Qué es Prolog

Estudiaremos un caso de lenguaje orientado a la programación lógica (cálculo de predicados): Prolog.

16/7/04 -

• PROLOG está orientado a la resolución de problemas mediante el cálculo de predicados, basado en:
  • Preguntas a la base de datos.
  • Pruebas matemáticas.
• El programa PROLOG especifíca cómo debe ser la solución, en vez de dar el algoritmo para su resolución. La solución se obtiene mediante búsqueda aplicando la lógica de predicados.

Historia

• Coulmerauer (1970) desarrolló un lenguaje para hacer deducciones de texto.
• Se aplica un mecanismo de resolución sobre predicados especiales, cláusulas de Horn, llamado unificación.
• La difusión del lenguaje se produce en los 80, pero de forma muy limitada debido a la falta de aplicaciones en dicho lenguaje.

Un ejemplo sencillo

Perspectiva del lenguaje

• El programa prolog se compone de unos hechos (datos) y un conjunto de reglas, es decir, relaciones entre objetos de la base de datos.
• La ejecución del programa cargado en memoria consiste en realizar una pregunta de forma interactiva: el interprete generará por inferencia los resultados que se deducen a partir del contenido de la base de datos.
• PROLOG tiene una sintaxis y semántica simples. Sólo busca relaciones entre los objetos creados, las variables y las listas, que son sus estructuras básicas.
• Comentarios entre /* */

Un ejemplo más extenso

Objetos de datos

• Tipos de datos primitivos: variables y constantes:
  • Enteros
  • Reales
  • Caracteres
  Los identificadores con minúscula representan hechos, los que van con mayúscula variables. El alcance de una variable es la regla donde aparece.
• Tipos de datos estructurados:
  • Átomos: constantes y variables de cadena.
  • Listas, representadas entre [ ].
• Tipos definidos por el usuario. Las reglas para definir relaciones pueden actuar como tipos de usuario.

Representación de almacenamiento

• Las reglas y hechos son almacenadas en memoria como listas enlazadas.
• La ejecución de prolog consiste en una búsqueda en profundidad de un árbol conteniendo todas las posibles soluciones. Para cada una de ellas se evaluará su corrección. La búsqueda se puede hacer más eficiente mediante la poda del árbol de búsqueda (corte).

Control de secuencia

El orden de evaluación es secuencial.

• Expresiones, operaciones aritméticas y operadores relacionales. Not().
• Enunciados
  • Hechos, relaciones que se expresan en una consulta. Son tuplas con un nombre de predicado y unos argumentos.
  • Reglas, implicaiones que se expresan en una operación consult.
  • Preguntas, sucesión de términos que finalizan con un punto.
  • Cortes, (!), fuerza el retroceso en la búsqueda. Esto puede impedir que se encuentren ciertas soluciones, pero puede hacer más eficiente la búsqueda.
• Entrada y salida, nl y write.

Subprogramas y gestión de almacenamiento

• PROLOG tiene dos modos:
  • Modo consulta, se introducen nuevas relaciones (hechos) en el almacenamiento dinámico de la base de datos.
  • Modos pregunta, se ejecuta un intérprete basado en pilas para evaluar las preguntas del usuario.
• Alcance de las variables:
  • Ambiente local de referencia, todas las variables son locales a la regla en que están definidas. La unificación hace interaccionar nombres locales de una regla con los de otras reglas.
  • Ambiente común de referencia, todos los datos son compartidos.
  • Paso de parámetros, la unificación proporciona el paso de parámetros entre reglas.
• Funciones normales, van integradas en el lenguaje:
  • Consult(nommbrearchivo)
  • Fail, siempre fracasa.
  • See(nombrearchivo), lee las entradas de un archivo y las incorpora al conjunto de reglas.
  • Write(término).
  • Tell(término), reorienta la salida del write al archivo.
  • Told, cierra el archivo anterior.
  • Nl, salto de línea.
  • Atom(X), devuleve cierto si X es un átomo.
  • Var(X), devuelve cierto si X es una variable.
  • Integer(X), devuelve cierto si X es un entero.
  • Trace, activa la depuración del programa.

Abstracción y encapsulamiento

PROLOG no proporciona estas capacidades.

Evaluación del lenguaje

• PROLOG va bien para problemas de relaciones, p.e. Tratamiento del lenguaje natural, y consulta de bases de datos.
• A pesar de que es posible desarrollar programas sin especificar el algoritmo de resolución a veces hay que echar mano de otro tipo de programación para hacer los programas más eficientes, y a menudo se emplea el corte para limitar el espacio de búsqueda.

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