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diff --git a/doc/prolog/prolog handbuch b/doc/prolog/prolog handbuch deleted file mode 100644 index ea7c6a5..0000000 --- a/doc/prolog/prolog handbuch +++ /dev/null @@ -1,581 +0,0 @@ -____________________________________________________________________________ - - -#on("b")##on ("u")# -#center#Betriebssystem E U M E L -#off ("u")# - - -#center#Prolog - - - - -#off("b")# -#center#Lizenzfreie Software der -#on ("b")# - -#center#Gesellschaft für Mathematik und Datenverarbeitung mbH, -#center#5205 Sankt Augustin - - -#off("b")# -#center#Die Nutzung der Software ist nur im Schul- und Hochschulbereich für -#center#nichtkommerzielle Zwecke gestattet. - -#center#Gewährleistung und Haftung werden ausgeschlossen - - -____________________________________________________________________________ -#page# - -Dr.P.Heyderhoff 12.03.1987 -GMD.F2.G2 - - - - - - - E L A N - P R O L O G - _____________________ - - (Die Fachsprache der künstlichen Intelligenz) - -#on("u")#Benutzungsanleitung und technische Beschreibung#off("u")# - - -Elan-Prolog ist eine Computersprache der fünften Generation, die für -die Praxis der Programmierung und die Lehre in Informatik eine neue -Dimension erschließt. Für den professionellen Programmierer eröffnet sie -neue Möglichkeiten, mächtige Anwendungen, wie Expertensysteme und andere -neuartige Systeme der Wissensverarbeitung zu entwickeln. - -Elan-Prolog unterscheidet sich grundsätzlich von üblichen konventionellen -Programmiersprachen. In Sprachen wie Elan und Pascal muß der Programmierer -genau angeben, wie ein gewünschtes Ergebnis errechnet werden soll. Um was es -sich dabei handelt, steht bestenfalls dann in der Dokumentation. Ganz anders -ist es in Prolog. PROLOG steht für PROgrammieren in LOgik und basiert auf -dem Prädikaten-Kalkül, der bekanntesten Form der formalen Logik. Also in -Prolog schreibt der Programmierer hin, worin das Problem besteht. Er bedient -sich dabei dieser formalen Logik. Prolog versucht dann eine Lösung zu -finden. Der Lösungsweg ist dabei im Programm nicht vorgeschrieben. Das -entlastet den Programmierer, und er kann seine ganze Kraft auf die logische -Beschreibung des Problems konzentrieren. - -Elan-Prolog ist ein interpretatives System, das voll kompatibel ist mit dem -Edinburgh Standard Prolog und in in komfortabler Weise in das Betriebssystem -Eumel eingebettet ist. - -Eigenschaftes von Elan-Prolog: - -- Syntax gemäß dem Edinburgh Standard Prolog nach Clocksin-Mellish - -- Interpretierendes System mit inkrementellem Einpass-Compiler - -- Interaktiver Mehrfenster-Texteditor des Eumelsystems - -- Zugriff auf Elan-Prozeduren als Prolog-Regeln - -- Geschwindigkeit ca. 100 LIPS auf IBM/PC-XT - -- optionale dynamische Ablaufverfolgung - -- Erklärungskomponente - -- Eingabe und Ausgabe von Prolog-Ausdrücken und Klartext - -- Programmiert und dokumentiert in ELAN (über 2000 Zeilen) - -- daher besonders für den Informatik-Unterricht geeignet -#page# -#on("u")#Beschränkungen des Elan-Prolog:#off("u")# - -Folgende Beschränkungen gelten für die Implementierung von Elan-Prolog im -Eumel-Systems: - -- Maximal 16000 Fakten und Regeln - -- Maximal 16000 Terme zur Konstruktion von Ausdrücken, Listen und Regeln - -- Maximal 800 Variablenbindungen - -- Maximal 800 Einträge im Beweisbaum - -- Maximal 4000 Bezeichner für Atome und Variablen - -- Maximal 16000 Buchstaben für alle Bezeichner zusammen - - -Wie sieht ein Prolog-Programm aus? - -Ein Prolog-Programm besteht aus - - - Fakten über Objekte und ihre Beziehungen - - - Regeln über Objekte und ihre Beziehungen - -und besonders wichtig: - - - Der Benutzer kann Prolog über die Fakten und Regeln ausfragen. - -Fakten aus einer Wissensbasis, nämlich dem Prolog-Programm, sind z.B.: - - enthaelt (wisky, aethanol). - -Das wird gelesen als: "Wisky enthält Aethanol.". Grundzüge der sehr -einfachen Syntax lassen sich hieran erklären. Ein Faktum wird geschrieben -wie in diesem Beispiel: - - - Erst kommt der Name der Relation, geschrieben wie ein Elan-Name in - kleinen Buchstaben. - - - Dann folgt in runden Klammern und durch Kommata getrennt eine Liste - von Objektnamen. - - - Zum Schluß steht ein Punkt. - -Regeln sind Problembeschreibungen in der Form von logischen Ausdrücken der -symbolischen Logik, wie z.B. die folgende Regel: - - bewirkt (A, B, kopfschmerz) :- enthaelt (A, aethanol), - enthaelt (B, aspirin ). - -Das wird gelesen als: "Wenn man eine Droge A, die Aethanol enthält, -und eine Droge B, die Aspirin enthält gleichzeitig einnimmt, dann bewirkt -das Kopfschmerzen." Wie man sieht werden logische Variablen mit großen -Buchstaben (wie Elan-Operatoren) geschrieben. Das Zeichen ":-" steht für das -logische Wenn, und das Komma(",") für die logische Konjunktion. Die logische -Disjunktion wird durch Semikolon(";") ausgedrückt. -#page# -Neben der hiermit vorgestellten Prefix-Schreibweise für Relationen gibt es in -ELAN-Prolog auch noch eine Infix-Schreibweise für zweistellige Relationen. -Hierbei werden die Relationen als Infix-Operatoren in großen -Buchstaben geschrieben (wie in ELAN) und zwischen die beiden Operanden -gesetzt. Als Operatoren sind auch die in Elan üblichen Operatoren - - ( +, -, *, /, MOD, =, <, >, <=, >=, <> ) -zulässig. - -In Infixausdrücken (wie z.B. 2+3*4) gelten die bekannten Vorrangregeln. Auch -Klammern sind zulässig. Selbstdefinierte Operatoren haben niedrigste -Priorität. - -Obiges Beispiel in Infix-Schreibweise: - - wisky ENTHAELT aethanol. - - bewirkt (A, B, kopfschmerz) :- A ENTHAELT aethanol, - B ENTHAELT aspirin. - - -Objekte in Prolog können Atome oder Listen sein. Für Atome gibt es zwei -Schreibweisen: - - - genau so wie Elan-Bezeichner, also bestehend aus kleinen Buchstaben - und Blanks. Dabei werden die Blanks eliminiert. - - - genauso wie Elan-Texte, nämlich in Gänsefüßchen eingeschlossen. - -Für Listen von Objekten gibt es wiederrum zwei Schreibweisen, wie folgende -zwei unterschiedlichen Notationen des gleichen Beispiels zeigen: - - - [ das, ist, [ zum, beispiel ], eine, liste ] - - - [ das, ist, [ zum | [ beispiel | [] ] ], eine, liste ] - -Im zweiten Fall ist die als drittes Element in der Gesamtlisten enthaltene -Teilliste mit dem Konstruktor "|" und der leeren Liste "[]" zusammengesetzt. -Die Grundoperationen, die aus der Programmiersprache LISP bekannt sind, -können als Prolog-Fakten unmittelbar wie folgt definiert werden: - - eq (X, X). - head ([X|Y], X). - tail ([X|Y], Y). - cons (X, Y, [X|Y]). -#page# -#on("u")#Standard - Operatoren von Elan-Prolog:#off("u")# - -Im System sind nur ganz wenige Standardoperatoren eingebaut. Es sind die -folgenden Fakten: - - - ! . der CUT-Operator schaltet des Backtracking ab. - - - bye. beendet die prolog Anwendung. - - - listing. zeigt alle insertierten Regeln. - - - listing (X). zeigt alle insertierten Regeln über X. - - - call (X). X wird ausgeführt. - - - write (X). das an X gebundenen Prolog-Objekts wird ausgegeben, - writeq (X). und wenn nicht eindeutig, gequotet, - put (X). das Zeichen, dessen ASCII-Code X ist wird ausgegeben, - name (X,[Y]). unifiziert das Atom X mit der Liste seiner Buchstaben. - - - read (X). ein Objekt wird gelesen und an die Variable gebunden. - get0 (X). das nächste Zeichen wird gelesen, - get (X). das nächste druckbare Zeichen wird gelesen, - - - X = Y . Die an X und Y gebundenen Objekte sind gleich, - X <> Y . sie sind ungleich, - X <= Y . sie sind kleiner oder gleich, - X == Y . sie sind wörtlich gleich, - X =.. [F|A] . X ist der Term mit Funktor F und Argumentliste A. - - - X + Y . sie sollen addiert, - X - Y . subtrahiert, - X * Y . multipliziert, - X / Y . dividiert, - X MOD Y . der Divisionsrest soll ermittelt werden, - die Auswertung geschieht durch den 'is'-Operators. - - - X IS EXPR . Das Ergebnis des arithmetischen Ausdrucks EXPR wird - gebildet und mit X unifiziert. - - - incr (X). der arithmetische Wert von X wird um eins erhöht. - - - assertz ([X]). insertiert die Regel X am Ende einfügend. - asserta ([Χ]). insertiert die Regel X am Anfang einfügend. - retract ([X]). entfernt die Regel X wieder. - clause (X,[Y]). holt die Regel Y mit dem Kopf X aus der Knowledgebase. - - - functor (X,Y,Z) Y ist der Funktor von X und Z ist seine Arität. - arg (X,Y,Z). Z ist das x-te Argument der Funktion Y. - - - elan (X). Ausführung der insertierten ELAN-Prozedur X - elan (X,Y). Ausführung von X mit dem TEXT-CONST-Parameter Y - - - elan(trace,on). schaltet den dynamischen Ablaufverfolger ein und - elan(trace,off) schaltet ihn wieder ab. - - - elan(consult,X) lädt das Prologprogramm aus der Datei namens X hinzu. - elan(reconsult,X) ersetzt das Prologprogramm aus der Datei X. - elan(abolish,X) entfernt alle Regeln mit dem Namen X. -#page# -#on("u")#Das Dialogverhalten von Elan-Prolog:#off("u")# - -Elan-Prolog wird, sobald es in das Eumel-System insertiert ist, als Prozedur -mit dem Namen "prolog" und einem optionalen TEXT-Parameter aufgerufen. Der -Textparameter enthält den Namen einer Datei, die ein Prolog-Programm enthält, -das geladen werden soll. Fehlt der Parameter, wird, wie üblich, die zuletzt -bearbeitete Datei genommen. Im Prolog-Dialog können später weitere -Prolog-Programme mit der Prozedur namens "consult" hinzugeladen werden. - -Also -einfachster Aufruf: prolog ("") - -Antwort: ?- -Beispiel-Eingabe: 3 = 3 -Antwort: yes - ?- -Eingabe: 4 = -5 -Antwort: no - ?- - -Besondere Dialogkommandos: - - ?- -Eingabe: ? -Antwort z.B.: 13.5 SEC - ?- -Eingabe: listing -Antwort: { zeigt alle aktuell verfügbaren Regeln } - ?- -Eingabe: {ESCAPE} q -Ausgabe: gib kommando: - -Eingabe: prolog again -Ausgabe: ?- -Eingabe: [sum, permute] {in eckigen Klammern!} - { konsultiert diese beiden Dateien } -Antwort z.B.: 25 rules inserted. - ?- -Eingabe: [-sum, -permute] - { löscht und rekonsultiert aus diesen Dateien } -Antwort z.B.: 25 rules inserted. - -Eingabe: {ESCAPE} {ESCAPE} -Antwort: gib kommado: -Elan-Eingabe z.B.: show ("standard") - { zeigt die Datei dieses Namens } - ?- - -Auf diese Weise können bequem Eumel-Kommandos gegeben werden. Die -Umschaltung vom Prolog- zum Eumelmonitor-Betrieb erfolgt durch die Tasten -{ESCAPE},{ESCAPE} und {RETURN}. Wie üblich ist das zuletzt verwendete -Kommando auch im Prolog-Dialog mit dem Escapekommando "{ESCAPE} k" -wiederzubekommen. Das Kommando "{ESCAPE} q" beendet den Dialog. -#page# -#on("u")#Ausprobieren der Prolog-Programmbeispiele:#off("u")# - -Zum Ausprobieren sind die Prologbeispiele "eq", "permute" und "mann" -beigefügt. - -Beispiel: ?- -Eingabe: [permute] {in eckigen Klammern!} -Antwort: 5 rules inserted. - ?- -Eingabe: marquise(X) -Antwort: beautiful marquise your beautiful eyes make me die of love -Eingabe: {Semicolon} -Antwort: your beautiful eyes beautiful marquise make me die of love - { usw } -Eingabe: {Return} -Antwort: ?- - -Jede #on("u")#Eingabe von Semicolon#off("u")# liefert als Antwort die nächste Permutation. Wenn -eine andere Taste gedrückt wird, bricht die Ausgabe weiterer Ergebnisse ab. - -#on("u")#Eingabe von Fragezeichen#off("u")# liefert neben der Angabe der benötigten -Rechenzeit eine Erklärung der letzten Antwort durch Ausgabe aller zu dieser -Antwort führenden Schlußfolgerungen. Dabei wird der Beweisbaum in Form einer -Einrückstruktur dargestellt. Die Einrückung stellt die Erklärungstiefe dar. - - -#on("u")#Benutzung von Prolog von Elan-Programmen aus#off("u")# - -Wenn man Prolog als Unterprogramm von Elan aus aufrufen will, geht man -folgendermaßen vor: - -1. Laden einer Wissensbasis, - die in einer Datei namens <knowledgebase> z.B."permute" bereitsteht: - - push ("bye"13""); - prolog ("permute"); - - -2. Abfragen an diese Wissensbasis: - - TEXT VAR query, answer; - query:= "marquise (X)"; - IF prolog ( query, answer) - THEN put (answer) - ELSE put ("NO") - FI; - -In diesem Anwendungsbeispiel liefert die Ausgabeanweisung 'put (answer)': - - beautiful marquise your beatiful eyes make me die of love - -#page# -#on("u")#Literatur:#off("u")# - - -1.) W.F.Clocksin, C.S.Mellish: - Programming in Prolog - Springer 1984 - -2.) M.H.van Emden: - An interpreting algorithm for prolog programs - in Implementations of Prolog, Ellis Herwood Ltd, 1984 - -3.) Alain Colmerauer: - Prolog in 10 Figures - Communications of the ACM December 1985 - -4.) J. Cohen: - Describing Prolog by its Interpretation and Compilation - Communications of the ACM December 1985 - -5.) Alain Colmerauer: - Les system q ou un formalisme pour alalyser et synthetiser des phrases - sur ordinateur. - Intern.Rep. 43, Departement d'informatique. Universite de Montreal - Sept. 1970 -#page# -(*************************************************************************) -(* *) -(* Elan-Prolog *) -(* *) -(* Programm-Beispiele: *) -(* *) -(****************** standard (nach Clocksin-Mellish) ********************) - -abolish (X) :- elan (abolish, X). -append ([], X, X) :- !. -append ([X|Y], Z, [X|W]) :- append (Y, Z, W). -atom (X) :- functor (X, Y, 0). -atomic (X) :- atom (X); integer (X). -consult (X) :- elan (consult, X). -end :- bye. -fail :- []. -findall (X, Y, Z) :- tell ("$$"), write ("("), findall (X,Y); - write (")"), told, see ("$$"), read (Z), - seen, elan (forget, "$$"). -findall (X, Y) :- call (Y), writeq (X), write (","), []. -integer (X) :- functor (X, Y, -1). -listing (X). -member (X, [X|Z]). -member (X, [Y|Z]) :- member (X, Z). -nl :- elan (line). -non var (X) :- var (X), !, []; . -not (X) :- call (X), !, []; . -notrace :- elan (trace, off). -reconsult (X) :- elan (reconsult, X). -repeat. -repeat :- repeat. -see (X) :- elan (sysin, X). -seen :- elan (sysin, ""). -tab (X) :- tab(X,1). -tab (X,Y) :- Y<=X, !, put (32), incr(Y), tab(X,Y);. -tell (X) :- elan (sysout, X). -told :- elan (sysout, ""). -trace :- elan (trace, on). -true. -< (X, Y) :- <= (X, Y), <> (X, Y). -> (X, Y) :- <= (Y, X). ->= (X, Y) :- < (Y, X). -#page# -(**************************** sum ***********************************) - -suc (0, 1). suc (1, 2). suc (2, 3). suc (3, 4). suc (4, 5). -suc (5, 6). suc (6, 7). suc (7, 8). suc (8, 9). -sum (0, X, X). -sum (X, Y, Z):- suc (V, X), sum (V, Y, W), suc (W, Z). -plus (X, [0,0], X):- !. -plus (X, Y, Z):- plus one (V, Y), plus (X, V, W), !, plus one (W, Z). -plus one ([X, Y], [V, W]):- suc (Y, W), X = V, !; - Y = 9, suc (X, V), W = 0. -treereverse (X,Y):- rev (X,Y), !; rev (Y,X), !. -rev ([], []). -rev ([X|Y], Z):- X <> [H|T], rev (Y, W), !, append (W, [X], Z); - rev (X, V), rev (Y, W), !, append (W, [V], Z). - -(**************************** permute ************************************) - -permute ([], []). -permute ([E|X], Z):- - permute (X, Y), insert (E, Y, Z). -insert (E, X, [E|X]). -insert (E, [F|X], [F|Y]):- - insert (E, X, Y). -marquise(RESULT):- - permute (["beautiful marquise", - "your beautiful eyes", - "make me", - "die", - "of love" - ], - RESULT). - -(**************************** puzzle ************************************) - - {Solution: 9,5,6,7,0,8,2} -puzzle:- repeat, permute ((9,8,7,6,5,2,0), SENDMORY), - write (SENDMORY), - puzzle (SENDMORY, SEND, MORE, MONEY), - elan (line), - write (SEND), write (+), - write (MORE), write (=), - write (MONEY). - -puzzle([S,E,N,D,O,R,Y], SEND, MORE, MONEY):- - SEND IS ((S * 10 + E) * 10 + N) * 10 + D, - MORE IS ((10 + O) * 10 + R) * 10 + E, - MONEY IS (((10 + O) * 10 + N) * 10 + E) * 10 + Y, - MONEY IS SEND + MORE. - -permute ([], []). -permute ([E|X], Z):- permute (X, Y), insert (E, Y, Z). - -insert (E, X, [E|X]). -insert (E, [F|X], [F|Y]):- insert (E, X, Y). - -repeat. -repeat:- repeat. -#page# -(**************************** prieks ***********************************) - -ist priek (bo priek). -ist priek (ki priek). -ist priek (bla priek). - -WER GNASELT WEN :- population (B), - member ([WEN, WER, _], B), - bedingungen (B). - -WER KNAUDERT WEN:- population (B), - member ([WER, _, WEN], B), - bedingungen (B). - -population (B):- sind prieks (U, V, W), - sind knauderarten (R, S, T), - B = [ [drausla puemfe, U, R], - [glessla puemfe, V, S], - [hapla puemfe, W, T] ]. - -sind prieks (X,Y,Z):- ist priek (G), - ist priek (H), H<>G, - ist priek (I), I<>G, I<>H, !, - permute ([G,H,I], [X,Y,Z]). - -sind knauderarten (X,Y,Z):- ist knauderart (G), - ist knauderart (H), H<>G, - ist knauderart (I), I<>G, I<>H, !, - permute ([G,H,I],[X,Y,Z]). - -ist knauderart (an). -ist knauderart (ab). -ist knauderart (ueber). - -bedingungen (B):- not member ([hapla puemfe,ki priek,_],B) , - not member ([hapla puemfe,_,ueber],B) , - not member ([drausla puemfe,bo priek,_],B) , - not member ([_,bo priek,ab],B) , - noch ne bedingung (B) , - weitere bedingungen (B) , !. - -weitere bedingungen (B):- not member([_,ki priek,ueber],B), - not member([_,bo priek,ueber],B) - ; - member([drausla puemfe,_,an],B). - -noch ne bedingung (B):- not member ([drausla puemfe,ki priek,_],B) - ; - not member ([glessla puemfe,_,ueber],B). - -permute ([], []). -permute (X, [Y|Z]):- delete (Y ,X, E), permute (E, Z). -delete (X, [X|Z], Z). -delete (X, [Y|Z], [Y|E]):- delete (X, Z, E). -member (X, [X|Z]). -member (X, [Y|Z]):- member (X, Z). -not member (X, []). -not member (X, [Y|Z]):- X <> Y, not member (X,Z). -#page# -(**************************** calc ************************************) - -{ CALC evaluates arithmetic expressions with store } - -calc:- eval ([], RS), write (result store), write (RS), nl. - -eval (SI, SO):- - read (CALC), nonvar (CALC), eval member (CALC, SI, SO). - -eval member (CALC, SI, SO):- - member (CALC, [stop,end,bye,eof]), SO=SI; - eval (CALC,I,SI,ST), write (I), eval (ST,SO); - write (error in), write (CALC), nl, eval (SI, SO). - -eval (I, I, S, S):- integer (I). -eval (N, I, S, S):- atom (N), eval atom (N, I, S). - -eval atom (N, I, S):- - member (N=I, S); - write ("error: Cell"), write (N), - write("not found in store. 0 substituted."), nl, I=0. - -eval ( L+R,I,SI,SO):- eval (L,J,SI,ST), eval (R,K,ST,SO), I IS J+K. -eval ( L-R,I,SI,SO):- eval (L,J,SI,ST), eval (R,K,ST,SO), I IS J-K. -eval ( L*R,I,SI,SO):- eval (L,J,SI,ST), eval (R,K,ST,SO), I IS J*K. -eval ( L/R,I,SI,SO):- eval (L,J,SI,ST), eval (R,K,ST,SO), I IS J/K. - -eval (N=O, I, SI, SO):- - atom (N), eval (O,I,SI,ST), eval repl (N,I,ST,SO). - -eval repl (N, I, [], [=(N,I)]). -eval repl (N, I, [=(N,_)|S], [=(N,I)|S]). -eval repl (N, I, [=(M,J)|SI], [=(M,J)|SO]):- eval repl (N, I, SI, SO). - |