- •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
1.2 Елементи мови Турбо-Пролог
Програма на Пролозі складається з множини пропозицій (фраз). Кожна пропозиція – це або факт, або правило. Факт – це твердження про те, що дотримується деяке відношення. Він записується як ім'я, за яким слідує список аргументів у дужках. Наприклад:
likes(“Іван", "Марія").
Правило – це факт, щире значення якого залежить від істинності інших фактів. Наприклад:
likes("Іван",X) if likes("Петро",X).
Аргументи пропозицій Пролог-програми називаються термами, а саму Пролог-програму можна розглядати як мережу відношень, що існують між термами. Кожен терм позначає деякий об'єкт предметної області і записується як послідовність літер, що поділяються на чотири категорії: прописні букви, малі літери, цифри і спеціальні знаки. Існує три типи термів: константа, змінна або структура (складений терм).
Константами є пойменовані конкретні об'єкти або конкретні відношення. Існує два види констант – атоми і числа. Атом – це або послідовність латинських букв, цифр і знака підкреслення, що починається з рядкової латинської букви, або довільна група символів в лапках. Наприклад: ivan, “Iвaн", invoice_n, "іван", "n_рахунку".
Змінна в Пролозі повинна мати ім'я, що починається з прописної букви або знака підкреслення і складається з латинських літер. Наприклад: Name, X, Invoice_n. Змінна називається зв'язаної якщо є об'єкт, який вона позначає. При відсутності такого об'єкта змінна називається вільної. Для позначення змінної, на яку відсутня посилання в програмі, використовується анонімна змінна – одиночний знак підкреслення (_).
Структура (або складений терм) – об'єкт, що складається із сукупності інших об'єктів, що називаються компонентами. Структура записується на Турбо-Пролозі за допомогою функтора і компонент, що заключені у круглі дужки і розділяються комами. Компоненти самі є термами. Наприклад, у факт likes входить структура book:
likes("Іван", book("назва", "автор"))
Складені терми аналогічні записам Паскаля або структурам Сі, тобто – це обумовлені програмістом об'єкти довільної складності. По цій же аналогії – функтор і кількість компонентів складеного терма показують тип запису, а компоненти складеного терма відповідають полям запису.
1.3 Структура програм Турбо-Пролога
Програма на Турбо-Пролозі складається з декількох секцій, кожна з яких ідентифікується ключовим словом і має наступну узагальнену структуру:
сonstans
/* секція оголошення констант */
domains
/* секція оголошення доменiв */
database
/* секція оголошення динамічних баз даних */
predicates
/* секція оголошення предикатів */
goal
/* підціль_1, підціль_2, і т.д. */
clauses
/* пропозиції (факти і правила) */
Обов'язковим у програмі є присутність двох секцій з іменами predicates і clauses. У першій з них описуються структури використовуваних у програмі відношень, а в другий ці відношення визначаються Для набору фактів і правил, розглянутих вище, один з можливих прикладів програми на Турбо-Пролозі буде мати вигляд:
/* програма 1.1 */
predicates
likes(string,string) /* опис предиката */
clauses
likes ("Іван","Марія"). /* факт */
likes ("Петро","пиво"). /* факт */
likes ("Іван",X) if likes ("Петро",X). /* */
У цій програмі предикат likes описує структуру, відношення, домени якого мають тип рядка символів. Факти і правила записані у виді пропозиції Пролог-програми, кожна з них закінчується крапкою, а текст у /* ... */ – це коментарі. Відсутність у програмі секції goal припускає, що запити до програми будуть здійснюватися з оболонки Турбо-Пролога. Так, наприклад, при запиті про пошук всіх любителів пива, мета повинна бути сформувала у вікні діалогу Турбо-Пролога у виді:
Goal: likes(Who,"пиво").
У відповідь на цей запит у тім же вікні діалогу Турбо-Пролог виведе всіх тих, хто любить пиво, зв'язуючи їх з змінною Who.
Однак використання в Пролог-програмах тільки двох секцій, тобто predicates і clauses, є достатнім тільки для найпростіших програм, що не використовують опис даних і їхніх структур, не працюють з динамічними базами даних.
У програмі можуть бути присутнім ще два розділи, що забезпечують визначення глобальних доменів і предикатів.
– Global domains - розташовується після розділу domains.
– Global predicates – слідує за розділом predicates.
Визначення типів даних і предикатів у цих розділах дозволяє забезпечити міжмодульний інтерфейс.
Розглянемо більш докладне призначення кожної із секцій програми.