ЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕРЫ - ТЕХНОЛОГИЯ - 2025

Логическое программирование является парадигмой программирования , которая использует логические схемы , а не только математические функции управления , как факты и правила набор.

Вместо тщательно структурированного потока управления, который определяет, когда выполнять и как оценивать вызовы функций или другие инструкции, логические правила программы записываются в виде предложений или логических предикатов.

Примеры логического программирования на Прологе. Источник: Kuldeepsheoran1 - скриншот, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons

Этот подход, который часто используется в генетическом и эволюционном программировании, обычно сообщает модели, какую цель нужно достичь, а не как ее достичь.

Каждое правило содержит заголовок и тело с формализованной логикой, а не исполняемой математической функцией. Например, «И истинно (заголовок): если C1, C2 и C3 истинны (тело)». Факты или результаты выражаются без тела, например «И это правда».

Однако в некоторые языки программирования, такие как Prolog, также может быть включено императивное программирование, чтобы сообщить модели, как решать определенные проблемы. Например, «Чтобы решить Y, сложите C1, C2 и C3».

Характеристики логического программирования

Логическое программирование существенно отличается от других существующих стратегий программирования. Вместо того, чтобы давать инструкции компьютеру с программой, устанавливаются отношения между объектами. Таким образом компьютер может обосновать эти отношения и таким образом прийти к логическим решениям.

В логической программе есть два основных набора кода: факты и правила. Правила применяются к фактам, чтобы получить знания об окружающей среде.

Истина и логический вывод

Логические программы можно расшифровать с помощью двух важных понятий: истины и логической дедукции. Правда выясняется, верен ли расчет в программе или нет, при реализации символов программы. Логический вывод определяет, является ли логическое предложение следствием программы.

Эти инструкции всегда будут интерпретироваться как логические предложения и предложения, результат их выполнения будет логическим следствием содержащихся в них вычислений.

Логика первого порядка

Это ответвление логики высказываний. Рассмотрим, являются ли объекты истинными или ложными с точки зрения частичного мира, называемого областью. Логическое программирование основано на обобщении логики первого порядка.

Эта логика состоит из синтаксиса и семантики. Синтаксис - это формальный язык, используемый для выражения концепций. С другой стороны, семантика логических формул первого порядка указывает, как определить истинное значение любой формулы.

Эта логика основана на алфавите и языке первого порядка, а также на наборе аксиом и правил вывода.

Кузальная форма

Это подмножество логики первого порядка. Он имеет нормализованную форму, в которой утверждение определяется универсальным префиксом или цепочкой универсальных кванторов и свободным набором кванторов в предложении.

При запросе запроса к программе будет учитываться тело предложения, заголовок которого может совпадать. Это то же самое, что и применение правила вывода в логике.

В качестве шага в логическом выводе выбираются два предложения, свойство которых: одно содержит дизъюнктивный X (положительный литерал), а другое - дизъюнктивный ¬X (отрицательный литерал). Эти компромиссы известны как дополнительные.

Из этих двух начальных предложений создается новое разрешающее предложение с использованием всех литералов, кроме дополнительных.

Искуственный интеллект

Логическое программирование - это методология, с помощью которой компьютеры делают выводы, потому что это полезно для представления знаний. Логика используется для представления знаний и умозаключений для их обработки.

Логика, используемая для представления знаний, - это клаузальная форма. Он используется, потому что логика первого порядка хорошо понятна и способна представить все вычислительные проблемы.

Пролог - это язык программирования, основанный на идеях логического программирования. Идея Пролога - сделать логику похожей на язык программирования.

Примеры логического программирования

Пример 1

- Факт: Руби - кошка.

- Правило: у всех кошек есть зубы.

- Консультация: есть ли у Руби зубы?

- Вывод: да.

Правило «у всех кошек есть зубы» можно применить к Руби, потому что есть факт, который гласит: «Руби - кошка». Этот пример не написан с использованием какого-либо синтаксиса для реального языка программирования.

Пример 2

Этот пример можно увидеть написанным на Прологе, так как это один из самых популярных языков логического программирования:

- женский (алисса).

- мужской (бобби).

- мужской род (карлос).

- женский (дорис).

- son_of (дорис, карлос).

- son_of (карлос, бобби).

- son_of (дорис, алисса).

- Father_of (F, P): - мужчина (F), son_of (P, F).

Эту программу становится трудно читать, потому что Пролог заметно отличается от других языков. Любой компонент кода, напоминающий «женский (алисса)». это факт.

Одно правило - «отец_оф (F, P): - мужчина (F), child_of (P, F)». Символ «: -» можно читать как «верно, если». Заглавные буквы означают, что переменные могут применяться к любому объекту, поэтому F может обозначать carlos, doris, alissa или bobby. Этот код можно перевести как:

- Алисса - женщина.

- Бобби - мужчина.

- Карлос - мужчина.

- Дорис - женщина.

- Дорис - дочь Карлоса.

- Карлос - сын Бобби.

- Дорис - дочь Алиссы.

- «F - отец P» верно, если F - мужчина и если P - сын F.

запрос

Предположим, вы хотите обратиться к программе за дополнительной информацией. Вы можете выполнить поиск, спрашивая, чей отец Бобби с :? - Father_of (bobby, X). Система выдаст следующий ответ: X = Карлос.

В этом случае передается отношение, в котором одно из его значений является переменной. Пролог применял к этим отношениям разные объекты, пока один из них не стал логически прочным.

Единственный отец Карлоса - Бобби, а Бобби - мужчина. Это удовлетворяло правилу «отец_ф (F, P): - мужской род (F), сын_ (P, F)». Когда X равно "carlos", логика верна.

Другие запросы

К Prolog могут быть сделаны другие более общие запросы, которые заставят систему генерировать несколько результатов:

-? - parent_of (Родитель, Ребенок).

- Отец = Бобби

- Ребенок = Карлос

- Отец = Карлос

- Ребенок = дорис

Как было показано, логическое программирование не требует наличия информации о том, что Алисса или Бобби - люди, чтобы получить о них знания. На самом деле нет необходимости указывать, что существует понятие под названием человек.

В большинстве нелогических языков программирования вам придется сначала определить эти концепции, прежде чем вы сможете писать программы, обрабатывающие информацию о людях.

Ссылки

1. Глубокий ИИ (2020). Логическое программирование. Взято с: deepai.org.
2. Викиверситет (2020). Теория языков программирования / Логическое программирование. Взято с: en.wikiversity.org.
3. Имперский колледж Лондона (2006). Логическое программирование. Взято с: doc.ic.ac.uk.
4. Цзя-Хуай Ю (2020). Введение в логическое программирование. Университет Альберты. Взято с сайта: eng.ucy.ac.cy.
5. C2 Wiki (2020). Логическое программирование. Взято с: wiki.c2.com.