Różnice między wybraną wersją a wersją aktualną.
| Both sides previous revision Poprzednia wersja Nowa wersja | Poprzednia wersja | ||
|
pl:prolog:prolog_lab:prolog_lab_2 [2008/10/17 17:00] gjn wskazówki |
— (aktualna) | ||
|---|---|---|---|
| Linia 1: | Linia 1: | ||
| - | ====== 2 LAB: Pisanie programów w Prologu ====== | ||
| - | ===== WPROWADZENIE ===== | ||
| - | |||
| - | ==== Temat: Wypisywanie odpowiedzi ==== | ||
| - | |||
| - | Predykat //write/1// wypisuje term na wyjście; //nl/0// przechodzi do nowej linii. | ||
| - | |||
| - | ==== Temat: Wymuszanie nawrotów ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Predykat //fail/0// pozwala na wymuszanie nawrotów w procesie poszukiwania rozwiązania, co pozwala w szczególności na znalezienie wszystkich rozwiązań problemu. | ||
| - | |||
| - | Przypomnienie: Prolog używa strategii przeszukiwania wgłąb drzewa rozwiązań problemu i zatrzymuje sie po napotkaniu 1. poprawnego rozwiązania. | ||
| - | |||
| - | ==== Temat: Programy interaktywne ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Predykat read/1 pozwala na pobieranie danych od użytkownika. | ||
| - | |||
| - | ==== Temat: Modyfikacje bazy wiedzy ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Predykaty //assert/a/z /1//, //retract/a/z /1// pozwalają na dodawanie, usuwanie faktów do/z bazy wiedzy, na/do jej początku/końca. | ||
| - | |||
| - | Predykat //abolish/1// pozwala usunąć predykat z bazy wiedzy. | ||
| - | |||
| - | Predykat //retractall/1// pozwala usunąć klauzule danego predykatu z bazy wiedzy. | ||
| - | |||
| - | Predykaty //see/n//, //tell/told// pozwalają na odczyt, zapis bazy wiedzy z/do pliku. | ||
| - | |||
| - | ==== Temat: Dynamiczna baza wiedzy: reguły ==== | ||
| - | |||
| - | assert/retract pozwala również dodawac/usuwac reguły: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | :-dynamic(a/1), dynamic(b/2). | ||
| - | |||
| - | a(1). a(2). | ||
| - | |||
| - | addrule:- assert((b(X,Y):-a(X),a(Y))). | ||
| - | |||
| - | delrule:- retract((b(_,_):-_)). | ||
| - | |||
| - | start:-addrule, b(X,Y), write(X), write(' '), write(Y),nl,fail. | ||
| - | start. | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | W powyższym programie predykat ''addrule/0'' dodaje (''delrule/0'' usuwa) dynamicznie regułę: | ||
| - | <code prolog> | ||
| - | b(X,Y):-a(X),a(Y). | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | ==== Temat: Zadanie celu, uruchamianie programów ==== | ||
| - | |||
| - | Konstrukcja: | ||
| - | |||
| - | :- cos. | ||
| - | |||
| - | pozwala na podanie celu w programie, np.: | ||
| - | |||
| - | :- dynamic(capital_of/2). | ||
| - | :- go. | ||
| - | :- start. | ||
| - | |||
| - | Prolog przystąpi do zrealizowania celu po załadowaniu kodu. | ||
| - | |||
| - | Uruchomienie programu ze wskazanego pliku (''plik.pl'') z poziomu systemu operacyjnego można zrealizować za pomocą: | ||
| - | |||
| - | swipl -t halt -s plik.pl | ||
| - | |||
| - | |||
| - | ==== Temat: Śledzenie pracy programu ==== | ||
| - | |||
| - | Interpretery Prologu pozwalają na śledzenie pracy programu. W tym celu należy włączyć śledzenie analizowania konkretnego predykatu przez //spy/1//, a następnie włączyć tryb śledzenia pracy programu przez //trace/0//. | ||
| - | |||
| - | Debugger wyłącza się przez //nodebug/0//. | ||
| - | |||
| - | ==== Temat: Obliczenia arytmetyczne i operatory porównania ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | W Prologu nie można w sposób //bezpośredni// wykonywać obliczeń arytmetycznych. Służy do tego predykat //is//. | ||
| - | |||
| - | |||
| - | ==== Temat: Prosty system ekspertowy ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | W Prologu niezwykle prosto tworzy się systemy ekspertowe. | ||
| - | |||
| - | Przykład takiego systemu znajduje sie w pliku {{car.pl}} | ||
| - | |||
| - | Dodatkowo korzysta on z pliku {{getyesno.pl}} | ||
| - | |||
| - | Jest to system bazujący na wbudowanym w Prolog mechanizmie wnioskowania, tj. wnioskowaniu wstecz, czyli abdukcji. | ||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | ===== ĆWICZENIA ===== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | ==== 2.1 Ćwiczenie: Wyświetlanie wyników pracy programu ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Przetestować działanie: | ||
| - | |||
| - | write('Ala ma '),write('kota'),nl,write('w ciapki!'). | ||
| - | |||
| - | |||
| - | ==== 2.2 Ćwiczenie: Użycie fail ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Pobrać i wczytać program {{fam2.pl}} | ||
| - | |||
| - | Wyświetlić go przez listing. | ||
| - | |||
| - | Sprawdzić działanie: | ||
| - | |||
| - | ?- kobieta(K),write(K),write(' to kobieta.'),nl. | ||
| - | |||
| - | Jak wymusić odnajdywanie kolejnych kobiet. | ||
| - | |||
| - | Sprawdzić działanie: | ||
| - | |||
| - | ?- kobieta(K),write(K),write(' to kobieta.'),nl,fail. | ||
| - | |||
| - | Sprawdzić działanie: | ||
| - | |||
| - | ?- kobieta(K),fail. | ||
| - | |||
| - | Dlaczego nic się nie pojawia? | ||
| - | |||
| - | Pobrać i wczytać program {{capitals.pl}} | ||
| - | |||
| - | Sprawdzić działanie: | ||
| - | |||
| - | ?- capital_of(A,B), write(B), write(' to stolica '), write(A), nl. | ||
| - | ?- capital_of(A,B), write(B), write(' to stolica '), write(A), nl, fail. | ||
| - | |||
| - | ==== 2.3 Ćwiczenie: Praca interaktywna ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Proszę oglądnąć zastosowanie //read/1// na przykładzie programu {{interac.pl}} | ||
| - | |||
| - | Po załadowaniu proszę wpisać: | ||
| - | |||
| - | ?- go. | ||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | ==== 2.4 Ćwiczenie: Dynamiczna modyfikacja bazy wiedzy ==== | ||
| - | |||
| - | Proszę napisać: | ||
| - | |||
| - | ?- assert(kobieta(kopernik)). | ||
| - | |||
| - | jak zmieniła sie wiedza na temat kobiet? | ||
| - | |||
| - | ?- listing(kobieta). | ||
| - | |||
| - | Proszę sprawdzić: | ||
| - | |||
| - | kobieta(K),write(K),write(' to kobieta.'),nl,fail. | ||
| - | |||
| - | Uwaga: niektóre kompilatory Prologu (np. SWI) wymagają wcześniejszego zadeklarowania predykatu jako takiego, który może być dynamicznie modyfikowany. Robi się to przez predykat //dynamic/1//, np. dla predykatu //kobieta/1// deklaracja w pliku //fam2.pl// ma postać '':- dynamic(kobieta/1).''. | ||
| - | |||
| - | Proszę oglądnąć zastosowanie //assert/retract// na przykładzie programu {{learner.pl}} | ||
| - | |||
| - | Początkowa baza wiedzy jest w pliku {{learner_kb.pl}} | ||
| - | |||
| - | Należy uruchomić program przez ''start.'' | ||
| - | |||
| - | Jakie 3 przypadki odpowiedzi są brane pod uwagę? Co dzieje się przy wyjściu z programu i jak to wpływa na jego kolejne uruchamianie? | ||
| - | |||
| - | Uwaga: operator ''\+'' oznacza //negację//. | ||
| - | |||
| - | Predykat //dynamic/1// jest potrzebny w niektórych implementacjach Prologu (np. SWI) do umożliwienia wykonywania dynamicznych modyfikacji, t.j. //assert// i //retract//. | ||
| - | |||
| - | ==== 2.5 Ćwiczenie: Śledzenie pracy programu ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Sprawdzić działanie: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- [capitals]. | ||
| - | ?- spy(capital_of). | ||
| - | [debug] ?- trace. | ||
| - | [trace] ?- capital_of(A,B), write(B), write(' to stolica '), write(A), nl. | ||
| - | [trace] ?- capital_of(A,B), write(B), write(' to stolica '), write(A), nl, fail. | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | W SWI Prologu można też skorzystać z dodatkowego pakietu XPCE, w którym jest też wizualny debugger. | ||
| - | |||
| - | Należy wyjść z bieżacej sesji SWI. Uruchomić interpreter z powłoki unixa przez przez polecenie ''xpce''. Następnie wykonać: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- [capitals]. | ||
| - | ?- spy(capital_of). | ||
| - | [debug] ?- guitracer. | ||
| - | [debug] ?- trace. | ||
| - | [trace] ?- capital_of(A,B), write(B), write(' to stolica '), write(A), nl, fail. | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | ==== 2.6 Ćwiczenie: Obliczenia i operatory porównania ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | 1. Sprawdzić działanie: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- X is 2 + 2. | ||
| - | ?- Y is 2.5 + ( 4 / 2). | ||
| - | ?- Z is 2 + 0.001. | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Uwaga: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- A is 3. | ||
| - | ?- B is A + 4. | ||
| - | ?- A is 3, B is A + 4. | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Operacje arytmetyczne: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- X is 2 + 2. | ||
| - | ?- X is 2 * 3. | ||
| - | ?- X is 4 / 2. | ||
| - | ?- X is 4 / 3. | ||
| - | ?- X is 4 // 3. | ||
| - | </code> | ||
| - | Uwaga na //podstawianie//: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- X is 2 + 5. | ||
| - | ?- X = 2 + 5. | ||
| - | ?- 2 + 5 =:= 1 + 4. | ||
| - | ?- 2 + 5 =:= 3 + 4. | ||
| - | ?- 2 + 5 =:= 4 + 4. | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Przećwiczyć użycie operatorów: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- 2 < 3. | ||
| - | ?- 2 > 3. | ||
| - | ?- 3 > 3. | ||
| - | ?- 3 >= 3. | ||
| - | ?- 3 =< 3. | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Napisz program obliczający wynik [[http://pl.wikipedia.org/wiki/R%C3%B3wnanie_kwadratowe|równania kwadratowego]] ([[wp>Quadratic Equation]]) ''ax^2 + bx + c = 0'' w dziedzinie liczb rzeczywistych. | ||
| - | Zaimplementuj predykaty: | ||
| - | * ''delta/4'' -- obliczający deltę, argumenty kolejno: a, b, c, wynik, | ||
| - | * ''kwadrat/4'' -- obliczający wynik równania kwadratowego, argumenty kolejno: a, b, c, wynik. | ||
| - | Zwróć uwagę na niedeterminizm w predykacie ''kwadrat/4'', który znajduje zero, jedno, albo dwa rozwiązania; mogą się przydać [[http://gollem.science.uva.nl/SWI-Prolog/Manual/arith.html|funkcje matematyczne]]. | ||
| - | |||
| - | ==== 2.7 Ćwiczenie: Prosty system ekspertowy ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Przetestować działanie systemu. System diagnozuje przyczyną awarii samochodu. | ||
| - | |||
| - | Kod systemu znajduje sie w pliku {{car.pl}} | ||
| - | |||
| - | Dodatkowo korzysta on z pliku {{getyesno.pl}} | ||
| - | |||
| - | W systemie ekspertowym można wyróżnić następujące elementy: | ||
| - | |||
| - | * baza wiedzy, czasami dzielona na: właściwą bazę wiedzy (czyli tą którą system dysponuje stale, od początku/uruchomienia) i bazę faktów, które system odkrywa, dostaje, wypracowuje, | ||
| - | * mechanizm wnioskujący, który przeprowadza właściwy proces wnioskowania, tj. odnajduje rozwiązanie/odpowiedź | ||
| - | * mechanizm wyjaśniający, dlaczego jest to odpowiedź poprawna/dopuszczalna, | ||
| - | * interfejs użytkownika, pozwalający na komunikację z systemem. | ||
| - | |||
| - | Rysunek 1: Struktura Systemu Ekspertowego. | ||
| - | |||
| - | {{expert-systems-arch.png}} | ||
| - | |||
| - | W przypadku tego systemu te elementy są odwzorowane przez: | ||
| - | |||
| - | * predykat //defect_may_be/1// | ||
| - | * predykat //try_all_possibilities/0//, oraz mechanizm wnioskujący Prologu | ||
| - | * predykat //explain/1// | ||
| - | * predykaty //ask_question/1// i //user_says/2//. | ||
| - | |||
| - | ====== Obserwacje ====== | ||
| - | |||
| - | W Prologu negacja opiera się o //Closed World Assumption//! | ||
| - | |||
| - | W Prologu nie ma dualizmu "dane/kod" -> w Prologu jest jedna //baza wiedzy//, zawierająca fakty i reguły, którą można dynamicznie modyfikować. | ||
| - | |||
| - | ====== Komentarze ====== | ||
| - | Z braku lepszego miejsca tutaj studenci wpisują komentarze natury ogólnej do tego lab. 8-) | ||
| - | |||
| - | --- //[[gjn@agh.edu.pl|Grzegorz J. Nalepa]] 2008/02/20 14:34// | ||
