Логические языки

Пролог - практически единственный широко используемый логический язык. Имеется множество реализаций.

• Две коммерческие системы Quintus Prolog и SICStus Prolog сейчас развиваются и поддерживаются SICS (Swedish Institute of Computer Science). Среды разработки с большим набором инструментов и очень обширными библиотеками. Большинство разработчиков используют SICStus.

• Strawberry Prolog хорошо подходит для знакомства с Прологом и создания небольших программ для Windows, но обладает слишком низкой производительностью для серьезных задач.

• SWI Prolog - довольно популярная система, в основном благодаря удобной среде и переносимой библиотеке для создания графического интерфейса.

• B-Prolog - самая быстрая из реализаций, основанных на байт-коде. Включает некоторые расширения: ограничения на конечных доменах CLP(FD) и запоминание результатов (tabling) – техника известная в функциональном программировании как мемоизация (memoiazation).

• XSB - развитие некогда популярного Stony Brook Prolog. Также поддерживает tabling. Интересная особенность - возможность использования языка второго порядка HiLog.

• GNU Prolog - компилятор в двоичный код. По скорости совсем немного уступает SICStus.

• Visual Prolog - продукт датской фирмы Prolog Development Center. Ранее распространялся под названием Turbo Prolog (Borland) и PDC Prolog. Несмотря на своё название это - не реализация Пролога, а совершенно особенный язык со строгим контролем типов. К сожалению, отсутствие полиморфизма делает систему типов маловыразительной. В последних версиях появилась поддержка ООП.

• Mercury - довольно сложный язык, ориентированный на создание больших программных систем. Создан на основе Пролога, но некоторые недекларативные особенности удалены. Как альтернатива введены декларации видов, позволяющие компилятору генерировать более эффективный код. Развитая полиморфная система типов. Очень хороший компилятор. В целом, язык сложноват для первоначального обучения, но превосходен для промышленного программирования.

• Godel - экспериментальный логический язык со строгим контролем типов. Попытка создать декларативную альтернативу Прологу. Значительное внимание уделено средствам метапрограммирования. Замечательное средство для изучения логического программирования. К сожалению, поддержки для Windows нет и не планируется.

Глава 2. Программирование на языКе лисп

1. История создания языка Лисп

Язык Лисп, как и язык Фортан является одним из первых языков программировния. Однако до 80-х годов Лисп в основном использовался теоретиками программирования как формальный язык и был средством лабораторных исследований искусственного интеллекта. Лисп не является результатом коллективной деятельности, а прежде всего отражает личное видение сущности и возможностей программирования одного человека – Джона Маккарти. В 1958 г. Маккарти, будучи профессором Массачусетского технологического института, начал работу по созданию такого языка программирования, который бы хорошо подходил для программирования задач искусственного интеллекта. В задачах искусственного интеллекта основополагающую роль играет представление знаний. К этому времени был разработан язык обработки списков - язык IPL. Он не получил широкого распространения из-за своей близости к машинному языку. Но благодаря ему родилась идея хранения программ и данных в памяти в виде списков, т.е. в виде структур, связанных ссылками, независимыми от физического расположения структур в памяти машины. Таким образом, для списков не надо заранее резервировать в памяти некоторую область, их можно создавать, изменять и удалять динамически. Сначала у Маккарти была идея реализовать обработку списков IPL на Фортране, затем на Алголе, но, в конце концов, он пришел к идее создания собственного языка программирования.

Для символьных цепочек Маккарти придумал основанную на скобках форму представления, иерархическую списочную запись, точечную нотацию. Используя понятие пустого списка NIL, он определил основные алгебраические действия по обработке списков. Так родились примитивные функции и предикаты: CAR, CDR, CONS, ATOM, EQ, необходимые для анализа конструирования и сравнения списков. Для определения функций Маккарти заимствовал из лямбда-исчисления Черча понятие лямбда-выражения.

Важнейшей идеей Маккарти явилась идея единообразного представления программ и данных в виде символьных выражений (списков), в результате чего стала возможной работа с программой и ее интерпретация в качестве данных, так и интерпретация данных и работа с ними как с программой. Благодаря единообразному представлению программ и данных функции можно передавать в качестве параметров другим функциям (функционалам), также возможно преобразование, самоизменение и порождение новых программ во время их исполнения (обучение, адаптация).

Лисп является языком низкого уровня, его можно рассматривать как ассемблер, ориентированный на работу со списковыми структурами. Поэтому на протяжении всего существования языка было много попыток его усовершенствования за счет введения дополнительных базисных примитивов и управляющих структур. Но все эти изменения, как правило, не становились самостоятельными языками. В новых своих редакциях Лисп быстро усваивал все ценные изобретения своих конкурентов.