Prolog (programovací jazyk)

Prolog ( angl.  Prolog ) je logický programovací jazyk a systém založený na predikátovém jazyce matematické logiky Hornových klauzulí , který je podmnožinou predikátové logiky prvního řádu .

Jazyk se soustředí kolem malé sady základních mechanismů, včetně porovnávání vzorů , stromové reprezentace datových struktur a automatického zpětného sledování. Dobře se hodí pro řešení problémů, kde jsou zvažovány objekty (zejména strukturované objekty) a vztahy mezi nimi. Prolog se pro své zvláštnosti používá v oblasti umělé inteligence, výpočetní lingvistiky a nenumerického programování obecně. V některých případech je při implementaci symbolických výpočtů v jiných standardních jazycích nutné vytvořit velké množství kódu, kterému je obtížné porozumět, zatímco implementace stejných algoritmů v Prologu poskytuje jednoduchý program, který se snadno vejde na jednu stránku. .

Prolog je deklarativní programovací jazyk : logika programu je vyjádřena pomocí vztahů reprezentovaných jako fakta a pravidla. Aby bylo možné zahájit výpočty, je na znalostní bázi vznesena speciální žádost , na kterou systém logického programování generuje pravdivé a nepravdivé odpovědi. Pro zobecněné dotazy s proměnnými jako argumenty vytváří vytvořený systém Prolog specifická data pro potvrzení pravdivosti zobecněných informací a odvozených pravidel.

Jinými slovy, predikát lze definovat jako funkci , která mapuje množinu libovolné povahy na množinu booleovských hodnot {ложно, истинно} . Úkolem programu prolog je prokázat, zda daný cíl je důsledkem daných skutečností a pravidel.

Vývoj

Počátek historie jazyka se datuje do 70. let 20. století. [1] Jako deklarativní programovací jazyk vnímá Prolog jako program určitý popis úkolu nebo znalostní báze a sám vytváří logický závěr, stejně jako hledání řešení problémů pomocí vyhledávacího mechanismu s backtrackingem a sjednocením .

Zájem o Prolog párkrát stoupal a klesal, nadšení vystřídalo rázné odmítnutí. Zájem o Prolog jako jazyk budoucnosti byl povýšen na nejvyšší úroveň během vývoje japonského národního počítačového programu páté generace v 80. letech, kdy vývojáři doufali, že s Prologem bude možné formulovat nové principy, které povedou k vyšší počítače.úroveň inteligence.

Jazyk Prolog byl v 80. letech zahrnut do řady sovětských univerzitních a školních učebnic informatiky pro studium prvků matematické logiky, principů logického programování a navrhování znalostních bází a modelů expertních systémů . Za tímto účelem byly na IBM PC a řadě sovětských školních počítačů implementovány výukové ruské tlumočníky Prologu.

V Prologu jsou fakta popsána ve formě logických predikátů s konkrétními hodnotami. Odvozovací pravidla jsou popsána logickými predikáty s definicí logických odvozovacích pravidel ve formě seznamu predikátů nad znalostními bázemi a procedurami zpracování informací.

V současné době se Prolog, navzdory opakovaným pesimistickým předpovědím, nadále vyvíjí v různých zemích a zahrnuje nové technologie a koncepty, stejně jako imperativní programovací paradigmata . Zejména jedna z oblastí vývoje jazyka (včetně Ruska ) implementuje koncept inteligentních agentů .

Multiplatformní

Prolog byl implementován pro téměř všechny známé operační systémy (OS) a platformy (včetně Javy a .NET ). Mezi operační systémy patří: mainframe OS , celá rodina Unix , Windows , OS pro mobilní platformy.

Architektura

Mnoho moderních implementací jazyka má vnitřní rozšíření díky architektuře OOP . Kromě nesvobodných řešení existují také bezplatné implementace Prologu. V roce 1996 byla přijata norma ISO s názvem ISO/IEC JTC1/SC22/WG17.

Základním principem jazyka je ekvivalence reprezentace programu a dat (deklarativnost), proto jsou jazykové příkazy jak záznamy, podobně jako záznamy v databázi, tak i pravidla, která nesou způsoby jejich zpracování. Kombinace těchto vlastností vede k tomu, že jak systém Prolog funguje, znalosti (jak data, tak pravidla) se hromadí. Proto jsou systémy Prolog považovány za přirozené prostředí pro shromažďování znalostní báze a pro výuku studentů a školáků principům logického programování.

Syntaxe

Základní pojmy v jazyce Prolog jsou fakta, pravidla odvození a dotazy, které vám umožňují popsat báze znalostí , postupy odvození a rozhodování. Logické programování, jak je implementováno v Prologue, používá pouze jedno odvozené pravidlo, rozlišení .

V Prologu je počáteční sada vzorců, pro kterou se hledá prázdný rozpouštědlo, reprezentována ve formě takzvaných „ klauzí o rohu “:

Vany

Program Prolog popisuje vztahy definované klauzulemi. Stejně jako v jakémkoli jiném symbolickém výpočetním jazyce jsou věty sestaveny z termínů, které jsou dále rozděleny na atomy, čísla, proměnné a struktury. Atom je psán malým písmenem nebo uzavřen v uvozovkách, pokud je vyžadováno velké písmeno.