
- •1. Разл.Парадигмы пр-я и подходы к опр-ю выч-ти. Декларативные яп как альт. Императивным. Лп как алг-я модель, альт-я модели Тьюринга — фон Неймана.
- •3.Исчисление предикатов 1-го порядка. Понятие о формальной аксиоматической системе.Выводимость (|-) в форм. Аксиом. Системе.Правило вывода modus ponens.
- •4. Понятие о полноте, непротиворечивости и корректности логической системы. Связь логического вывода с общезначимостью. Тh о дедукции.
- •5.Алгоритмическая неразрешимость исчисления предикатов. Тh Черча. Th Геделя о неполноте формальной арифметики.
- •6. Норм-е формы. Дизьюнкты Хорна. Сведение ф-л лог.Пр-в к фразам Хорна.
- •7. Унификация. Правила унификации сложных структур.
- •8. Правило вывода modus tollens. Простое и обобщенное правило резолюции.
- •9. Метод резолюции для реализации эф-го логического вывода в логических программах на основе фраз Хорна. Стратегии резолюции. Sld-резолюция.
- •11. Декларативная и процедурная семантика языка лп. Примеры.
- •12. Отрицание в логическом программировании. Отрицание по неуспеху и предположение о замкнутости мира. Sldnf-резолюция.
- •14. Основные объекты языка Пролог: атомы, числа, константы, переменные, термы, структурные термы, предикаты.
- •15. Операторы. Представление и выч-ие арифметич-х выр-й. Опред-е польз-м операторы. Представление предикатов и правил структурными термами.
- •16. Подходы к организации циклов в лп. Примеры. Предикаты for, repeat.
- •17. Управление перебором и отсечение( cut). Предикат not.
- •18. Встроенные предикаты Пролога: read, write, nl.
- •21. Описание основных предикатов обработки списков: определение длины, взятие n-ого элемента, принадлежность элемента списку, конкатенация списков.
- •22. Описание основных предикатов обработки списков: удаление элемента из списка, определение подсписка, перестановки.
- •23. Порядковое представление списков в Прологе. Представ-е матриц. Примеры.
- •25. Деревья. Деревья поиска, основные операции с деревьями поиска.
- •26. Сбалансир-е деревья. Алгоритм добавления узла в сбалансир-е дерево.
- •27. Представления графов. Алгоритмы поиска пути (в глубину, в ширину).
- •28. Метод генерации и проверок для решения задач. Метод ветвей и границ. Явный и неявный перебор в Пролог-программах.
- •31. Операторы. Преобр.Симв.Выр.В дерево.Выч-е значений арифм.Выр.По строке.
- •30. Решение задач методом поиска в пространстве состояний. Пример. Принципы подбора алгоритма поиска пути в зависимости от задачи.
- •32. Символьные вычисления. Алгоритм символьного дифференцирования.
- •33. Подходы к символьному упрощению выражений.
- •34. Анализ ест-го языка с использованием контекстно-свободной грамматики. Подход к интерпретации знаний в естественно-языковом материале.
- •35. Учет контекстных усл. Работа со словарями. Глуб. И пов. Структуры в ест.Яз.
- •36.Расширение логического интерпретатора Пролога средствами языка. Мета-интерпритаторы. Примеры
- •24. Разностные списки. Хвостовая рекурсия. Сведение рекурсивного нехвостового определения к хвостовому. Примеры.
1. Разл.Парадигмы пр-я и подходы к опр-ю выч-ти. Декларативные яп как альт. Императивным. Лп как алг-я модель, альт-я модели Тьюринга — фон Неймана.
Парадигма:Императивная(Алгоритмическая). Ex: С, Паскаль. Принцип. Алг. модель: Машина фонНеймана основанная на МТ (принципиально не-рекурсивна). Программы представляют из себя набор примитивных инструкций, комбинируемых опред-м обра-зом. Примитивные операторы: 1.Присваивание; 2.Ввод-вывод. Правила комбинир-я: 1.Композиция; 2.Усл.композиция; 3.Циклич. композиция. Осн.операции:послед.вып-ие примитивных операций,условный оператор, операторы присваивания (=мн-во ко-манд некот.абстрактной машины, ex, МТ). (+)естеств-е соотв-е архитектуре ЭВМ (ЦП способен вып-ть огр.кол-во инструкций); область памяти ЭВМ <–>переменная; запись в память<–>оператор присваивания. (–)1.непрозрачная семантика; 2.присваивание; 3.понятие контекста(область видимости); 4.поста новка задачи (операция преобраз-я усл.задачи к алгоритму).// Стиль программир-я, при кот.решение задачи или алгоритм решения генерир-ся компьютером автоматически, а для решения необх.только форма-льное описание, наз-ют декларативным. Исп-ие в кач-ве базовой алгоритмич.модели логики предикатов позволяет получать декларативные языки.// Логическая. Ex: Prolog, Mercury. Модель: Матем-я (формальная) логика. Логика предикатов 1го порядка. Она достаточно формальна и позволяет формулир-ть св-ва. (+) Программы представляют собой строго формализ-ю постановку задачи. Естественный способ описания. Вып-е инициализируется запросом на нахождение значений переменных, удовл-х к.-н. пре-дикату или формуле. (–) реализация: перевод описания на декларативном языке в кла-ссич.императивный алг-м. Функциональная. Ex:Лисп,Scheme.Модель:lambda-исчисле-ние. Процедуры манипулируют описание других процедур. (+)формализм более высо-кого порядка чем логич. программирование (–)реализация: перевод описания на дек-ларативном языке в классич. императивный алгоритм. Ситуационная. Ex: Рефал. Мо-дель: Нормальные алгоритмы Маркова. Программа представляет собой набор подста-новок применяемых в соответствии с опред-ми правилами ко входной строке для по-лучения результата. // Эквивалентность моделей Мн-во потенциальных задач шире, чем мн-во алгоритмов. Сущ-ют невычислимые ф-и, которые невозможно вычислить при помощи алгоритмов в известных алгоритмических моделях. Df Задача – вычисл-е некот. функции f: N^n -> N^m. Имеет мощность континуума. Th Мн-ва вычислимых функций в алгоритмических моделях: машина Тьюринга; исчисление предикатов 1го порядка; Нормальные алгоритмы Маркова; рекурсивные функции Черча, совпадают. Доказ-ся попарно через эмуляцию. (Все известные алгоритмич. модели эквивалентны в смысле мн-ва решаемых задач) Df Эффективно вычислимая функция - вычислимая при помощи неформального алгоритма как посл-ть дискретных элементарных шагов, детерминированная и конечная. Th Тьюринга-Чёрча Мн-во ф-ий вычислимых в соотв. алгоритмичекой модели, совпадает с мн-вом эффективно вычислимых ф-й. Алгоритмически неразрешима проблема самоприменимости.
2. Лог.предикатов 1-го порядка.Семантика.Понятия вып-ти и общ-ти,лог.сл-я |=.
Df
Логика
высказываний (или пропозициональная
логика) — формальная теория, осн-м
объектом кот. служит понятие
логич.высказывания.
С точки зрения выразите-льности, её
можно охарактеризовать как классич.
логику 0го порядка. Логика выска-зываний
явл-ся простейшей логикой, макс-но
близкой к человеческой логике нефор-мальных
рассуждений и известна ещё со времён
античности. Df
Логика 1го порядка (исчисление предикатов)
- формальное исчисление, допускающее
высказывания отн-но перем-х, фиксир-х
ф-ий, и предикатов. Расширяет логику
высказываний, явл-ся ча-стным случаем
логики высшего порядка. Логика предикатов
1го порядка усов-ет ло-гику высказ-й
след.образом: 1.Введением предикатов
(высказывание зависящее от пар-в)
2.Введением связанных переменных и
кванторов
(
)
3.Функциональных
символов
f
(xi,...
xn)
как аргументов предикатов.Кванторы
могут применяться только к предметным
переменным,не к предикатным и функциональным
символам. Семантика
логики
предикатов. Интерпретация I:
Vars
f
{T,F}.
Предполагают
что
область ин-терпретации
D.
Формулы: –Замкнутые
(не содержит вхождений свободных перем-х)
в некот.I.-Придать
значения из области интерпретации всем
предметным константам a_i:
I_a
:{a_i}
D.-Придать
смысл всем функц-м символам f_i^{(n)}:
I_f
:{f_i^{(n)}}
(D^n
D)
-Придать
значения всем предикатным символам
P_i^{(n)}:
I_p
:{P_i^{(n)}}
(D^n
{T,F})
Т.о.
интерпретация
I=<D,
I_a,
I_f,
I_p
>.–Не
замкнутые
(зависит от некот. набора пер-х {
x_1,...
x_n}):-Однозначная
интерпретация невозможна
–Вводит-ся
понятие оценки на наборе
{a_1,...
a_n}.
Df
Ф-ла F
называются
общезначимой
|=,
ес-ли она истина во всех интерпр-х. Df
Ф-ла F
называются
выполнимой
если она истина хотя бы в 1й инт-и. Df
Ф-ла B
следует
из ф-лы A:
A
|=
B, если в любой инт-и для кот. истинно A
оказывается истинным и B.
Можно
распространить на произвольное кол-во
высказываний A_1,…,A_n
|=
B
A_1
…
A_n
|=
B. Th
A
|=
B
A
B