Общие сведения о ПРОЛОГе

ПРОЛОГ(ПРОграммирование в ЛОГике) - язык логического программирования, предназначен для решения задач из области искусственного интеллекта (создание ЭС, программы-переводчики, обработка естественного языка). Он используется для обработки естественного языка и обладает мощными средствами, позволяющими извлекать информацию из баз данных, причем методы поиска, используемые в нем, принципиально отличаются от традиционных.

Основные конструкции ПРОЛОГа заимствованы из логики. ПРОЛОГ относится не к процедурным, а к декларативным языкам программирования. Он ориентирован не на разработку решений, а на систематизированное и формализованное описание задачи с тем, чтобы решение следовало из составленного описания.

Суть логического подхода заключается в том, что машине в качестве программы предлагается не алгоритм, а формальное описание предметной области и решаемой проблемы в виде аксиоматической системы. Тогда поиск решения с помощью вывода в этой системе можно поручить самому компьютеру. Главная же задача программиста — удачно представить предметную область системой логических формул и таким множеством отношений на ней, которые наиболее полно описывают задачу.

Фундаментальные свойства ПРОЛОГа:

1) механизм вывода с поиском и возвратом

2) встроенный механизм сопоставления с образцом

3) простая и легко изменяемая структура данных

4) отсутствие указателей, операторов присваивания и перехода

5) естественность рекурсии

Этапы программирования на ПРОЛОГе:

1) объявление фактов об объектах и отношениях между ними;

2) определение правил взаимосвязи объектов и отношений между ними;

3) формулировка вопроса об объектах и отношениях между ними.

Теоретической основой ПРОЛОГа является раздел символьной ло­гики, называемый исчислением предикатов.

Предикат – это имя свойства или отношения между объектами с последовательностью аргументов.

<имя_предиката>(t₁, t₂, ..., t_n) ), t₁,t₂,...,t_n – аргументы

Например, факт black(cat) записан с использованием предиката black, имеющего один аргумент. Факт написал(шолохов, "ТИХИЙ ДОН") записан с использованием предиката написал, имеющего два аргумента.

Число аргументов предиката называется арностью предиката и обозначается black/1 (предикат black имеет один аргумент, его арность равна единице). Предикаты могут не иметь аргументов, арность таких предикатов равна 0.

Язык Пролог вырос из работ Алана Колмерауэра (A. Colmerauer) по обработке естественного языка и независимых работ Роберта Ковалького (R. Kowalski) по приложениям логики к программированию (1973 г.).

Наиболее известна в России система программирования Turbo Prolog — коммерческая реализация языка для IBM-совместимых ПК. В 1988 г. вышла значительно более мощная версия Turbo Prolog 2.0, включающая усовершенствованную интегрированную среду разработки программ, быстрый компилятор и средства низкоуровневого программирования. Фирма Borland распространяла эту версию до 1990 г., а затем компания PDC приобрела монопольное право на использование исходных текстов компилятора и дальнейшее продвижение системы программирования на рынок под названием PDC Prolog.

В 1996 г. Prolog Development Center выпускает на рынок систему Visual Prolog 4.0. В среде Visual Prolog используется подход, получивший название «визуальное программирование», при котором внешний вид и поведение программ определяются с помощью специальных графических средств проектирования без традиционного программирования на алгоритмическом языке.

В Visual Prolog входят интерактивная среда визуальной разработки (VDE — Visual Develop Environment), которая включает текстовый и различные графические редакторы, инструментальные средства генерации кода, конструирующие управляющую логику (Experts), а также являющийся расширением языка интерфейс визуального программирования (VPI — Visual Programming Interface), Пролог-компилятор, набор различных подключаемых файлов и библиотек, редактор связей, файлы, содержащие примеры и помощь.

4.2. Предложения: факты и правила

Программа на ПРОЛОГе состоит из предложений, которые могут быть фактами, правилами или запросами.

Факт – это утверждение о том, что соблюдается некоторое конкретное соотношение между объектами. Факт используется для того, чтобы показать простую взаимосвязь между данными.

Структура факта:

<имя_отношения>( t₁,t₂,...,t_n) ), t₁,t₂,...,t_n– объекты

Примеры фактов:

учится (ира, университет). % Ира учится в университете

родитель(иван, алексей). % Иван является родителем Алексея

язык_программирования (пролог). % Пролог – это язык программирования

Набор фактов составляет базу данных. В виде факта в программе записываются данные, которые принимаются за истину и не требуют доказательства.

Правила используются для того, чтобы установить отношения между объектами на основе имеющихся фактов.

Структура правила:

<имя_правила> :- <тело правила> или

<имя_правила > if <тело правила>

Левая часть правила вывода называется головой правила, а правая часть - телом. Тело может состоять из нескольких условий, перечисленных через запятую или точку с запятой. Запятая означает операцию «логическое И», точка с запятой – операцию «логическое ИЛИ». В предложениях используются переменные для обобщенной формулировки правил вывода. Переменные действуют только в одном предложении. Имя в разных предложениях указывает на разные объекты. Все предложения обязательно заканчиваются точкой.

Примеры правил:

мать (Х, У) :- родитель (Х, У), женщина(Х).

студент (X) :- учится (X, институт); учится (X, университет).

Правило отличается от факта тем, что факт - всегда истина, а правило является истинным, если выполняются все утверждения, составляющие тело правила. Факты и правила образуют базу знаний.