Introdução ao Prolog - Prof. Sérgio S. Costa
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Prolog é uma linguagem de programação lógica baseada nos princípios da lógica de predicados. O documento introduz os principais conceitos de Prolog, incluindo: 1) Fatos - afirmações sobre objetos do domínio representados como predicados de aridade; 2) Regras - cláusulas que definem novas relações em termos de outras já existentes; 3) Consultas - perguntas sobre os fatos e regras da base de conhecimento para verificar se uma afirmação é verdadeira.
Introdução ao Prolog - Prof. Sérgio S. Costa
- 2. Roteiro 1. Introdução 2. Princípios 3. Tutorial
- 3. Introdução • Um pequeno artigo fácil de ler e destaco os elementos apresentados nesse seminário: • http://www.ime.usp.br/~slago/IA-Prolog.pdf
- 4. Introdução • Prolog: • Linguagem declarativa baseado nos princípios da lógica; • Utilizada na Inteligência Artificial; • Focada na especificação do conhecimento; • Desenvolvida em 1972 por Alain Colmerauer e Philippe Roussel. ALAIN COLMERAUER Computer scientist About Link: http://alain.colmerauer.free.fr/ The birth of Prolog Link: Clique aqui. Aspects of PROLOG History: Logic Programming and Professional Dynamics Link: Clique aqui.
- 5. Introdução • Online: http://swish.swi-prolog.org • Instalação: • SWI-Prolog: • É uma IDE para desenvolvimento (Free). • Download: • Link: http://www.swi-prolog.org/
- 6. Introdução • Histórico: • Ideia: • Desenvolver uma linguagem de programação baseada em lógica. • Início de aplicações industriais (1981); • O primeiro compilador (1982); • Em 1992, a definição de normas ISO para Prolog.
- 7. Introdução • Aplicações: • Tratamento de linguagem natural; • Banco de dados; • Automação de projetos; • Sistemas especialistas; • Entre outros.
- 8. Princípios • Características: • Especificação da solução em termos de relações entre entidades; • Descreve o universo do problema; • Lógica matemática; • Um conjunto de afirmações. NÃO é uma descrição da solução do problema Problema Um conjunto de perguntas sobre os objetos do universo da aplicação
- 9. Princípios Prolog é baseada em um subconjunto da linguagem do cálculo de predicados, linguagem das cláusulas de Horn.
- 10. Princípios • Sujeito apreende no intelecto o conceito de objeto (ex: casa, branca). • Os conceitos são ligados, e formam juízos (ex: a casa é branca). • Os conceitos são externalizados como termos, e os juizos como proposições.
- 11. Princípios • Sujeito apreende no intelecto o conceito de objeto (ex: casa, branca). • Os conceitos são ligados, e formam juízos (ex: a casa é branca). • Os conceitos são externalizados como termos, e os juizos como proposições. • Mas qual a estrutura geral da proposição ?
- 12. Princípios • Estrutura geral da proposição, segundo Aristóteles: A casa é branca. Quantificador: termo/sujeito: Cópula: termo/predicado: Alguma Casa é Branca
- 13. Princípios • Estrutura geral da proposição, segundo Frege: • Uma proposição é estrutura abstrata composta por função e argumento (nota: conceito matemático) • Deslocou a atençãodadistinçãosujeito-predicadoparaa distinçãofunção- argumento.
- 14. Princípios • Uma função em matemática é uma generalização de uma expressão, ou seja, é uma expressão que contêm um espaço vazio. • ... + 2 • A ... é branca • A casa e … • ... gosta …
- 15. Princípios • Uma função em matemática é uma generalização de uma expressão, ou seja, é uma expressão que contêm um espaço vazio. • ... + 2, X + 2 • A ... é branca, X é branca • A casa e …,A casa é X • ... gosta …, X gosta de Y
- 16. Princípios • Uma função em matemática é uma generalização de uma expressão, ou seja, é uma expressão que contêm um espaço vazio. • ... + 2, X + 2, f(x) = x + 2 • A ... é branca, X é branca, branca(X) • A casa e …, A casa é X, casa(X). • ... gosta …, X gosta de Y, gosta(X,Y)
- 17. Princípios • Exemplo de implicações: • Todos os homens são mortais. • Todo A tem a propriedade B • Qualquer que seja X, se X tem a propriedade A, então X tem a propriedade B. • Ou, ∨x (Ax -> Bx )
- 18. Introdução • Omotivo disso é simplesmente destacar aconclusão da implicação. • qé acabeçae pé o corpo da implicação • EmProlog escrevemosuma implicação do tipo q ←p, é escrita como q :- p. • Todoprograma em Prolog é sóisso ☺ Emcláusula Horn, podemos escrever uma implicação do tipo p→qde maneira inversa, ou seja, q← p.
- 19. Assertion and Clause • A simple assertion has the form r(T1, . . . , Tm) where r is an m-ary relation, and where T1, . . . , Tm are terms (expressions), possibly containing variables. • A clause (or just clause) has the form: A0 if A1 and ... and An. • Informally, this clause means that, if the assertions A1 , . . . , An are all true, then we can infer that the assertion A0 is also true. • A fact is a special case of a Horn clause where n = 0: A0. PROGRAMMING LANGUAGE. DESIGN CONCEPTS. David A. Watt,
- 20. Assertion and Clause • A PROLOG clause is a Horn clause written in one of the the following forms: A0. A0 :- A1, ..., An. • The first of these is a fact. The second is read as ‘‘A0 succeeds if A1 succeeds and . . . and An succeeds’’. PROGRAMMING LANGUAGE. DESIGN CONCEPTS. David A. Watt,
- 21. Assertion and Clause • A PROLOG clause may also contain the symbol ‘‘;’’, which means ‘‘or’’. For example: A0 :- A1; A2,A3. • is read as ‘‘A0 succeeds if either A1 succeeds or A2 succeeds and A3 succeeds’’. This is just an abbreviation for a pair of Horn clauses, ‘‘A0 :- A1.’’ and ‘‘A0 :- A2, A3.’’. PROGRAMMING LANGUAGE. DESIGN CONCEPTS. David A. Watt,
- 22. Assertion and Clause irmao(X,Y) :- filho(X, H,M) , filho(Y,H,M) , Y == X. Cabeça,da clausula Pescoço, equivale ao “if“ ou “se”. Corpo da clausula. Uma virgula (,) equivale ao operador “e” e um ponto e virgula (;) ao operador “ou”. Pé da clausula(.)
- 23. Assertion and Clause irmao(X,Y) :- filho(X, H,M) , filho(Y,H,M) , Y == X. Cabeça,da clausula Pescoço, equivale ao“if“ ou “se”. Corpo da clausula. Uma virgula (,) equivale ao operador “e” e um ponto e virgula (;) ao operador “ou”. Pé da clausula(.) ama(joao,maria). Cabeça,da clausula Regrassãoclausulas com corpo, e fatos sãocláusulas semcorpo.
- 24. Query • Computation consists of testing a given query Q, which in its simplest form is just an assertion. If we can infer from the clauses of the program that Q is true, then we say that the query succeeds. If we cannot infer that Q is true, then we say that the query fails.
- 25. Resumo • Fatos: • Afirmações corretas sobre os objetos do universo da aplicação (verdades incondicionais). • Exemplo: A prova de lógica é fácil. • Regras: • Cláusulas com condicionais. • Exemplo: A prova de lógica é fácil se a turma estudar. • Consultas: • Verificação de uma verdade. • A prova de logica é fácil ? • Qual prova é fácil?
- 27. Tutorial • Fatos: • Cada fato exprime um relacionamento entre os objetos envolvidos. • Exemplos: Predicados
- 29. Tutorial • Fatos: Em um mesmo programa podemos ter um mesmo predicado com aridades diferentes. EXEMPLOS
- 30. Tutorial • Fatos: FATOS + REGRAS Base de conhecimento Define relações a partir de relações existentes.
- 31. Tutorial • Consultas: • É uma pergunta sobre os fatos da base de dados. • Em Prolog, a pergunta é similar sintaticamente aos fatos. • Exemplos: Informativo Algumas vezes será possível encontrar: :- ao invés de: ?-
- 32. Tutorial • Consultas: • Realiza um pattern matching entre a pergunta e os fatos (base de dados). Objetivo - Prolog V F O F (false) deve ser entendido como: Não é provável.
- 33. Tutorial • Princípios da programação: • Consultas: • Como responder: “Quem gosta de flores?”. • Uso de variáveis. • Exemplo: Procura (na base) todas as instâncias possíveis (os objetos) de X (True). Letra maiúscula.
- 35. Tutorial • Consultas: • Conjunção: combina objetivos na mesma pergunta. • É preciso separar os objetivos por uma vírgula (,). • Exemplos: Quem são os ‘Maranhenses’ que gostam de ‘flores’? (Tenta satisfazer todos os objetivos, em ordem).
- 36. Tutorial • Regras: • É uma generalização das afirmações sobre os objetos do universo da aplicação. • Permitem definir novas relações em termos de outras relações já existentes. • Exemplo com conjunção: Estabelece que X é avô de Y se X tem um filho Z que é pai de Y.
- 37. Tutorial • Regras: • Exemplo - Grafo de relacionamento:
- 38. Tutorial • Regras: • Exemplo - Grafo de relacionamento (irmão):
- 39. Tutorial • Regras: • Exemplo - (irmão):
- 40. Tutorial • Regras: • Exemplo com disjunção: A disjunção pode ser expressa, dividindo-se a regra:
- 41. Atividade (game of thrones): Escrever as regras no link abaixo: http://swish.swi- prolog.org/p/WKPvOLZI.pl