- •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
8.6 Представлення бази даних у виді двійкового дерева
Можна ще більш удосконалити метод представлення даних у виді рекурсивної структури, якщо перетворити структуру work3() у структуру типу двійкове дерево. Це досягається шляхом введення в структуру запису БД ще одного додаткового аргументу, що вказує на попередній запис.
Зміст використання двійкового дерева полягає в тім, щоб зберігати базу даних у відсортованому виді. У розглянутому нижче прикладі база даних відсортована за атрибутом, що описує ім'я службовця і представляється бінарним деревом, що представлене на рис. 1.1.
Рисунок 8.1 – Структура двійкового дерева
Тепер у структурі інформаційного елемента буде шість аргументів:
work4(LeftTree, Name, Office, Post, Salary, RightTree)
Змінна LeftTree описує вітку дерева, що містить усі цілісні інформаційні елементи, що знаходяться (за алфавітом) перед поточним елементом. Змінна RightTree описує вітку дерева, що охоплює всі цілісні інформаційні елементи, розташовані відповідно до алфавіту, після даного елемента. Через те, що БД відсортована, цілісний інформаційний елемент, що містить відомості про Денегу, є самим верхнім вузлом дерева, а саму БД, представлену у виді двійкового дерева (рис.1.1), можна записати в такий спосіб:
work4(work4(end, Денега, 211, „начальник”, 450, end), „Маслов”, 101, „оператор”, 200, work4(end, „Петренко”, 101, „менеджер”, 300,end))
Версія процедури record() для доступу до цілісного інформаційного елемента БД, представленої у виді двійкового дерева, буде базуватися на трьох правилах:
– запис належить дереву, якщо він знаходиться в лівому піддереву,
– запис належить дереву, якщо він є коренем цього дерева,
– запис належить дереву, якщо він знаходиться в правому піддереві.
Цю процедуру, використовуючи синтаксис Прологу, можна описати в такий спосіб:
record(work(Name, Office, Post, Salary), work4(LeftTree, _,_,_,_, __)):- record(work(Name, Office, Post, Salary), LetfTree).
record(work(Name, Office, Post, Salary), work4( _, Name, Office, Post, Salary, _)).
record(work(Name, Office, Post, Salary), work4(_, _,_,_,_, RightTree)) :- record(work(Name, Office, Post, Salary), RightTree).
Тепер процедура record() визначена, і можна написати запит, що дозволяє знайти всіх службовців відділу 101. Другим аргументом запиту є цілком уся база даних.
Goal: record(work(Name, 101, Post, Salary), work4(work4(end, Денега, 211, „начальник”, 450, end), „Маслов”, 101, „оператор”, 200, work4(end, „Петренко”, 101, „менеджер”, 300, end)).
Відповідь на запит буде таж сама, що й у попередніх випадках. Однією з цікавих властивостей представлення у виді двійкового дерева є те, що процедура record() завжди буде видавати цілісні інформаційні елементи, що утворюють дерево, у відсортованому порядку. Це ілюструє запит
Goal: record(OneRecord, work4(work4(end, „Денега”, 211, „начальник”, 450, end), „Маслов”, 101, „оператор”, 200, work4(end, „Петренко”, 101, „менеджер”, 300,end),)
Який забезпечує видачу наступних результатів:
OneRecord = work(„Денега”, 211, „начальник”, 450);
OneRecord = work(„Маслов”, 101, „оператор”, 200);
OneRecord = work(„Петренко”, 101, „менеджер”, 300);
Завдання 8.4. Змініть попередню програму для роботи з БД, що представляється у вигляді двійкового дерева і дозволяє реалізувати запити до неї, описані в даному розділі.
Включіть вміст вихідної БД у виді двійкового дерева до складу програми і виконаєте до неї запити, аналогічні вище приведеному. Текст програми, запити і відповіді на них привести в звіті.