- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни Тернопільський національний технічний університет імені Ів. Пулюя
- •Лабораторне заняття №1 Ознайомлення з мовою програмування Пролог
- •1.1 Загальні відомості про мову Пролог
- •1.2 Елементи мови Турбо-Пролог
- •1.3 Структура програм Турбо-Пролога
- •1.3.1 Секція domains Пролог-програми
- •1.3.2 Секція predicates
- •1.3.3 Секція clauses
- •1.3.4 Секція goal
- •1.3.5 Секція database
- •1.4 Оболонка системи Турбо-Пролог
- •1.5 Налагодження і трасування програм
- •Лабораторна робота №2 Робота з найпростішими програмами в системі Турбо-Пролог
- •2.1 Вступ
- •2.2 Завантаження системи Турбо-Пролог, ввід і запуск програм
- •2.3 Робота з Пролог-програмами в режимі діалогу
- •2.4 Трасування програм у середовищі системи Турбо-Пролог
- •2.5 Робота з програмами, що містять внутрішню мету
- •2.6. Найпростіша програма вводу-виводу даних
- •2.7 Побудова найпростішого інтерфейсу для виводу результатів запитів
- •8. Зміст звіту по лабораторній роботі
- •Лабораторна робота №3 Пролог-програми як найпростіші бази даних і знань
- •3.1 Вступ
- •3.2 Запити до бази даних
- •3.2.1 Прості запити
- •3.2.2 Складені запити
- •3.2.3 Запити з анонімними змінними
- •3.3. Статичні і динамічні бази даних
- •3.4. Явні і неявні бази даних. Правила логічного висновку
- •3.5 Використання структур у якості доменів відношень
- •6. Процедури як елемент представлення знань
- •3.7 Цілісність і несуперечність баз даних і знань
- •3.8. Зміст звіту по лабораторній роботі
- •Лабораторна робота №4. Керування ходом виконання програм у системі Турбо-Пролог
- •4.1 Робота системи Турбо-Пролог при виконанні запитів
- •4.2 Уніфікація термів
- •4.3 Пошук з поверненням при виконанні Пролог-програм
- •4.4 Використання відкату після невдачі при використанні внутрішньої мети для організації найпростішого інтерфейсу виводу
- •4.5 Зміст звіту по лабораторній роботі
- •Лабораторна робота №5 Керування ходом виконання Пролог-програм
- •5.1 Організація повторюваних процесів
- •5.2 Керування пошуком з поверненням
- •5.3 Керування ходом виконання програм з використанням відсікання
- •5.4 Застосування предикату not - заперечення як неуспіх
- •5.5 Використання методу відкату і відсікання
- •5.6 Відкат і відсікання при реалізації відносин типу „один-до-багатьох”
- •5.7 Ступінчаті функції і відсікання
- •5.8 Труднощі у використанні відсікання і заперечення
- •5.9 Зміст звіту по лабораторній роботі
- •Лабораторна робота №6 Рекурсія і рекурсивні процедури в Пролозі
- •6.1 Визначення поняття рекурсії
- •6.2 Склад рекурсивної процедури
- •6.3 Особливості виконання рекурсивних процедур Прологом-системою
- •6.4 Приклад рекурсивної процедури пошуку довжини маршруту на графі
- •6.5 Обмеження і властивості, що забезпечують цілісність відношень
- •6.6 Реалізація циклічних процедур за допомогою бектрекінгу
- •6.6.1. Реалізація ітераційного процесу за допомогою бектрекінгу
- •6.6.2 Дії типу ’до’ і ’після’
- •6.6.3. Застосування бектрекінгу для реалізації циклів
- •6.7 Зміст звіту по лабораторній роботі
- •Лабораторна робота №7 Списки і процедури їх обробки
- •7.1 Списки як рекурсивні структури даних
- •7.2 Використання списків в Пролог-програмах
- •7.3. Найпростіші процедури роботи зі списками
- •7.4 Процедури обробки списків
- •7.5. Компонування даних у список
- •7.6. Зміст звіту по лабораторній роботі
- •Лабораторна робота №8 Способи представлення баз даних у Пролог-програмах
- •8.1 Вступ
- •8.2 Представлення відносин у виді фактів
- •8.3 Представлення атрибутів у виді фактів
- •8.4 Представлення бази даних у виді списку структур
- •8.5 Представлення бази даних у виді лінійної рекурсивної структури
- •8.6 Представлення бази даних у виді двійкового дерева
- •8.7 Порівняння різних видів представлення бази даних
- •Лабораторна робота №9 Динамічні бази даних
- •9.1 Вступ
- •9.2 Прості прийоми роботи з динамічними бд
- •9.3 Зв’язок статичних і динамічних баз даних
- •9.4 Процедура роботи з динамічною бд, що навчається у користувача
- •9.5 Розширення бази даних у файли
- •9.6. Організації файлових бд на основі файлів прямого доступу
- •9.6. Особливості представлення динамічних баз даних у Visual Prolog
- •9.7 Зміст звіту по лабораторній роботі
- •Лабораторна робота №10 робота з складно структурованими базами даних
- •10.1 Опис логічної моделі даних
- •10.3 Отримання структурованої інформації з бази даних
- •10.4 Абстракція даних і побудова баз знань
- •10.5. Зміст звіту по лабораторній роботі
- •Лабораторна робота №11 дослідження методів представлення і обробки знань
- •11.1 Структура експертних систем
- •11.2 Представлення знань
- •11.3 Система інтерфейсу користувача
- •11.4 Експертна система на правилах
- •11.5 Експертні системи, що базуються на логіці
- •11.6 Структура бази знань експертної системи для вибору породи дерева
- •11.7 Зміст звіту
- •Список використаних джерел
- •Додаток а Службові предикати Турбо-Пролога
- •Додаток б Службові предикати Турбо-Пролога для роботи з файлами
- •Додаток в
- •Таблиця в.1 – Варіанти завдань
- •6. До лабораторної роботи №7
- •7. До лабораторної роботи №8
- •8. До лабораторної роботи №9
- •9. До лабораторної роботи №10
- •10. До лабораторної роботи №11
1.1 Загальні відомості про мову Пролог
Пролог – машинна мова п'ятого покоління, що застосовується при побудові експертних систем, природно-мовних інтерфейсів і інтелектуальних систем керування. Теоретичною основою Прологу є розділ символьної логіки, що називається численням предикатів. Предикат – це логічна функція, що виражає деяке відношення між своїми аргументами і приймає значення "істина", якщо це відношення існує або "неправда", якщо воно відсутнє.
На відміну від Паскаля, Бейсика й інших традиційних процедурних мов програмування, де програміст повинний описати процедуру рішення крок за кроком, наказуючи комп'ютерові, як вирішувати проблему, при використанні Прологу програмістові досить описати задачу й основні правила її рішення, а Пролог сам визначить, як прийти до рішення. Прологові властивий ряд властивостей, якими не володіють процедурні мови програмування, що робить його могутнім засобом логічного програмування. До таких властивостей відносяться:
1) механізм висновку з пошуком і поверненням,
2) убудований механізм зіставлення зі зразком,
3) проста, але виразна структура даних з можливістю її зміни.
Пролог відрізняється однаковістю програм і даних. Дані і програми лише дві різні точки зору на об'єкти Прологу. У єдиній базі даних можна вільно створювати і знищувати окремі елементи. Оскільки не існує розходження між програмою і даними, то можна змінювати програму під час її роботи. Природним методом програмування є рекурсія.
Пролог є декларативною мовою. Це означає, що маючи, необхідні факти і правила, він може використовувати дедуктивні висновки для рішення задач програмування. Пролог – мова описів і замість серії кроків, що визначають, як комп'ютер повинний вирішувати проблему, програма на Пролозі містить опис проблеми, що містить у собі:
1. Імена і структури об'єктів, використовуваних у задачі.
2. Імена відношень (предикатів), що існують між об'єктами.
3. Основну мету (задачу), розв'язувану даною програмою.
4. Факти і правила, що описують відношення між об'єктами.
Такий опис використовується для специфікації бажаних відносин між наявними вхідними даними і вихідними даними, що генеруються на підставі вхідних. Перші дві області описів аналогічні секції оголошень програм на Паскалі. Третя описує формулювання основної мети програми. Четверта містить список логічних тверджень у формі фактів, таких як, наприклад,
Іван любить Марію
Петро любить пиво
або у формі правил, наприклад,
Іван любить X, якщо Петро любить Х
(Іван любить те, що любить Петро).
На основі наявних правил і фактів Пролог робить висновки. Маючи два вищенаведених факти й одне правило. Пролог прийде до висновку, що
Іван любить пиво.
А якщо задати Прологові задачу, Наприклад,
Знайти усіх, хто любить пиво ,
то він знайде всі рішення цієї задачі. При цьому він автоматично керує рішенням задачі, намагаючись під час виконання програми знайти всі можливі набори значень, що задовольняють поставленій задачі. При цьому пошук здійснюється по всій базі даних, що введена в систему (термін база даних використовується при об'єднанні набору фактів для спільного їхнього використання при рішенні деякої конкретної задачі).
У Пролозі використовується метод пошуку з поверненням, що дозволяє у випадку знаходження одного рішення переглянути всі зроблені припущення ще раз, щоб визначити, чи не приводить нове значення перемінної до ще одного рішення. Синтаксис Прологу дуже короткий і простий.