Лекции по информатике
с posl (0, 1) приводит к неудаче. Происходит сопоставление с заголовком 2-го утверждения, что заканчивается удачей, при этом N2=2 и V=U1 . происходит доказательство по цели этого утверждения:
1) согласуется при N2=2
2) согласуется при N2=2 и М2=1
3) posl (1, U2) приводит к повторному рекурсивному обращению
4) откладывается
3. Согласование posl (1, U2) с posl (0, 1) приводит к неудаче. Сопоставление с заголовком 2-го утверждения заканчивается неудачей, при N3=1 и V=U2 . Происходит доказательство по цели этого утверждения:
1) согласуется при N3=1
2) согласуется при N3=1 и М3=0
3) posl (0, N3) приводит к повторному рекурсивному обращению.
Полученное целевое утверждение сопоставляется с первым целевым утверждением posl (0, 1), при этом U3 получает заначение 1.
На этом этап разбиения заканчивается.
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 (, ) — где 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 сstring : (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()
( 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 (,< 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