- •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
5.2 Керування пошуком з поверненням
Один з варіантів керування пошуком з поверненням можна ілюструвати на прикладі предиката do_answer, записаного в дещо іншій формі.
do_answer(X) :-colleague(Z,Y), X==Z, write(" ", X, " -> ", Y), nl, fail.
Альтернативна форма запису не змінює суті даного правила, але дає можливість показати, що введення нових підцілей у правило можна керувати пошуком з поверненням. З цього прикладу видно, що друга підмета може виявитися неуспішної через невідповідність працівника, уніфікованого з першої підмети, із працівником, уніфікованим через заголовок правила, тобто введеного з клавіатури. Неуспіх уніфікації другої підмети приведе до того, що відкат виникне до видачі інформації на екран і предикат fail не буде застосовано. Включення предикату fail у правило, забезпечує відкат, якщо умови правила будуть виконані і все правило виявиться успішним.
Ще одним прикладом по керуванню пошуком з поверненням є процедура побудови меню show_menu.
show_menu:-makеwindow(1,7,15," Меню ",1,50,10,20), repeat, clearwindow, write(" 1 - процес 1"), nl, write(" 2 - процес 2"), nl, write(" 0 - вихід "), nl, nl, write(" Ваш вибір -> "), readint(Menu), Menu < 3, process(Menu), stop_menu(Menu).
stop_menu(0).
stop_menu(_) :- fail.
У ній repeat використовується так, що після виходу з будь-якого модуля, що викликається предикатом process(), йде повернення в меню.
Виключенням є вибір нуля, що викликає закінчення програми.
У даному правилі керування відкатом використовується двічі: у виді предикатів Menu підмета Menu.
Якщо процедура process() завершиться успіхом, то система робить спробу виконати процедуру stop_menu(), яка при будь-яких значеннях, крім 0, завершується невдачею, що викликає відкат до предиката repeat. При значенні вибору рівному 0 – вона є щирим фактом, і програма завершується.
Завдання 5.
Створіть файл lab5menu.pro, у якому, використовуючи приведені вище предикати, напишіть програму організації виконання двох довільних процесів з вибором їх через меню. Процеси повинні бути описані відповідними предикатами і мати найпростіший вигляд. Наприклад, відкриття вікна і видача повідомлення.
Запустіть програму на виконання. Потім, використовуючи трасування, вивчіть хід рішення задачі, відкати і повтори, виконувані програмою.
5.3 Керування ходом виконання програм з використанням відсікання
Пролог містить засіб, що перешкоджає пошукові з поверненням при визначених умовах. Ця операція називається відсіканням і виконується предикатом cut, що у програмах позначається знаком оклику (!). Вплив цього предикату просто зводиться до припинення пошуку. Відсікання використовується в двох випадках:
1. Для обмеження простору пошуку у випадках, коли заздалегідь відомо, що деякі можливі шляхи не приведуть до необхідних нам рішень, тобто їх обробка приведе до непотрібної втрати часу. З використанням відсікання програма вирішується швидше і вимагає меншого обсягу пам'яті.
2. Коли відсікання потрібно по логіці програми для:
– Недопущення повернення до попередньої підмети правила при відкаті. Нехай яке-небудь правило має вигляд:
r1(X,Y,Z) if a(X), b(Y), !, c(X,Y,Z).
Дане правило вказує на те, що система пройде через предикат cut тільки в тому випадку, якщо і підмета а(Х), і підмета b(Y) будуть успішними. Після того, як предикат cut буде оброблений, система не зможе повернутися назад для повторного розгляду підцілей а(Х) і b(Y). якщо підмета c(X,Y,Z) зазнає невдачі при поточних значеннях змінних X, Y і Z.
– Запобігання переходу до наступної пропозиції процедури.
Нехай процедура опису предикату r складається з трьох правил. Позначимо через r1, r2 і r3 – записи того самого предиката r у кожній із трьох пропозицій процедури. Тоді два варіанти запису цієї процедури у виді:
a) r1(X,Y) if !, a(X), b(Y), c(X,Y). 6) r1(X,Y) if a(X), b(Y), c(X,Y), !.
r2(X,Y) if !, d(X,Y). r2(X,Y) if d(X,Y), !.
r3(X,Y) if e(X,Y). r3(X,Y) if e(X,Y).
відповідають тому, що, у першому випадку, при обробці предиката r буде використано лише одне з правил r1, r2, r3, а, у другому випадку правила будуть оброблятися одне за одним, причому, істинність якого-небудь одного з правил приводить до закінчення процедури і виключенню з розгляду всіх записаних нижче.
Розглянемо на приклад, процедуру пошуку максимального з двох чисел можна записати у виді двох правил для предиката max. Але ці правила взаємно виключають. Якщо перше правило істинне, то друге правило немає змісту виконувати.
max(X,Y,X):-X> =Y.
max(X,Y,Y):-X< Y.
Тому з використанням відсікання можливе значно більш коротке формулювання процедури.
max(X,Y,X):-X> =Y,!.
max(X,Y,Y).
Таким чином, якщо предикат fail ініціює бектрекінг (повернення до перебору чергових альтернатив після першої знайденої), то предикат cut його завершує.