance,
302 Coq rejects the declaration of coercions that have alternatives
303 (i.e. already declared coercions with the same domain and codomain)
304 or that are obtained composing other coercions in order to
305 avoid making several terms highly ambiguous by choosing to insert any one of the
306 alternative coercions. Coq also arbitrarily chooses how to insert coercions in
307 terms to make them well typed when there is more than one possibility (as in
308 the previous example).
309
310 The approach we are following is radically different. It consists in dealing
311 with ambiguous expressions instead of avoiding them. As a last resource,
312 when the system is unable to disambiguate the input, the user is interactively
313 required to provide more information that is recorded to avoid asking the
314 same question again in subsequent processing of the same input.
315 More details on our approach can be found in \ref{sec:disambiguation}.
316
317 \subsubsection{Consistency}
318 A large mathematical library is likely to be logically inconsistent.
319 It may contain incompatible axioms or alternative conjectures and it may
320 even use definitions in incompatible ways. To clarify this last point,
321 consider two identical definitions of a set of elements of a given type
322 (or of a category of objects of a given type). Let us call the two definitions
323 $A-Set$ and $B-Set$ (or $A-Category$ and $B-Category$).
324 It is perfectly legitimate to either form the $A-Set$ of every $B-Set$
325 or the $B-Set$ of every $A-Set$ (the same for categories). This just corresponds
326 to assuming that a $B-Set$ (respectively an $A-Set$) is a small set, whereas
327 an $A-Set$ (respectively a $B-Set$) is a big set (possibly of small sets).
328 However, if one part of the library assumes $A-Set$s to be the small ones
329 and another part of the library assumes $B-Set$s to be the small ones, the
330 library as a whole will be logically inconsistent.
331
332 Logical inconsistency has never been a problem in the daily work of a
333 mathematician. The mathematician simply imposes himself a discipline to
334 restrict himself to consistent subsets of the mathematical knowledge.
335 However, in doing so he does not choose the subset in advance by forgetting
336 the rest of his knowledge. On the contrary he may proceed with a sort of
337 top-down strategy: he may always inspect or use part of his knowledge, but
338 when he actually does so he should check recursively that inconsistencies are
339 not exploited.
340
341 Contrarily to the mathematical practice, the usual tendency in the world of
342 assisted automation is that of building a logical environment (a consistent
343 subset of the library) in a bottom up way, checking the consistency of a
344 new axiom or theorem as soon as it is added to the environment. No lemma
345 or definition outside the environment can be used until it is added to the
346 library after every notion it depends on. Moreover, very often the logical
347 environment is the only part of the library that can be inspected,
348 that we can search lemmas in and that can be exploited by automatic tactics.
349
350 Moving one by one notions from the library to the environment is a costly
351 operation since it involves re-checking the correctness of the notion.
352 As a consequence mathematical notions are packages into theories that must
353 be added to the environment as a whole. However, the consistency problem is
354 only raised at the level of theories: theories must be imported in a bottom
355 up way and the system must check that no inconsistency arises.
356
357 The practice of limiting the scope on the library to the logical environment
358 is contrary to our commitment of being able to fully exploit as much as possible
359 of the library at any given time. To reconcile consistency and visibility
360 we have departed from the traditional implementation of an environment
361 allowing environments to be built on demand in a top-down way. The new
362 implementation is based on a modified meta-theory that changes the way
363 convertibility, type checking, unification and refinement judgements.
364 The modified meta-theory is fully described in \cite{libraryenvironments}.
365 Here we just remark how a strong commitment on the way the user interacts
366 with the library has lead to modifications to the logical core of the proof
367 assistant. This is evidence that breakthroughs in the user interfaces
368 and in the way the user interacts with the tools and with the library could
369 be achieved only by means of strong architectural changes.
370
371 \subsubsection{Accessibility}
372 A large library that is completely in scope needs effective indexing and
373 searching methods to make the user productive. Libraries of formal results
374 are particularly critical since they hold a large percentage of technical
375 lemmas that do not have a significative name and that must be retrieved
376 using advanced methods based on matching, unification, generalization and
377 instantiation.
378
379 The efficiency of searching inside the library becomes a critical operation
380 when automatic tactics exploit the library during the proof search. In this
381 scenario the tactics must retrieve a set of candidates for backward or
382 forward reasoning in a few milliseconds.
383
384 The choice of several proof assistants is to use ad-hoc data structures,
385 such as context trees, to index all the terms currently in scope. These
386 data structures are expecially designed to quickly retrieve terms up
387 to matching, instantiation and generalization. All these data structures
388 try to maximize sharing of identical subterms so that matching can be
389 reduced to a visit of the tree (or dag) that holds all the maximally shared
390 terms together.
391
392 Since the terms to be retrieved (or at least their initial prefix)
393 are stored (actually ``melted'') in the data structure, these data structures
394 must collect all the terms in a single location. In other words, adopting
395 such data structures means centralizing the library.
396
397 In the \MOWGLI{} project we have tried to follow an alternative approach
398 that consists in keeping the library fully distributed and indexing it
399 by means of spiders that collect metadata and store them in a database.
400 The challenge is to be able to collect only a smaller as possible number
401 of metadata that provide enough information to approximate the matching
402 operation. A matching operation is then performed in two steps. The first
403 step is a query to the remote search engine that stores the metadata in
404 order to detect a (hopefully small) complete set of candidates that could
405 match. Completeness means that no term that matches should be excluded from
406 the set of candiates. The second step consists in retrieving from the
407 distributed library all the candidates and attempt the actual matching.
408
409 In the last we years we have progressively improved this technique.
410 Our achievements can be found in \cite{query1,query2,query3}.
411
412 The technique and tools already developed have been integrated in \MATITA{},
413 that is able to contact a remote \WHELP{} search engine \cite{whelp} or that
414 can be directly linked to the code of the \WHELP. In either case the database
415 used to store the metadata can be local or remote.
416
417 Our current challenge consists in the exploitation of \WHELP{} inside of
418 \MATITA. In particular we are developing a set of tactics, for instance
419 based on paramodulation \cite{paramodulation}, that perform queries to \WHELP{}
420 to restrict the scope on the library to a set of interesting candidates,
421 greatly reducing the search space. Moreover, queries to \WHELP{} are performed
422 during parsing of user provided terms to disambiguate them.
423
424 In Sect.~\ref{sec:metadata} we describe the technique adopted in \MATITA.
425
426 \subsubsection{Library management}
427
428
429 \subsection{ricerca e indicizzazione}
430 \label{sec:metadata}
431 \ASSIGNEDTO{andrea}
432
433 \subsection{auto}
434 \ASSIGNEDTO{andrea}
435
436 \subsection{sostituzioni esplicite vs moduli}
437 \ASSIGNEDTO{csc}
438
439 \subsection{xml / gestione della libreria}
440 \ASSIGNEDTO{gares}
441
442
443 \section{User Interface (da cambiare)}
444
445 \subsection{assenza di proof tree / resa in linguaggio naturale}
446 \ASSIGNEDTO{andrea}
447
448 \subsection{Disambiguation}
449 \label{sec:disambiguation}
450 \ASSIGNEDTO{zack}
451
452  \begin{table}
453   \caption{\label{tab:termsyn} Concrete syntax of CIC terms: built-in
454   notation\strut}
455  \hrule
456  \[
457  \begin{array}{@{}rcll@{}}
458    \NT{term} & ::= & & \mbox{\bf terms} \\
459      &     & x & \mbox{(identifier)} \\
460      &  |  & n & \mbox{(number)} \\
461      &  |  & s & \mbox{(symbol)} \\
462      &  |  & \mathrm{URI} & \mbox{(URI)} \\
463      &  |  & \verb+_+ & \mbox{(implicit)}\TODO{sync} \\
464      &  |  & \verb+?+n~[\verb+[+~\{\NT{subst}\}~\verb+]+] & \mbox{(meta)} \\
465      &  |  & \verb+let+~\NT{ptname}~\verb+\def+~\NT{term}~\verb+in+~\NT{term} \\
466      &  |  & \verb+let+~\NT{kind}~\NT{defs}~\verb+in+~\NT{term} \\
467      &  |  & \NT{binder}~\{\NT{ptnames}\}^{+}~\verb+.+~\NT{term} \\
468      &  |  & \NT{term}~\NT{term} & \mbox{(application)} \\
469      &  |  & \verb+Prop+ \mid \verb+Set+ \mid \verb+Type+ \mid \verb+CProp+ & \mbox{(sort)} \\
470      &  |  & \verb+match+~\NT{term}~ & \mbox{(pattern matching)} \\
471      &     & ~ ~ [\verb+[+~\verb+in+~x~\verb+]+]
472               ~ [\verb+[+~\verb+return+~\NT{term}~\verb+]+] \\
473      &     & ~ ~ \verb+with [+~[\NT{rule}~\{\verb+|+~\NT{rule}\}]~\verb+]+ & \\
474      &  |  & \verb+(+~\NT{term}~\verb+:+~\NT{term}~\verb+)+ & \mbox{(cast)} \\
475      &  |  & \verb+(+~\NT{term}~\verb+)+ \\
476    \NT{defs}  & ::= & & \mbox{\bf mutual definitions} \\
477      &     & \NT{fun}~\{\verb+and+~\NT{fun}\} \\
478    \NT{fun} & ::= & & \mbox{\bf functions} \\
479      &     & \NT{arg}~\{\NT{ptnames}\}^{+}~[\verb+on+~x]~\verb+\def+~\NT{term} \\
480    \NT{binder} & ::= & & \mbox{\bf binders} \\
481      &     & \verb+\forall+ \mid \verb+\lambda+ \\
482    \NT{arg} & ::= & & \mbox{\bf single argument} \\
483      &     & \verb+_+ \mid x \\
484    \NT{ptname} & ::= & & \mbox{\bf possibly typed name} \\
485      &     & \NT{arg} \\
486      &  |  & \verb+(+~\NT{arg}~\verb+:+~\NT{term}~\verb+)+ \\
487    \NT{ptnames} & ::= & & \mbox{\bf bound variables} \\
488      &     & \NT{arg} \\
489      &  |  & \verb+(+~\NT{arg}~\{\verb+,+~\NT{arg}\}~[\verb+:+~\NT{term}]~\verb+)+ \\
490    \NT{kind} & ::= & & \mbox{\bf induction kind} \\
491      &     & \verb+rec+ \mid \verb+corec+ \\
492    \NT{rule} & ::= & & \mbox{\bf rules} \\
493      &     & x~\{\NT{ptname}\}~\verb+\Rightarrow+~\NT{term}
494  \end{array}
495  \]
496  \hrule
497  \end{table}
498  
499
500 \subsubsection{Term input}
501
502 The primary form of user interaction employed by \MATITA{} is textual script
503 editing: the user modifies it and evaluate step by step its composing
504 \emph{statements}. Examples of statements are inductive type definitions,
505 theorem declarations, LCF-style tacticals, and macros (e.g. \texttt{Check} can
506 be used to ask the system to refine a given term and pretty print the result).
507 Since many statements refer to terms of the underlying calculus, \MATITA{} needs
508 a concrete syntax able to encode terms of the Calculus of Inductive
509 Constructions.
510
511 Two of the requirements in the design of such a syntax are apparently in
512 contrast:
513 \begin{enumerate}
514  \item the syntax should be as close as possible to common mathematical practice
515   and implement widespread mathematical notations;
516  \item each term described by the syntax should be non-ambiguous meaning that it
517   should exists a function which associates to it a CIC term.
518 \end{enumerate}
519
520 These two requirements are addressed in \MATITA{} by the mean of two mechanisms
521 which work together: \emph{term disambiguation} and \emph{extensible notation}.
522 Their interaction is visible in the architecture of the \MATITA{} input phase,
523 depicted in Fig.~\ref{fig:inputphase}. The architecture is articulated as a
524 pipline of three levels: the concrete syntax level (level 0) is the one the user
525 has to deal with when inserting CIC terms; the abstract syntax level (level 2)
526 is an internal representation which intuitively encodes mathematical formulae at
527 the content level~\cite{adams}\cite{mkm-structure}; the last level is that of
528 CIC terms.
529
530 \begin{figure}[ht]
531  \begin{center}
532   \includegraphics[width=0.9\textwidth]{input_phase}
533   \caption{\MATITA{} input phase}
534  \end{center}
535  \label{fig:inputphase}
536 \end{figure}
537
538 Requirement (1) is addressed by a built-in concrete syntax for terms, described
539 in Tab.~\ref{tab:termsyn}, and the extensible notation mechanisms which offers a
540 way for extending available mathematical notations. Extensible notation, which
541 is also in charge of providing a parsing function mapping concrete syntax terms
542 to content level terms, is described in Sect.~\ref{sec:notation}.  Requirement
543 (2) is addressed by the conjunct action of that parsing function and
544 disambiguation which provides a function from content level terms to CIC terms.
545
546 \subsubsection{Sources of ambiguity}
547
548 The translation from content level terms to CIC terms is not straightforward
549 because some nodes of the content encoding admit more that one CIC encoding,
550 invalidating requirement (2).
551
552 \begin{example}
553  \label{ex:disambiguation}
554
555  Consider the term at the concrete syntax level \texttt{\TEXMACRO{forall} x. x +
556  ln 1 = x} of Fig.~\ref{fig:inputphase}(a), it can be the type of a lemma the
557  user may want to prove. Assuming that both \texttt{+} and \texttt{=} are parsed
558  as infix operators, all the following questions are legitimate and must be
559  answered before obtaining a CIC term from its content level encoding
560  (Fig.~\ref{fig:inputphase}(b)):
561
562  \begin{enumerate}
563
564   \item Since \texttt{ln} is an unbound identifier, which CIC constants does it
565    represent? Many different theorems in the library may share its (rather
566    short) name \dots
567
568   \item Which kind of number (\IN, \IR, \dots) the \texttt{1} literal stand for?
569    Which encoding is used in CIC to represent it? E.g., assuming $1\in\IN$, is
570    it an unary or a binary encoding?
571
572   \item Which kind of equality the ``='' node represents? Is it Leibniz's
573    polymorhpic equality? Is it a decidable equality over \IN, \IR, \dots?
574
575  \end{enumerate}
576
577 \end{example}
578
579 In \MATITA, three \emph{sources of ambiguity} are admitted for content level
580 terms: unbound identifiers, literal numbers, and operators. Each instance of
581 ambiguity sources (ambiguous entity) occuring in a content level term is
582 associated to a \emph{disambiguation domain}. Intuitively a disambiguation
583 domain is a set of CIC terms which may be replaced for an ambiguous entity
584 during disambiguation. Each item of the domain is said to be an
585 \emph{interpretation} for the ambiguous entity.
586
587 \emph{Unbound identifiers} (question 1) are ambiguous entities since the
588 namespace of CIC objects is not flat and the same identifier may denote many
589 ofthem. For example the short name \texttt{plus\_assoc} in the \HELM{} library
590 is shared by three different theorems stating the associative property of
591 different additions.  This kind of ambiguity is avoidable if the user is willing
592 to use long names (in form of URIs in the \texttt{cic://} scheme) in the
593 concrete syntax, with the obvious drawbacks of obtaining long and unreadable
594 terms.
595
596 Given an unbound identifier, the corresponding disambiguation domain is computed
597 querying the library for all constants, inductive types, and inductive type
598 constructors having it as their short name (see the \LOCATE{} query in
599 Sect.~\ref{sec:metadata}).
600
601 \emph{Literal numbers} (question 2) are ambiguous entities as well since
602 different kinds of numbers can be encoded in CIC (\IN, \IR, \IZ, \dots) using
603 different encodings. Considering the restricted example of natural numbers we
604 can for instance encode them in CIC using inductive datatypes with a number of
605 constructor equal to the encoding base plus 1, obtaining one encoding for each
606 base.
607
608 For each possible way of mapping a literal number to a CIC term, \MATITA{} is
609 aware of a \emph{number intepretation function} which, when applied to the
610 natural number denoted by the literal\footnote{at the moment only literal
611 natural number are supported in the concrete syntax} returns a corresponding CIC
612 term. The disambiguation domain for a given literal number is built applying to
613 the literal all available number interpretation functions in turn.
614
615 Number interpretation functions can be defined in OCaml or directly using
616 \TODO{notazione per i numeri}.
617
618 \emph{Operators} (question 3) are intuitively head of applications, as such they
619 are always applied to a (possiblt empty) sequence of arguments. Their ambiguity
620 is a need since it is often the case that some notation is used in an overloaded
621 fashion to hide the use of different CIC constants which encodes similar
622 concepts. For example, in the standard library of \MATITA{} the infix \texttt{+}
623 notation is available building a binary \texttt{Op(+)} node, whose
624 disambiguation domain may refer to different constants like the addition over
625 natural numbers \URI{cic:/matita/nat/plus/plus.con} or that over real numbers of
626 the \COQ{} standard library \URI{cic:/Coq/Reals/Rdefinitions/Rplus.con}.
627
628 For each possible way of mapping an operator application to a CIC term,
629 \MATITA{} knows an \emph{operator interpretation function} which, when applied
630 to an operator and its arguments, returns a CIC term. The disambiguation domain
631 for a given operator is built applying to the operator and its arguments all
632 available operator interpretation functions in turn.
633
634 Operator interpretation functions could be added using the
635 \texttt{interpretation} statement. For example, among the first line of the
636 script \FILE{matita/library/logic/equality.ma} from the \MATITA{} standard
637 library we read:
638
639 \begin{grafite}
640 interpretation "leibnitz's equality"
641  'eq x y =
642    (cic:/matita/logic/equality/eq.ind#xpointer(1/1) _ x y).
643 \end{grafite}
644
645 Evaluating it in \MATITA{} will add an operator interpretation function for the
646 binary operator \texttt{eq} which expands to the CIC term on the right hand side
647 of the statement. That CIC term can be written using only built-in concrete
648 syntax, can contain no ambiguity source; still, it can refer to operator
649 arguments bound on the left hand side and can contain implicit terms (denoted
650 with \texttt{\_}) which will be expanded to fresh metavariables. The latter
651 feature is used in the example above for the first argument of Leibniz's
652 polymorhpic equality.
653
654 \subsubsection{Disambiguation algorithm}
655
656 A \emph{disambiguation algorithm} takes as input a content level term and return
657 a fully determined CIC term. The key observation on which a disambiguation
658 algorithm is based is that given a content level term with more than one sources
659 of ambiguity, not all possible combination of interpretation lead to a typable
660 CIC term. In the term of Ex.~\ref{ex:disambiguation} for instance the
661 interpretation of \texttt{ln} as a function from \IR to \IR and the
662 interpretation of \texttt{1} as the Peano number $1$ can't coexists. The notion
663 of ``can't coexists'' in the disambiguation of \MATITA{} is defined on top of
664 the \emph{refiner} for CIC terms described in~\cite{csc-phd}.
665
666 Briefly, a refiner is a function whose input is an \emph{incomplete CIC term}
667 $t_1$ --- i.e. a term where metavariables occur (Sect.~\ref{sec:metavariables}
668 --- and whose output is either:\NOTE{descrizione sommaria del refiner, pu\'o
669 essere spostata altrove}
670
671 \begin{enumerate}
672  
673  \item an incomplete CIC term $t_2$ where $t_2$ is a well-typed term obtained
674   assigning a type to each metavariable in $t_1$ (in case of dependent types,
675   instantiation of some of the metavariable occurring in $t_1$ may occur as
676   well);
677
678  \item $\epsilon$, meaning that no well-typed term could be obtained via
679   assignment of type to metavariable in $t_1$ and their instantiation;
680
681  \item $\bot$, meaning that the refiner is unable to decide whether of the two
682   cases above apply (refinement is semi-decidable).
683
684 \end{enumerate}
685
686 On top of a CIC refiner \MATITA{} implement an efficient disambiguation
687 algorithm, which is outlined below. It takes as input a content level term $c$
688 and proceeds as follows:
689
690 \begin{enumerate}
691
692  \item Create disambiguation domains $\{D_i | i\in\mathit{Dom}(c)\}$, where
693   $\mathit{Dom}(c)$ is the set of ambiguity sources of $c$. Each $D_i$ is a set
694   of CIC terms and can be built as described above.
695
696  \item An \emph{interpretation} $\Phi$ for $c$ is a map associating an
697   incomplete CIC term to each ambiguity source of $c$. Given $c$ and one of its
698   interpretations an incomplete CIC term is fully determined replacing each
699   ambiguity source of $c$ with its mapping in the interpretation and injecting
700   the remaining structure of the content level in the CIC level (e.g. replacing
701   the application of the content level with the application of the CIC level).
702   This operation is informally called ``interpreting $c$ with $\Phi$''.
703   
704   Create an initial interpretation $\Phi_0 = \{\phi_i | \phi_i = \_,
705   i\in\mathit{Dom}(c)\}$, which associates a fresh metavariable to each source
706   of ambiguity of $c$. During this step, implicit terms are expanded to fresh
707   metavariables as well.
708
709  \item Refine the current incomplete CIC term (i.e.  the term obtained
710   interpreting $t$ with $\Phi_i$).
711
712   If the refinement succeeds or is undetermined the next interpretation
713   $\Phi_{i+1}$ will be created \emph{making a choice}, that is replacing in the
714   current interpretation one of the metavariable appearing in $\Phi_i$ with one
715   of the possible choice from the corresponding disambiguation domain. The
716   metavariable to be replaced is chosen following a preorder visit of the
717   ambiguous term. Then, step 3 is attempted again with the new interpretation.
718     
719   If the refinement fails the current set of choices cannot lead to a well-typed
720   term and backtracking of the current interpretation is attempted.
721     
722  \item Once an unambiguous correct interpretation is found (i.e. $\Phi_i$ does
723   no longer contain any placeholder), backtracking is attempted anyway to find
724   the other correct interpretations.
725
726  \item Let $n$ be the number of interpretations who survived step 4. If $n=0$
727   signal a type error. If $n=1$ we have found exactly one (incomplete) CIC term
728   corresponding to the content level term $c$, returns it as output of the
729   disambiguation phase. If $n>1$ we have found many different (incomplete) CIC
730   terms which can correspond to the content level term, let the user choose one
731   of the $n$ interpretations and returns the corresponding term.
732
733 \end{enumerate}
734
735 The efficiency of this algorithm resides in the fact that as soon as an
736 incomplete CIC term is not typable, no further instantiation of the
737 metavariables of the corresponding interpretation is attemped.
738 % For example, during the disambiguation of the user input
739 % \texttt{\TEXMACRO{forall} x. x*0 = 0}, an interpretation $\Phi_i$ is
740 % encountered which associates $?$ to the instance of \texttt{0} on the right,
741 % the real number $0$ to the instance of \texttt{0} on the left, and the
742 % multiplication over natural numbers (\texttt{mult} for short) to \texttt{*}.
743 % The refiner will fail, since \texttt{mult} require a natural argument, and no
744 % further instantiation of the placeholder will be tried.
745
746 Details of the disambiguation algorithm along with an analysis of its complexity
747 can be found in~\cite{disambiguation}, where a formulation without backtracking
748 (corresponding to the actual \MATITA{} implementation) is also presented.
749
750 \subsubsection{Disambiguation stages}
751
752 \subsection{notation}
753 \label{sec:notation}
754 \ASSIGNEDTO{zack}
755
756 Mathematical notation plays a fundamental role in mathematical practice: it
757 helps expressing in a concise symbolic fashion concepts of arbitrary complexity.
758 Its use in proof assistants like \MATITA{} is no exception. Formal mathematics
759 indeed often impose to encode mathematical concepts at a very high level of
760 details (e.g. Peano numbers, implicit arguments) having a restricted toolbox of
761 syntactic constructions in the calculus.
762
763 Consider for example one of the point reached while proving the distributivity
764 of times over minus on natural numbers included in the \MATITA{} standards
765 library. (Part of) the reached sequent can be seen in \MATITA{} both using the
766 notation for various arithmetical and relational operator or without using it.
767 The sequent rendered without using notation would be as follows:
768 \sequent{
769 \mathtt{H}: \mathtt{le} z y\\
770 \mathtt{Hcut}: \mathtt{eq} \mathtt{nat} (\mathtt{plus} (\mathtt{times} x (\mathtt{minus}
771 y z)) (\mathtt{times} x z))\\
772 (\mathtt{plus} (\mathtt{minus} (\mathtt{times} x y) (\mathtt{times} x z))
773 (\mathtt{times} x z))}{
774 \mathtt{eq} \mathtt{nat} (\mathtt{times} x (\mathtt{minus} y z)) (\mathtt{minus}
775 (\mathtt{times} x y) (\mathtt{times} x z))}
776 while the corresponding sequent rendered with notation enabled would be:
777 \sequent{
778 H: z\leq y\\
779 Hcut: x*(y-z)+x*z=x*y-x*z+x*z}{
780 x*(y-z)=x*y-x*z}
781
782
783 \subsection{mathml}
784 \ASSIGNEDTO{zack}
785
786 \subsection{selezione semantica, cut paste, hyperlink}
787 \ASSIGNEDTO{zack}
788
789 \subsection{pattern}
790 \ASSIGNEDTO{gares}\\
791 Patterns are the textual counterpart of the MathML widget graphical
792 selection.
793
794 Matita benefits of a graphical interface and a powerful MathML rendering
795 widget that allows the user to select pieces of the sequent he is working
796 on. While this is an extremely intuitive way for the user to
797 restrict the application of tactics, for example, to some subterms of the
798 conclusion or some hypothesis, the way this action is recorded to the text
799 script is not obvious.\\
800 In \MATITA{} this issue is addressed by patterns.
801
802 \subsubsection{Pattern syntax}
803 A pattern is composed of two terms: a $\NT{sequent\_path}$ and a
804 $\NT{wanted}$.
805 The former mocks-up a sequent, discharging unwanted subterms with $?$ and
806 selecting the interesting parts with the placeholder $\%$. 
807 The latter is a term that lives in the context of the placeholders.
808
809 The concrete syntax is reported in table \ref{tab:pathsyn}
810 \NOTE{uso nomi diversi dalla grammatica ma che hanno + senso}
811 \begin{table}
812  \caption{\label{tab:pathsyn} Concrete syntax of \MATITA{} patterns.\strut}
813 \hrule
814 \[
815 \begin{array}{@{}rcll@{}}
816   \NT{pattern} & 
817     ::= & [~\verb+in match+~\NT{wanted}~]~[~\verb+in+~\NT{sequent\_path}~] & \\
818   \NT{sequent\_path} & 
819     ::= & \{~\NT{ident}~[~\verb+:+~\NT{multipath}~]~\}~
820       [~\verb+\vdash+~\NT{multipath}~] & \\
821   \NT{wanted} & ::= & \NT{term} & \\
822   \NT{multipath} & ::= & \NT{term\_with\_placeholders} & \\
823 \end{array}
824 \]
825 \hrule
826 \end{table}
827
828 \subsubsection{How patterns work}
829 Patterns mimic the user's selection in two steps. The first one
830 selects roots (subterms) of the sequent, using the
831 $\NT{sequent\_path}$,  while the second 
832 one searches the $\NT{wanted}$ term starting from these roots. Both are
833 optional steps, and by convention the empty pattern selects the whole
834 conclusion.
835
836 \begin{description}
837 \item[Phase 1]
838   concerns only the $[~\verb+in+~\NT{sequent\_path}~]$
839   part of the syntax. $\NT{ident}$ is an hypothesis name and
840   selects the assumption where the following optional $\NT{multipath}$
841   will operate. \verb+\vdash+ can be considered the name for the goal.
842   If the whole pattern is omitted, the whole goal will be selected.
843   If one or more hypotheses names are given the selection is restricted to 
844   these assumptions. If a $\NT{multipath}$ is omitted the whole
845   assumption is selected. Remember that the user can be mostly
846   unaware of this syntax, since the system is able to write down a 
847   $\NT{sequent\_path}$ starting from a visual selection.
848   \NOTE{Questo ancora non va in matita}
849
850   A $\NT{multipath}$ is a CiC term in which a special constant $\%$
851   is allowed.
852   The roots of discharged subterms are marked with $?$, while $\%$
853   is used to select roots. The default $\NT{multipath}$, the one that
854   selects the whole term, is simply $\%$.
855   Valid $\NT{multipath}$ are, for example, $(?~\%~?)$ or $\%~\verb+\to+~(\%~?)$
856   that respectively select the first argument of an application or
857   the source of an arrow and the head of the application that is
858   found in the arrow target.
859
860   The first phase selects not only terms (roots of subterms) but also 
861   their context that will be eventually used in the second phase.
862
863 \item[Phase 2] 
864   plays a role only if the $[~\verb+in match+~\NT{wanted}~]$
865   part is specified. From the first phase we have some terms, that we
866   will see as subterm roots, and their context. For each of these
867   contexts the $\NT{wanted}$ term is disambiguated in it and the
868   corresponding root is searched for a subterm $\alpha$-equivalent to
869   $\NT{wanted}$. The result of this search is the selection the
870   pattern represents.
871
872 \end{description}
873
874 \noindent
875 Since the first step is equipotent to the composition of the two
876 steps, the system uses it to represent each visual selection.
877 The second step is only meant for the
878 experienced user that writes patterns by hand, since it really
879 helps in writing concise patterns as we will see in the
880 following examples.
881
882 \subsubsection{Examples}
883 To explain how the first step works let's give an example. Consider
884 you want to prove the uniqueness of the identity element $0$ for natural
885 sum, and that you can relay on the previously demonstrated left
886 injectivity of the sum, that is $inj\_plus\_l:\forall x,y,z.x+y=z+y \to x =z$.
887 Typing
888 \begin{grafite}
889 theorem valid_name: \forall n,m. m + n = n \to m = O.
890   intros (n m H).
891 \end{grafite}
892 \noindent
893 leads you to the following sequent 
894 \sequent{
895 n:nat\\
896 m:nat\\
897 H: m + n = n}{
898 m=O
899 }
900 \noindent
901 where you want to change the right part of the equivalence of the $H$
902 hypothesis with $O + n$ and then use $inj\_plus\_l$ to prove $m=O$.
903 \begin{grafite}
904   change in H:(? ? ? %) with (O + n).
905 \end{grafite}
906 \noindent
907 This pattern, that is a simple instance of the $\NT{sequent\_path}$
908 grammar entry, acts on $H$ that has type (without notation) $(eq~nat~(m+n)~n)$
909 and discharges the head of the application and the first two arguments with a
910 $?$ and selects the last argument with $\%$. The syntax may seem uncomfortable,
911 but the user can simply select with the mouse the right part of the equivalence
912 and left to the system the burden of writing down in the script file the
913 corresponding pattern with $?$ and $\%$ in the right place (that is not
914 trivial, expecially where implicit arguments are hidden by the notation, like
915 the type $nat$ in this example).
916
917 Changing all the occurrences of $n$ in the hypothesis $H$ with $O+n$ 
918 works too and can be done, by the experienced user, writing directly
919 a simpler pattern that uses the second phase.
920 \begin{grafite}
921   change in match n in H with (O + n).
922 \end{grafite}
923 \noindent
924 In this case the $\NT{sequent\_path}$ selects the whole $H$, while
925 the second phase searches the wanted $n$ inside it by
926 $\alpha$-equivalence. The resulting
927 equivalence will be $m+(O+n)=O+n$ since the second phase found two
928 occurrences of $n$ in $H$ and the tactic changed both.
929
930 Just for completeness the second pattern is equivalent to the
931 following one, that is less readable but uses only the first phase.
932 \begin{grafite}
933   change in H:(? ? (? ? %) %) with (O + n).
934 \end{grafite}
935 \noindent
936
937 \subsubsection{Tactics supporting patterns}
938 In \MATITA{} all the tactics that can be restricted to subterm of the working
939 sequent accept the pattern syntax. In particular these tactics are: simplify,
940 change, fold, unfold, generalize, replace and rewrite.
941
942 \NOTE{attualmente rewrite e fold non supportano phase 2. per
943 supportarlo bisogna far loro trasformare il pattern phase1+phase2 
944 in un pattern phase1only come faccio nell'ultimo esempio. lo si fa
945 con una pattern\_of(select(pattern))}
946
947 \subsubsection{Comparison with Coq}
948 Coq has a two diffrent ways of restricting the application of tactis to
949 subterms of the sequent, both relaying on the same special syntax to identify
950 a term occurrence.
951
952 The first way is to use this special syntax to specify directly to the
953 tactic the occurrnces of a wanted term that should be affected, while
954 the second is to prepare the sequent with another tactic called
955 pattern and the apply the real tactic. Note that the choice is not
956 left to the user, since some tactics needs the sequent to be prepared
957 with pattern and do not accept directly this special syntax.
958
959 The base idea is that to identify a subterm of the sequent we can
960 write it and say that we want, for example, the third and the fifth
961 occurce of it (counting from left to right). In our previous example,
962 to change only the left part of the equivalence, the correct command
963 is
964 \begin{grafite}
965   change n at 2 in H with (O + n)
966 \end{grafite} 
967 \noindent
968 meaning that in the hypothesis $H$ the $n$ we want to change is the
969 second we encounter proceeding from left toright.
970
971 The tactic pattern computes a
972 $\beta$-expansion of a part of the sequent with respect to some
973 occurrences of the given term. In the previous example the following
974 command
975 \begin{grafite}
976   pattern n at 2 in H
977 \end{grafite}
978 \noindent
979 would have resulted in this sequent
980 \begin{grafite}
981   n : nat
982   m : nat
983   H : (fun n0 : nat => m + n = n0) n
984   ============================
985    m = 0
986 \end{grafite}
987 \noindent
988 where $H$ is $\beta$-expanded over the second $n$
989 occurrence. This is a trick to make the unification algorithm ignore
990 the head of the application (since the unification is essentially
991 first-order) but normally operate on the arguments. 
992 This works for some tactics, like rewrite and replace,
993 but for example not for change and other tactics that do not relay on
994 unification. 
995
996 The idea behind this way of identifying subterms in not really far
997 from the idea behind patterns, but really fails in extending to
998 complex notation, since it relays on a mono-dimensional sequent representation.
999 Real math notation places arguments upside-down (like in indexed sums or
1000 integrations) or even puts them inside a bidimensional matrix.  
1001 In these cases using the mouse to select the wanted term is probably the 
1002 only way to tell the system exactly what you want to do. 
1003
1004 One of the goals of \MATITA{} is to use modern publishing techiques, and
1005 adopting a method for restricting tactics application domain that discourages 
1006 using heavy math notation, would definitively be a bad choice.
1007
1008 \subsection{Tacticals}
1009 \ASSIGNEDTO{gares}\\
1010 There are mainly two kinds of languages used by proof assistants to recorder
1011 proofs: tactic based and declarative. We will not investigate the philosophy
1012 aroud the choice that many proof assistant made, \MATITA{} included, and we will not compare the two diffrent approaches. We will describe the common issues of the first one and how \MATITA{} tries to solve them.
1013
1014 First we must highlight the fact that proof scripts made using tactis are
1015 particularly unreadable. This is not a big deal for the user while he is
1016 constructing the proof, but is considerably a problem when he tries to reread
1017 what he did or when he shows his work to someone else.
1018
1019 Another common issue for tactic based proof scripts is their mantenibility.
1020 Huge libraries have been developed, and backward compatibility is a really time
1021 consuming task. This problem is usually ameliorated with tacticals, that
1022 help in structuring proofs and consequently their maintenance, but have a bad
1023 counterpart in script readability.  Since tacticals are executed atomically,
1024 the common practice of executing again a script to review all the proof steps
1025 doesn't work at all. This issue in addition to the really poor feeling that a
1026 list of tactics gives about the proof makes script rereading particularly hard.
1027
1028 \MATITA{} uses a language of tactics and tacticals, but adopts a peculiar
1029 strategy to make this technique more user friendly without loosing in
1030 mantenibility or expressivity.
1031
1032 \subsubsection{Tacticals overview}
1033 Before describing the peculiarities of \MATITA{} tacticals we briefly introduce what tacticals are and where they can be useful.
1034
1035 Tacticals first appered in LCF(cita qualcosa) and can be seen as programming
1036 constructs, like looping, branching, error recovery or sequential composition.
1037 For example $tac_1~.~tac_2$ executes the first tactic and applies the second
1038 only to the first goal opened by $tac_1$. Baranching can be used to specify a
1039 diffrent tactic to apply to each new goal opened by another tactic, for example
1040 $tac_1\verb+;[+~tac_{1.1}~\verb+|+~tac_{1.2}~\verb+|+~\cdots~|~tac_{1.n}~\verb+]+$
1041 applies respectively $tac_{1.i}$ to the $i$-th goal opened by $tac_1$. Looping
1042 can be used to iterate a tactic until it works: $\verb+repeat+~tac$ applies
1043 $tac$ to the current goal, and again $tac$ to the eventually resulting goals
1044 until all goal are closed or the tactic fails.
1045
1046 \begin{table}
1047  \caption{\label{tab:tacsyn} Concrete syntax of \MATITA{} tacticals.\strut}
1048 \hrule
1049 \[
1050 \begin{array}{@{}rcll@{}}
1051   \NT{punctuation} & 
1052     ::= & \SEMICOLON \quad|\quad \DOT \quad|\quad \SHIFT \quad|\quad \BRANCH \quad|\quad \MERGE \quad|\quad \POS{\mathrm{NUMBER}~} & \\
1053   \NT{block\_kind} & 
1054     ::= & \verb+focus+ ~|~ \verb+try+ ~|~ \verb+solve+ ~|~ \verb+first+ ~|~ \verb+repeat+ ~|~ \verb+do+~\mathrm{NUMBER} & \\
1055   \NT{block\_delimiter} & 
1056     ::= & \verb+begin+ ~|~ \verb+end+ & \\
1057   \NT{tactical} & 
1058     ::= & \verb+skip+ ~|~ \NT{tactic} ~|~ \NT{block\_delimiter} ~|~ \NT{block\_kind} ~|~ \NT{punctuation} ~|~& \\
1059 \end{array}
1060 \]
1061 \hrule
1062 \end{table}
1063
1064 \MATITA{} tacticals syntax is reported in table \ref{tab:tacsyn}.
1065 While one whould expect to find structured constructs like 
1066 $\verb+do+~n~\NT{tactic}$ the syntax allows pieces of tacticals to be written.
1067 This is essential for base idea behind matita tacticals: step-by-step execution.
1068
1069 \subsubsection{\MATITA{} Tinycals}
1070 The low-level tacticals implementation of \MATITA{} allows a step-by-step execution of a tactical, that substantially means that a $\NT{block\_kind}$ is not executed as an atomic operation. This has two major benefits for the user, even being a so simple idea:
1071 \begin{description}
1072 \item[Proof structuring] 
1073   is much easyer. Consider for example a proof by induction, and imagine you are using classical tacticals. After applying the
1074   induction principle, with one step tacticals, you have to choose: structure
1075   the proof or not. If you decide for the former you have to branch with
1076   \verb+[+ and write tactics for all the cases separated by \verb+|+ and the
1077   close the tactical with
1078   \verb+]+. You can replace most of the cases by the identity tactic just to
1079   concentrate only on the first goal, but you will have to go one step back and
1080   one further every time you add something inside the tactical. And if you are
1081   boared of doing so, you will finish in giving up structuring the proof and
1082   write a plain list of tactics.\\
1083   With step-by-step tacticals you can apply the induction principle, and just
1084   open the branching tactical \verb+[+. Then you can interact with the system
1085   reaching a proof of the first case, without having to specify the whole
1086   branching tactical. When you have proved all the induction cases, you close
1087   the branching tactical with \verb+]+ and you are done with a structured proof.
1088 \item[Rereading]
1089   is possible. Going on step by step shows exactly what is going on.
1090   Consider again a proof by induction, that starts applying the induction
1091   principle and suddenly baranches with a \verb+[+. This clearly separates all
1092   the induction cases, but if the square brackets content is executed in one
1093   single step you completely loose the possibility of rereading it. Again,
1094   executing step-by-step is the way you whould like to review the
1095   demonstration. Remember tha understandig the proof from the script is not
1096   easy, and only the execution of tactics (and the resulting transformed goal)
1097   gives you the feeling of what is goning on.
1098 \end{description}
1099
1100
1101
1102 \subsection{named variable e disambiguazione lazy}
1103 \ASSIGNEDTO{csc}
1104
1105 \subsection{metavariabili}
1106 \label{sec:metavariables}
1107 \ASSIGNEDTO{csc}
1108
1109 \begin{verbatim}
1110
1111 \end{verbatim}
1112
1113 \section{Drawbacks, missing, \dots}
1114
1115 \subsection{moduli}
1116 \ASSIGNEDTO{}
1117
1118 \subsection{ltac}
1119 \ASSIGNEDTO{}
1120
1121 \subsection{estrazione}
1122 \ASSIGNEDTO{}
1123
1124 \subsection{localizzazione errori}
1125 \ASSIGNEDTO{}
1126
1127 \acknowledgements
1128 We would like to thank all the students that during the past
1129 five years collaborated in the \HELM{} project and contributed to 
1130 the development of Matita, and in particular
1131 A.Griggio, F.Guidi, P. Di Lena, L.Padovani, I.Schena, M.Selmi, 
1132 V.Tamburrelli.
1133
1134 \theendnotes
1135
1136 \bibliography{matita}
1137
1138
1139 \end{document}
1140