Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
48
Добавлен:
05.03.2016
Размер:
1.28 Mб
Скачать

4.3 Пошук з поверненням при виконанні Пролог-програм

Знання про метод пошуку з поверненням, що реалізований в Пролог-системі, дозволяє правильно складати Пролог-програми і керувати пошуком рішень. Більш докладно розглянемо цей процес на прикладі програми 3.3 з лабораторної роботи №3.

Завдання 1.

1. Завантажте програму 3.3, ввійдіть у режим редагування і введіть директиву покрокового виконання програми.

2. Сформуйте запит про пошук усіх товаришів по службі Грищенко і у режимі покрокового виконання відстежте процес пошуку рішень.

Вирішуючи будь-яку задачу. Пролог будує дерево підзадач, відзначає, які підзадачі вирішені, а які ще ні. Так при рішенні поставленої в завданні задачі дерево підзадач буде мати вигляд наведений на рис.4.3.

Рисунок 4.3 – Дерево підзадач

При вирішенні будь-яких підцілей Турбо-Пролог використовує два основні правила:

– Пошук рішень підцілей здійснюється зліва на право.

– Вибір предикатів для розгляду при рішенні кожної підцілі здійснюється в тому порядку, у якому вони з’являються в програмі.

При цьому, якщо яка-небудь із підцілей не може бути успішно погоджена, то виконується повернення (або відкат), щоб знайти інші можливі шляхи її вирішення.

Розглянемо процеси пошуку з поверненням і уніфікації, реалізовані Пролог-системою при виконанні запиту colleague(„Петренко” ,Y). На рис.4.4, приведена схема роботи Прологу при отриманні відповіді на поставлений запит. Рішення всієї задачі являє собою послідовність чітко визначених етапів (кроків) виконання задачі:

1. Після вводу, запит поміщається у вершину стека активних запитів, відразу система приступає до пошуку пропозицій з тим же самим іменем предикату, що й у запиту.

2. Аналізуючи знайдену пропозицію, система уніфікує кожен аргумент запиту з відповідним аргументом пропозиції (правила). Після уніфікації запиту з заголовком, система переходить до тіла пропозиції та уніфікує всі його змінні відповідно до заголовку правила.

3. Тіло правила складене, тому перша підціль поміщається в стек запитів, стає активним і починає оброблятися як запит. На даному етапі стек запитів матиме вигляд:

colleague(„Петренко”, Y)

work(„Петренко”, Х) <- активний запит

4. Новий активний запит приступає до пошуку пропозицій програми з тим же самим іменем предикату, що і в активного запиту.

5-6. Якщо спроба уніфікації запиту з заголовком фрази закінчується невдачею, то система переходить до аналізу наступної пропозиції. Цей процес продовжується до тих пір, поки не знайдеться пропозиція, що буде уніфікуватися з запитом. Якщо її не виявиться, то запит завершиться невдачею.

7. Якщо неохідна пропозиція, знайдена і вона є фактом, то підціль відразу ж робиться успішною, змінні уніфікуються з фактом і в стек запитів заноситься друга підціль, що стає активною:

colleague(„Петренко”, Y)

work(„Петренко”, 101) * (істина)

work(Y, 101) <– активний запит

8-9. Дані кроки аналогічні пп.5-6 лише з тією різницею, що якщо в першому випадку пошук у базі work(...) здійснювався за прізвищем, то в другому – пошук у тій же базі виконується по номеру відділу. Перша пропозиція бази work(...), що є фактом, робить активний запит успішним. Його система позначає маркером повернення, уніфікує змінну Y з константою „Грищенко”, і третя підціль завантажується в стек запитів:

colleague(„Петренко”, „Грищенко”)

work(„Петренко”, 101) * (істина)

work(„Грищенко”, 101) * (істина)

Петренко”<>”Грищенко” <- активний запит

10. Перевірка активного запиту показує, що остання підціль є істинною, а оскільки істинними стали раніше і перші дві підцілі, то і вся мета є істинною при значенні змінної Y=”Грищенко”, про що видається повідомлення на дисплей, тобто задача вирішена.

Рисунок 4.4 – Схема роботи Пролог-системи при висновку відповіді на запит

11. Але тому що ціль є зовнішньої, то після пошуку першого рішення і виводу його на екран система штучно генерує стан невдачі і робить відкат для повторного доказу попередньої підцілі зі звільненням змінної Х. При цьому новий стан стеку запитів буде мати вигляд:

colleague(„Петренко”, Y)

work(„Петренко”, 101) * (істина)

work(Y, 101) <- активний запит

12. Повторюється процес аналогічний пп.8-9. Істотна відмінність у тому, що пошук здійснюється не спочатку, а з тієї позиції, що позначена маркером повернення, що скорочує простір пошуку.

13. Після узгодження активного запиту з базою й уніфікації змінної Y константою „Петренко”, система позначає цю позицію бази маркером повернення, і стек запитів приймає вид:

colleague(„Петренко”, „Петренко”)

work(„Петренко”, 101) * (істина)

work(„Петренко”, 101) * (істина)

Петренко”<> „Петренко” <– активний запит

14. Зіставлення в активному запиті дає помилкове значення, що приведе до того, що і весь запит стає помилковим. Пролог-система автоматично намагається його передовести, викликаючи ситуацію відкату (повернення) до останньої успішної підцілі, звільняючи конкретизовані в останньому запиті змінні. Стек запитів аналогічний п.11.

15. Знову повторюється процес пошуку аналогічний п.8-9.

16. Пошук у базі, починаючи з позиції, позначеної маркером повернення приводить до нового узгодження з фактом, уніфікація змінної Y новим значенням і перехід до третьої підцілі, в результаті чого стан стеку запитів буде мати вигляд:

colleague(„Петренко”, "Іванов")

work(„Петренко”, 101) * (істина)

work(„Скрипка”, 101) * (істина)

Петренко”<>”Скрипка” <– активний запит

17. Перевірка в активному запиті показує, що остання підціль є щирої, тому що значення істини прийняли раніше і перші дві підцілі, то і вся мета є щирою при значенні змінної Y=”Скрипка”, про що видається повідомлення на дисплей. Тобто. задача вирішена. А тому що маркер повернення знаходиться на кінці бази даних то задача завершується.

Відкат (або повернення) автоматично ініціюється системою Турбо-Прологу, якщо не використовуються спеціальні засоби керування ним.

Для керування процесом відкату в Пролозі передбачені два предикати: fail (невдача) і cut (відсікання).

Використання зовнішньої мети спонукує змінні одержувати всі можливі значення одне слідом за іншим. При цьому всі їхні значення в невідформатованому виді видаються у вікні діалогу системи. Якщо їхнє число велике, то текст у вікні буде швидко змінюватися і прочитати його буде досить складно або навіть неможливо. Тому в цьому випадку постає задача забезпечення деякого інтерфейсу виводу.