От пользователя постоянно требуется дополнительная информация

Нормой в отечественных программах является создание ситуаций, в которых пользователь должен ввести информацию, которую может ввести за него программа. Также повсеместно распространена практика, когда пользователь должен вводить информацию которую он уже когда-то вводил.

Зачастую вопросы, которые задает система, могут просто поставить пользователя в тупик и надолго заморозить его работу, из-за того, что пользователь просто не обладает той информацией, что запрашивает система, либо чтобы найти эту информацию нужно время.

Билет 6

Вопрос 1. Программирование баз данных. Динамическая база данных. Добавление и удаление фактов в процессе работы программы.

Пролог-программы не зря называют базами знаний. На Прологе легко реализуются реляционные базы данных, наиболее распространенные в настоящее время. Любая таблица реляционной базы данных может быть описана соответствующим набором фактов, где каждой записи исходной таблицы будет соответствовать один факт. Каждому полю будет соответствовать аргумент предиката, реализующего таблицу. Многие дистрибутивы Пролога содержат в качестве примера реализацию базовой части языка SQL. Можно сказать, что структура реляционных баз данных включается в структуру Пролог-программ.

Турбо Пролог имеет встроенные средства для работы с двумя типами баз данных: внутренними (динамическими) и внешними. Внутренние базы данных так называются потому, что они обрабатываются исключительно в оперативной памяти компьютера, в отличие от внешних баз данных, которые могут обрабатываться на диске или в памяти. Так как внутренние базы данных размещаются в оперативной памяти компьютера, конечно, работать с ними существенно быстрее, чем с внешними. С другой стороны, емкость оперативной памяти, как правило, намного меньше, чем емкость внешней памяти. Отсюда следует, что объем внешней базы данных может быть существенно больше объема внутренней базы данных. И если предполагается, что база может оказаться довольно большой, то следует использовать именно внешние базы данных.

Внутренняя база данных состоит из фактов, которые можно динамически, в процессе выполнения программы, добавлять в базу данных и удалять из нее, сохранять в файле, загружать факты из файла в базу данных. Эти факты могут использовать только предикаты, описанные в разделе описания предикатов базы данных.

DATABASE [ — <имя базы данных>]

<имя предиката>(<имя домена первого аргумента>,...,

< имя домена n-го аргумента>)

...

В базе данных могут содержаться только факты, а не правила вывода, причем факты базы данных не могут содержать свободных переменных.

Познакомимся со встроенными предикатами Турбо Пролога, предназначенными для работы с внутренней базой данных. Все рассматриваемые далее предикаты могут использоваться в варианте с одним или двумя аргументами. Причем одноаргументный вариант используется, если внутренняя база данных не имеет имени. Если же база поименована, то нужно использовать двухаргументный предикат, в котором второй аргумент — это имя базы.

Начнем с предикатов, с помощью которых во время работы программы можно добавлять или удалять факты базы данных.

Для добавления фактов во внутреннюю базу данных может использоваться один из трех предикатов assert, asserta или assertz. Разница между этими предикатами заключается в том, что предикат asserta добавляет факт перед другими фактами (в начало внутренней базы данных), а предикат assertz добавляет факт после других фактов (в конец базы данных). Предикат assert добавлен для совместимости с другими версиями Пролога и работает точно так же, как и assertz. Можно сказать, что предикаты assert и assertz работают с совокупностью фактов, как с очередью, а предикат asserta — как со стеком.

Для удаления фактов из базы данных служат предикаты retract и retractall. Предикат retract удаляет из внутренней базы данных первый с начала факт, который может быть отождествлен с его первым параметром.

Для удаления всех предикатов, соответствующих его первому аргументу, служит предикат retractall.

Для сохранения динамической базы на диске служит предикат save.

Факты, сохраненные в текстовом файле на диске, могут быть загружены в оперативную память командой consult. Предикат будет неуспешен, если для считываемого файла недостаточно свободного места в оперативной памяти или если указанный файл не найден на диске, или если он содержит ошибки (ниже будет разъяснено чуть подробнее, какими они бывают).

Заметим, что сохраненная внутренняя база данных представляет собой обычный текстовый файл, который может быть просмотрен и/или изменен в любом текстовом редакторе. При редактировании или создании файла, который планируется применить для последующей загрузки фактов с использованием предиката consult, нужно учитывать, что каждый факт должен занимать отдельную строку. Количество аргументов и их тип должны соответствовать описанию предиката в разделе database. В файле не должно быть пустых строк, внутри фактов не должно быть пробелов, за исключением тех, которые содержатся внутри строк в двойных кавычках, других специальных символов типа конца строки, табуляции и т.д.

Примеры работы предикатов

Добавление и удаление фактов в процессе работы программы

В ряде задач ИИ возникает необходимость модифицировать программу во время ее выполнения. К таким задачам относятся, например, реализации экспертных систем. Одно из основных требований к экспертным системам - способность к самообучению. А это, в свою очередь, предполагает добавление новых (неизвестных фактов) и генерацию правил. В большинстве реализаций Пролога существует ряд встроенных предикатов, обеспечивающих реализацию этих функций - assert(F) добавляет к текущей программе фразу F.

w(5,a). ?- w(X,Y). Х = 5 Y = a; no ?- assert(w(7,c)). yes ?-w(X,Y). X = 7 Y = c; X = 5 Y = a; no	• asserta(F) добавляет к текущей программе фразу F как первую фразу программы. • assertz(F) добавляет к текущей программе фразу F как последнюю фразу программы. ?- asserta(w(8,d)). yes ?- assertz(w(9,f). yes ?- w(X,Y). X = 8 Y = d; X=7 X=5 Y = a; X=9 Y=f; no
- retract(F) - удаляет из текущей программы первую фразу, которая унифицируется с F. ?- retract(auto(X,Y,Z)). X = mersd Y = 200 Z = 5; X = volvo Y=170 Z = 5; No Предупреждение: этот предикат является деструктивным. Например, предыдущее применение этого предиката привело к удалению всех фактов auto. ?- auto(X,Y,Z). no	- clause(H,T) H должна быть конкретизирована заголовком фразы. Предикат найдет среди фраз программы, такую фразу, заголовок которой унифицируется с Н и выполнит унификацию Т с телом этой фразы. auto(mersd,200,5). auto(volvo, 170,5). ?-assert((xor_auto(X):-auto(X,Y,Z),Y>180,Z>4)). Х=Н23 Y= H28 Z = H29; no ?- clause(xor_auto(X),F). X=H78 F = auto(H78,H133,H134) , H133 > 180 , H134 > 4 ; no	Если фразой является факт, то Т будет конкретизирована константой true. ?- clause(auto(X,Y,Z),F). X = mersd Y = 200 Z = 5 F = true; X = volvo Y=170 Z = 5 F = true; no