II. Этап сборки решения.

Производится попытка согласования самого последнего из отложенных целевых утверждений, если это удается, то производится согласование предпоследнего целевого утверждения, и так до самого первого из отложенных, то есть запроса.

1) U2=U3*1  , так как U3=1 то U2=1

2) U1=U2*2                  U1=2

3) X=U1*3                    X=6

2. Возврат и отсечение.

В процессе реализации запроса интерпретатору языка необходимо анализировать множество фактов и правил, к-рые извлекаются в процессе нескольких просмотров соответственных баз фактов. При этом в процессе одного просмотра формируется частичное решение. Процесс в PROLOGе выполняется автоматически путем пометки или заполнения тех модулей, к-рые анализировались перед текущей целью, с тем, чтобы исключить полученное частное решение из дальнейнего рассмотрения. Этот механизм в PROLOGе наз-ся возвратом и реализуется через использование стандартного предиката fail, к-рый всегда имеет значение “ложь”. Этот предикат заставляет интерпретатор проанализировать ещё раз базу фактов, чтобы выполнить более целевое утверждение для других значений переменных. Он позволяет получить в базе все возможные решения.

ПРИМЕР:

domains

  p,T=symbo L

predicat s

  like (P,T)

  poleg (T)

dauses

  like (“Иванов”,” пиво”).

  like (“Иванов”,” сок”).

  poleg(“cok”)...

  otv if

  like (P,T) and

  poleg (T),nl,

  write (P),

  fail.

goal

  otv.

Для управления процессом выполнения программ в PROLOG имеется встроенный предикей cut, кот. кодируется в turbo-PROLOG как !. Основное назначение — остановка процесса возврата, т.е. приостановка выработки дальнейших решений.

Этот процесс в Прологе наз. ОТСЕЧЕНИЕМ. Чаще всего предикей cut используется совместно с fail.

ПРИМЕР

…

goal

  like (P,T)

  T= “кефир”,

  nl,

  write ( “любитель кефира найден”)

  !.

  fail

Отсечение используется для устранения бесконечных циклов (см. пред. пример):

clauses

  posl (0,1) if !

  posl(N,V) if

              M=N-1

  posl (M,U)

              V=U*N

Отсечение также используется для  устр. взаимоисключающих утверждений.

ПРИМЕР

  ball (M,’A”) if M> so,!

  ball(M, “B”) if M< so an M>60,!.

ТЕМА: АГРЕГАТЫ ФАКТОВ

1.Списки

2.Динамическая база фактов

3.Структуры

1. Списки.

 Если в пр-ме необходимо организовать с переменными или заранее неопределенным количеством объектов, то испол. списки.

СПИСОК — упорядоченная последовательность эл-в одного типа неопределенной длины, кот м. состоять из 0 и более эл-в.

Константы ,попавшие в список , записываются в [ ] и отделяются друг от друга запятыми.

Исходя из определения списка, два списка , сост. из одних и тех же

эл-в , но расположенных в разном порядке считаются разными. В разделе domains эл-ты списка обяз-но д.б. сопоставлены с определенным типом домена (Sp=integer*).

Список в domains м.б. опосредствован через имя переменной, эл-ты кот. собираются в список.

domains

  k_fms = string, kol = integer,

  Sp = kol*

predicates

  fms ( k_fms, kd, ...)

Списки состоят из заголовка ( начала списка) и захвата (окончания списка). К заголовку относится только 1-й эл-т списка, остальное — хвост.

Список с нулевым количеством эл-в определяется как пустой список, он не имеет ни заголовка ни хвоста.

Для работы со списками в языке имеется ряд встроенных предикатов.

MEMO (<имя эл-та>, <список>) — где <список> м.б. задан либо именем Sp, либо непосредственно константами, входящими в этот список.

Предикат определяет принадлежность эл-та к списку.

I — деление списка на голову и хвост [ Head I Tail] или [H I T]

H — или переменной для обозначения заголовка

T —  — “ —  хвоста

ПРИМЕР

domains

  list=char*

predicates

  test (List)

clouses

  test ( [‘A’, ‘B’ , ‘C’, ‘D’] ).

goal

  test ([H/T]),

  nl,

  write (H)

APPEND ( [ эл-ты старого списка ],[ эл-ты нового списка ],< имя нового списка > )

— из 2-х списков, старого и нового, создают III список.

REVERS ( [ эл-ты стар. списка], < имя нового списка > )

— меняет последовательность эл-в на противоположную

FINDALL (< имя переменной >,< формат предиката >,< имя списка >)

ПРИМЕР

domains

  post = string

  Kol, Cena, Sum = integer

  Sp = integer* ( Sp = Kol*)

  Kod = string

predicates

  tmc ( P, Kol, Cena)

  sum ( Sp, Sum)

goal

  write ( “ Введите код”),

  readln ( Kod),

  nl,

  findall ( Kol, tmc ( Pos1, Kod, Kol, Cena), Sp),

  sum (Sp, Sum),

  write ( “Количество =” , Sum)

clauses

  tmc ( “ 001”, “001”, 45, 80)

…

  sum ( [ ], 0).

  sum ( [ H/T ], Sum) if

              sum ( T, Sum1).

              Sum = H + Sum1.

В языке имеется возможность работы с динамической базой фактов, в которой м. объединяться как однородные, так и разнородные предикаты-факторы.

База фактов — нечто среднее м-у реляционной СУБД и массивом. В момент активизации все факты базы переносятся в ОЗУ с внешнего зап. устройства. Для работы с БД создается новый раздел программы, в кот. определяются прототипы предикатов-фактов, объедененных в базу.

DATABASE

прототипы в этом разделе описываются по тем же правилам, что и в predicates.

Раздел database записывается перед разделом predicates и предикаты, кот. в нем описываются не могут описываться в разделе predicates, а ис-ся в разделах clouses и goal. Активизация базы происходит в области ОЗУ, кот. по умолчанию имеет тип домена dbasedom. Этот тип программист не указывает явно в программе в разделе domains, но м. его использовать в качестве аргументов встроенных предикатов языка, что позволяет сократить текст программы при работе с базой.

domains

  dbasedom = tms(Post, Kod, Kol, Cena)

…

  database

…

              tmc (Post, Kod, Kol, Cena)

Возможно дополнение базы новыми фактами, удаление устаревших, корректировка отдельных фактов. Все операции в базе фактов производятся с помощью стандартных встроенных предикатов:

asserta

              ( < факт >) ( dbasedom) :   (i)

assertz

— используется для добавления нового факта в базу. Факт д.б. обязательно определен и относится к области dbasedom. При использовании предиката asserta факт добавляется перед остальными фактами имеющегося предиката.

assertz — добавление после — “ —

retraсt(< факт>)( dbasedom) : (i) — удаление из БД первого факта, кот. сопоставляется с указанным в retraсt  фактом. Возможно удаление группы. При этом в факте указывается общее для удаления фактов значение, а на месте всех остальных переменных записываются те переменные, кот. нет в этом предикате.

SAVE(< имя файла >) — сокращает все факты дин. базы из ОЗУ на магн. диск под именем

  string : (i)              заданным в предикате save/

CONSULT(< имя файла >) — добавляет в опер. дин. базу все факты из файла на диске с    string : (i)                        указанным именем.

2. Приемы работы с динамической базой фактов.

1.Перезапись фактов из раздела clouses в базу на МД.

domains

  Post, Kod = string

  Kol, Cena = integer

database

  tmc ( Post, Kod, Kol, Cena)

predicates

  perezap

dauses

  tmc (“001”, “001”, 45,80).

…

perzap if

save (“data”)

gocel

  perezap.

2. Создание базы в процессе диалога

domains

  Post, Kod = string

  Kol, Cena = integer

  Pc = integer                                        &&признак окончания ввода

database

  tmc ( Post, Kod, Kol, Cena)              &&база создается первоначально

predicates

  vvod

clouses

  vvod if

              write (“Введите код поставщика”),

              nl,

              readln (post),

              nl,       

              write (“Введите код ТМЦ”),

              nl,

              readln (Kod),

              nl,                                                                                                                                          write (“Введите кол-во ТМЦ”),

              nl,

              readint (Kol),

              write (“Введите цену”),

              nl,

              readint (Cena),

              assertz (tmc ( Post, Kod, Kol, Cena)),

              write ( “ Введите признак продолжения s/0”),

              pr=0,

              vvod.

goal

  vvod,

  save (“data”)             

3.Дополнение базы новыми фактами

…

goal

  consult(“data”),

  vvod,

  save(“data’).

4.Активизация фактов из файла на диск

domaines

  Post, Kod = string

  Kol, Cena = integer

  Sum, Sum1 = integer

  Sp = kol*

database

  tmc (Post, Kod, Kol, Cena)

predicates

  sum( Sp, Sum)

clouses

  sum ( [ ], 0).

  sum ( [ H/t ], Sum) if

              sum(T,Sum1),

              Sum= H + Sum1.

goal

  consult (“data”),

  write  (“Введите код ТМЦ”),

  nl,

  readln (Kod),

  sum(Sp, Sum),

  write (Sum).

5.Удаление конкретных фактов из БД

domains

  Post, Kod = string

  Kol, Cena = integer

database

  tmc (Post, Kod, Kol, Cena)

predicates

  udal

clouses

  udal if

  write  (“Укажите код поставщика”),

  nl,

  readln (Post),

  write  (“Укажите код ТМЦ”),

  nl,

  readln (Kod),

  retract (tmc (Post, Kod, Kol, Cena)),

goal

  consult (data),

  udal,

  save(“data’).

6.Удаление группы факторов

dauses

  udal if

  write (“Введите код поставщика”),

              nl,

              readln (post),

  retract(tmc (Post, Kod, Kol, Cena)),

…

С помощью retract производится удаление дин. базы фактов из ОЗУ.

Корректировка содержимого факта.

Операции проихзводятся в 2-а этапа:

1-- с помощью retract осущ. удаление устаревшего факта из базы

2-- assertz — добавление нового факта в базу.

3. Структуры.

СТР-РА — набор объектов, логически связанных между собой в процессе решения задачи и объединенных под одним именем. Стр-ра в П. используется при создании сложной базы фактов и правил.

Если объекты стр-ры относятся к одному типу доменов. то стр-ра наз. однодоменной. Допускается исп-е доменов разного типа, в этом случае стр-ра наз. разнодоменной.

Исп-е стр-ры в программах позволяет упорядочить базу, разрешается обращение к стр-рам по имени.

ТЕМА: Организация работы с файлами в системе “ ТУРБО-ПРОЛОГ”.

1. Определение файлов.

2. Порядок работы с файлами пользователя в программе.

3.Стандартные предикаты обработки файлов и техника их использования.

1. Определение файлов.

В П. используются традиционное для других языков программирования определение файла. Для указания порядка работы с конкретными файлами в пр-ме, исп-ся символическое имя файла. В системе приняты след. станд. имена файлов, с кот. м. работать в программах без предв. описания.

1.Входной с экрана дисплея keyboard

2.Выходная форма на экран screen

3.Вых. ф-ма на устройство печати printer

4. — “ — на порт com1

По умолчанию наз-ся файлы (1) и (2). Для переопределения стандартных файлов и файлов пользователя исп-ся станд. предикаты

readdevice

 (< символьное имя файла>)

(file):(i)

writedevice

ПРИМЕР

readdevice (printer),

write (“Работа завершена”),

readdevice (screen),

...

Файлы пользователя в П. м. представлять собой как Д. так и факты в виде предикатов, при этом 1-я запись файла д. соответствовать 1-му предикату-факту.

2. Порядок работы с файлами пользователя в программах следующие:

1.Определение символьного имени файла

2.Открытие соответствующего вида доступа

3.Определение или переопределение уст-ва, используемого для обработки файла

4.Закрытие файла после обработки с возможным переопределением устройств ввода-вывода

Для определения символьного имени в П. используется стандартный домен file, определенный в разделе domaines.

Символьное имя м. совпадать, а м. не совпадать с его именем в ОС. Символьное имя действует также в пределах той пр-мы, кот. его описывает. В зависимости от порядка работы с файлом, его открытие м производиться с помощью след. стан. предикатов:

OPENWRITE( < сим. имя файла>, < имя файла в ОС>)

 ( file, string):( i,i)

— открывает файл с указаным именем для операции записи. Если этот файл реально существует под указаным именем в среде ОС, то он уничтожается.

OPENREAD( < сим. имя файла >,< имя файла в ОС >)

 ( file, string):( i,i)

— открывает файл с указаным именем для чтения

OPENAPPEND (<><>)( file, string):( i,i)

— открывает файл для дозаписи. Если при использовании предиката OPENREAD и OPENAPPEND файл не найден, то это интерпр. как ошибка. Если при использовании предикатов OPENWRITE и OPENMOCLIFY файл не найден, то происходит создание нового файла. Для проверки наличия файла в П. имеется след. стан. предикат:

EXISTEFILE(<имя файла в ОС>)

( string):( i)

Если файл с указанным именем не сущ., то предикат принимает значение .t., если нет- ложь. Переопределение устройств для работы с файлами пользователя производится с помощью readdevice и writedevice

FILE_STR (< имя файла в ОС>,< строка>)

(string , string) : (i,0) ( i,i)

— читает знаки до 64кб из файла в перем. памяти, если задано (i,0). Если задано ( i,i), то знаки из пер.памяти зап-ся в файл. Чтение и запись прекращается , если встретиться признак конца файла. Этот предикат работает без определения символьного имени файла.

READTERM (<Имя области памяти>,< терм>)

 (< имя области>,< терм>) : (i,0)

После открытия файла этот предикат читает факты из него. Первый аргумент предиката д.б. описан в разделе domains программы

EOF (< символьное имя файла>)

(file) : (i)

Предикат имеет значение “ Истина”, если указатель файлов позиции установлен на конце файла

FILEPOS (< сим. имя файла>,< позиция>,< режим>)

  (file,real, integer) : (i,i,i) (i,0,i)

RENAME (< имя файла1 в ОС>,< имя файла2 в ОС>) — переим. файла

   (string,string) : (i,i)

DELETE (< имя файла в ОС>) — удаление файла

  (string) : (i)

DISK (< маршрут>)

  (string) : (i) (0) — устанавливает ,если (1) или возвращает, если задана (0) дисковод или тех. каталог, подкаталог...

CLOSEFILE (< сим. имя файла>)

   (file) : (i)

3. Стандартные предикаты обработки файлов и техника их использования.

Техника работы с файлами в программах

1.Создание файла

domains

  file = ff

  P2 = integer

  Pole, Pole1 = string

predicates

  vvod

  put

clouses

  put if

  write (“Введите признак продолжения”),

  readint (Pr),

  Pr=0

  vvod

  vvod if

  write (“Введите строку”),

  readln (Pole), nl,

  write (Pole),

  concat (Pole, “ \n”, Pole1),

  openappend (ff, “text”)

  writedevice (ff),

  write (pole1),

  closefile (ff),

  writedevice (screen),

  write ( “Строка”, Pole1, “на диск записана”)

В поле м.б. введенозначение предиката-факта, с кот. в дальнейшем м. работать как ср-вами обработки файла, так и ср-вами динам. фаз фактов. Предположим,что в этом примере пользователь ввел значение предиката-факта  tmc

tmc ( Post, Kod, Kol, Cena)

2.Обработка фактов из файла

domains

  file = ff

  data= tmc ( Post, Kod, Kol, Cena)

  Post,Kod=string

  Kol, Cena=integer

predicates

  put

  spr

clouses

put if

  not (eof (ff)),

  spr.

put if

  eof(ff),nl,

  write (“Работа закончена”),

  closefile (ff)

spr if

  readterm (data, tmc (Post, Kod, Kol, Cena), nl,

  write (post), nl,

  put.

goal

  openread (ff, “text”),

  readdevice (ff),

  spr.

3.Модификация данных файла

domains

  file=ff

  Pr= integer

  Pole, Pole1 = string

  K = real

predicaes

  put

  mod

clouses

  put if

              write ( “Введите признак продолжения”),

              readint (P2),

              p2 = 0,

              mod.

  mod if

              write (“Введите номер записи”), nl,

              readreal (K), nl,

              K1=K*12,

              openmodify (ff, “text”),

              readdevice (ff),

48

              filepos (ff,K1,0)

              readln (Pole),

              write ( “Старое значение”, pole), nl,

              writedevice (ff),

  filepos (ff,K1,0),

              write (Pole1,”\n”),

              closefile (ff),

              writedevice (screen),

              write ( “Новое значение”, Pole1), nl,

              readdevice (keybord),

              put

goal

  mod

ТЕМА: Средства модульного прг-я в ТП

ТП, являясь прообразом языка парал. вычислений, поддерживает стиль модульного проектирования.

Средства ТП для поддержки мод. прог-я следующие:

  1.Междумольная информационная связь в П. реализуется кака и в других языках прог-я, через общие переменные. Для этого  в связываемых модулях после раздела domains, где описываются те приемы, кот. описываются в разных модулях.

  2.Актуализация каждого модуля производится путем вызова соответствующего правила, кот. д.б. известно во всех связывающих модулях в разделе global predicates.

  3.Ср-ва обр-ки  модульных программ.

  3.1.Использование предиката include “ имя программного файла”.

include — используется в том случае, когда к текущей программе на уровне исходного модуля.

Цепочка модулей м.б. сколь угодно длинной, но не д.б. циклов.

“ имя прогр. файла “ м. содержать маршрут поиска файла на диске.

  4.project “имя файла-проекта”

Эта дирректива д.б. записана 1-й в тех модулях, кот. необходимо объединить в 1-й загрузочный модуль с именем файла-проекта. По аналогам с разработками Borland, все модули, объед. в проект, компилируется отдельно, а связь происходит на уровне объектных модулей.

ТЕМА: Фреймовые модели представления знаний

1.Особенности представления знаний с помощью фреймов

2.Аппарат логического вывода фреймовой модели

3.Примеры-приложения фреймовой модели

1.    Особенности представления знаний с помощью фреймов

Представление знаний с помощью фреймов явл. альтернативным по отнош. к системам продукции и лог. моделям. Оно дает возможность хранить родовидовую иерархию в явной форме.

Фрейм — составная структурная единица, предназначенная для описания относящихся к стериотипной ситуации на объекте

Осн. элемент единиц фрейма явл. слот, кот.  исп. для хранения единичного знания. Станд. стр-ра слота след.:

{ имя слота; <f1> <S1>;...<fm> <Sm>; <q1> <q2>...<qn>.}

fi — имя атрибута, характерного для слота

Si — значение атрибута

qi — ссылки на другие слоты или фреймы

Стр-ра слота след-я:

имя файла

имя слота1  значение слота1 

имя слота n  значение слота n

Если стр-ра знаний позволяет, то при описании нужно исп-ть простые слоты, т.е. слоты, кот. имеют одно значение. Значением слота м.б. не т. константа или ссылка на др. фрейм , но и функция, кот. требует определенной детализации в процессе решения. Т. функции получили название фасет .

Фреймы-прототипы — это готов. стр-ры для описания законов опр. п/о. В них отсутствуют конкр. значения слотов. При заполнении слотов конкр. значениями, они превращаются в конкретные фреймы. Часто в системах фреймы исп-ся для стереотипных послед-й действий и тогда они наз. сушариями.

При заполнении фреймов -прототипов, часть слотов м. оставаться пустой фреймовой стр-ры дают воз-ть описывать объекты разного уровня иерархии, кот. явл. ключевым понятием.

Иерархия объектов реализуется через аппарат исследования свойств, когда классы объектов определенного уровня наследуют строения классов фреймов более высокого уровня. Если объект, кот. описывается некоторой группой фреймов находится в концептуальной связи с верхним и нижним уровнями фреймов, то соотв. ему фреймы конструируются с учетоми иерархических отношений и при этом наследование свойств осущ. через слоты или фреймы с одинаковым именем.

2. Аппарат логического вывода фреймовой модели

Логический вывод во фреймовой системе осущ. путем обмена сообщениями между фреймами разного уровня иерархии, вначале получает управление корневой фрейм, далее динам. формируется необходимая для реализации запросов цепочка фреймов след. уровня иерархии. Т.о. во фреймовой системе каждому из фреймов задается строго опр-е.

Основной операцией при работе с фреймами явл. поиск по образцу. В рамках фреймовой  модели образец — это фрейм, в кот. заполнены не все стр. ед-цы, а т. те, кот. б. использованы в качестве ключа для реализации действий в конкр. фреймах.

Используются спец. процедуры наполнения слотов спец. значениями, а т. введение в систему новых фреймов-прототипов и новых связей между ними.

3. Примеры-приложения фреймовой модели

В наст. время фреймовая модель явл. основой всех объектно-ориентированных систем прог-я. В качестве наиболее популярных  приложений м. назвать языки  FRL,KRL, FSM, Small Talk, а также дополнения к процедурным языкам: C++, Delphi и т.д.

FRL

Реализован на базе языка LISP.

Каждый фрейм предст. собой станд. стр-ру с мах степенью вложенности <=5. Стр-ра фрейма след-я:

(имя фрейма

  (имя первого слота

              (имя первой ячейки

                          (первый коментарий)

                          (второй коментарий)...

                          (i-й коментарий))

              (имя второй ячейки

                          (...

                                      ))

  (имя второго слота

              (...

                          ))

Для указания местоположения некот. порции информации во фрейме путь