Prolog diline giriş

1. Prolog
PROgramming inLOGic
Hazırlayan: Ayşenur Genç

2. Giriş & Tarihçe
Bilgisayar, 'simgeleri işlemek için kullanılan bir makine‘ olarak tanımlanmaktadır.
Görünüşte yalın olan bu terim, gerçekte çağdaş bir sayısal bilgisayarın yapabileceği
bütün görevleri kapsayan genişliktedir. Bu tanıma göre, bilgisayara girdi denilen bir
simgeler dizisi verilir; bunlar önceden makineye yerleştirilen
ve değişmez kurallar bütünü olan “programa” göre işlenir ve sonunda çıktı denilen başka
simgeler dizisi üretilir.
PROLOG-Program dili de bu tür simgelerle işleyen bir sistemdir.
PROLOG, "PROgramming in LOGic“ sözünün kısaltılmış bilçmidir ve ilk olarak 70 li yılların
başında
Marsilya Üniversitesi’nde ve Edinburg kentlerinde ortaya çıkmıştır. Daha sonraları ise
Londra’da
Imperial College’da geliştirilmiş ve geniş kitleler tarafından tanınması bu yolla sağlanmıştır.
2

3. Prolog Dilinin Özellikleri

PROgrammig in LOGic

Semboller üzerinde çalışma

Problemlerin çözümünü tanımlama yerine çıkarım yapma

Doğal dille düşünülen şeylerin kodlanmasının kolaylığı

Gerçekler ve kurallardan oluşma

Büyük küçük harfe duyarlı
Sabitler için Küçük harfler
Değişkenler için Büyük harfler
3

4. Prolog Dilinin Özellikleri
Prolog’la nesneler arası ilişkiler kolaylıkla ifade edilebilir.
Kullanıcı bilgi tabanındaki verileri kolaylıkla sorgulanabilir.
Program çıktıları çok sadedir.
Prolog Bildirgesel (Dekleratif) bir dildir.
4

5. Prolog Bildirgesel Bir Dildir
PROLOG doğrudan mantığa dayalı bildirgesel (deklerativ) bir program dilidir.
Burada kullanılan deklerativ terimi, surepel (prosedural) terimine karşılık olarak
kullanılmaktadır.
Hem sıradan bir bilgisayar dili hem de gelişmiş bütün üst düzeydeki bilgisayar
program dilleri bir süreçle ilgili dillerdir.
Süreçsel bir dilde, verilen bir problemi
çözmek için (bir yemek tarifinde olduğu gibi) aşama aşama çalışılır. Program
bitirilip çalıştırılmaya başlandığında ise önceden yazılan öngörülere uygun olan
sıraya göre çalışır. (Örnek: C, Pascal, Java vs.)
Bildirgesel bir program dilinde ise, olgular
ve kurallardan yola çıkılır.Yazılan programı çalıştırmak
için bir öngörü (Hipotez) oluşturulur ve bilgisayar bu öngörüyü kendisine daha
Önceden verilmiş olan olgu ve kurallar yardımıyla sınar.
5

6. Bildirgesel (Deklerativ)
Programlama
Prolog
 bir cümlenin doğru / yanlış olduğunu

cümle içinde değişken(ler) varsa cümlenin
doğru olması için o değişken(ler)in
değer(ler)inin ne olması gerektiğini söyler.
6

7. Diğer Dillerle Karşılaştırma
Prolog’da olmayanlar
 For döngüleri
 Repeat While döngüleri
 IF..THEN yapısı
 Goto komutu
 Diziler
 Yukarıdakiler öz yinelemeli fonksiyonlarla sağlanır
Süreçsel (Prosedürel) programlamada bilgisayara adım adım ne
yapması gerektiğini kodlarız. Bildirgesel (Dekleratif) programlamada
bir durum tanımlanır. Bu tanıma göre yorumlayıcı yada derleyici bir
çözüm üretir.
7

8. Örnek : Aile Ağacı
pam to m
bob li z
ann pat
j im
8

9. İlişkileri gerçek(fact)lerle tanımlama
“Tom, Bob’un ebeveynidir” gerçeğinin
prolog’da ifadesi :
parent(tom, bob).
 parent: ilişkinin ismi
 tom ve bob: ilişkinin argümanları
9

10. Tüm aile ağacını aşağıdaki Prolog
ifadeleriyle tanımlarız:
parent(pam, bob).
parent(tom, bob).
parent(tom, liz).
parent(bob, ann).
parent(bob, pat).
parent(pat,jim).
10

11. İlişkileri sorgulamak-1
Bob, Pat’in ebeveyni mi?
?- parent(bob, pat).
Prolog’un cevabı: yes
Tom, Ben’in ebeveyni mi? :
?- parent(tom, ben).
Prolog’un cevabı: no
11

12. İlişkileri sorgulamak-2
Liz’in ebeveyni kimdir?
?- ebeveyn(Kim, liz).
Prolog’un cevabı :
Kim = tom
Bob’un çocukları kimlerdir?
?- ebeveyn(bob, Cocuk).
Prolog’un cevabı :
Cocuk = ann ;
Cocuk = pat ;
no
12

13. İlişkileri sorgulamak-3
Kimler kimlerin çocuğudur?
?- ebeveyn (Ebeveyn, Cocuk).
Ebeveyn = pam
Cocuk = bob;
Ebeveyn = tom
Cocuk = bob;
Ebeveyn = tom
Cocuk = liz;
…
Çözümler listesini yarıda kesmek için enter
13

14. İlişkileri sorgulamak-4
Jim’in büyük ebeveyni (grandparent)
kimdir? X
Bilgi tabanımızda büyük ebeveyn diye
bir ilişki tanımlı değil. pare n t
Büyük ebeveyn ilişkisi iki ebeveyn
ilişkisinin ‘ve’ lenmesiyle elde edilebilir. gran dpare n t
Y
?- parent(Y, jim), parent(X, Y). pare n t
X=bob
Y=pat jim
jim’in ebeveynine Y dersek,
Y’nin ebeveyni jim’in büyük ebeveyni (X) dir. 14

15. İlişkileri sorgulamak-5
Torun ilişkisi de benzer
biçimde tanımlanabilir.
to m

tom, X’in ebeveyni,
 X, Y’nin ebeveyni ise pare n t

Y, tom’un torunudur.
g r a n d c h ild r e n
?- parent(tom,X), parent(X, Y). X
X=bob
pare n t
Y=ann;
X=bob
Y=pat; Y
no
15

16. İlişkileri sorgulamak-6
Ann ve pat’in ortak ebeveyni var mı?
?- parent(Ebeveyn, ann), parent(Ebeveyn, pat).
Ebeveyn=bob
16

17. SWI-Prolog
Gerçek ve kurallar
prolog’a
yüklenir.Sorgular komut
satırından girilerek
çalıştırılabilir.
17

18. Doğal Dil vs. Prolog
Bütün çocuklar kısadır.
kisa(X):-cocuk(X).
Bütün erkek çocuklar arabaları sever.
sever(X,araba):-erkek(X),cocuk(X).
Bütün çocukların annesi vardır.
var(X,anne):-cocuk(X).
Sebzeyi hiçbir çocuk sevmez.
sevmez(X,Y):-sebze(Y), cocuk(X).
Çocuğunu döven öğretmeni hiçbir anne sevmez.
sevmez(X,Y):-anne(X,Z),ogretmen(Y,Z),dover(Y,Z).
18

19. Prolog’da Veri Türleri
Prolog bir veri türünü onun şeklinden tanır.
Prolog herhangi bir veri tanımına ihtiyaç
duymaz.
19

20. Atom’lar (1)
Atom’lar aşağıdakilerde oluşan string’lerdir.
 Büyük harf
A, B, …, Z

Küçük harf
a, b, …, z

Rakam
0, 1, …, 9
 Özel karakterler
+-*/<>=:.&_~
20

21. Atom’lar (2)
Atom’lar 3 farklı şekilde oluşturulabilir:
1. Harf, rakam ve altçizgi(‘_’)’den oluşan küçük
harfle başlayan string’ler ile:
anna
nil
x25
x_25AB
x_
x___y
alpha_beta_procedure
miss_jones
sarah_jones 21

22. Atom’lar (3)
2. Özel karakterlerden oluşan string’ler ile:
<--->
======>
…
.:.
::=
Özel anlamı olan stirng’ler kullanılmamalı:
:-
22

23. Atom’lar (4)
3. Tek tırnak (’) arasına alınan karakterler ile:
‘Tom’
‘South_America’
‘Sarah Jones’
Büyük harfle başlayan Atom’lar oluşturmak için
kullanılabilir. Değişkenlerden bu şekilde ayrılabilirler.
23

24. Sayılar
Prolog’da iki tür sayı topla(X,Y,Z):-Z is X+Y.
kullanılabilir

Tamsayılar (integer) ?-topla(2,0.3,C).
1 0 -97 1313 C = 2.3 ;
En büyük ve en küçük sayı No
prolog derleyicisine bağlıdır.
 Ondalıklı sayılar (real)
?-topla(200,0.0003,C).
3.14 100.2 -0.0035
C = 200.0 ;
Genelde tamsayılar kullanılır. No
Ondalıklı sayılar pek fazla
kullanılmaz Çünkü:
24

25. Değişken’ler (1)
Değişkenler; harf, rakam ve
altçizgi(‘_’)’den oluşan büyük harfle
yada altçizgi ile başlayan string’lerdir:
X
Result
Object2
Participant_list
ShoppingList
_x23
_23
25

26. Değişken’ler (2)
Anonim değişken : isimlendirilmemiş değişkenlerdir.
Sadece altçizgi ile ifade edilirler:
hasachild(X) :- parent(X, Y).
hasachild(X) :- parent(X, _).
Her altçizgi karakteri yeni bir anonim değişkeni ifade
eder.
somebody_has_a_child :- parent(_, _). %r1
r1 eşittir somebody_has_a_child :- parent(X, Y).
ancak farklıdır somebody_has_a_child :- parent(X, X).
Anonim değişkenlerin değerleri çıkış olarak verilmez.
?- parent(ali,Y). : ali’in çocuğu var mı? Ve varsa
çocuklarının isimleri nedir?
?- parent(ali,_). : sadece ali’in çocuğu var mı?
26

27. Değişken ve Atom’ların Alanları
(Scope)
Bir değişkenin değeri bir cümlecik
içinde sabittir.
Bir atomun değeri tüm program
boyunca sabittir
27

28. Aritmetik i ş l emler
+ addition
- subtraction
* multiplication
/ real division
// integer division
mod modulus
** power
?- X is 3*4.
X = 12
yes
28

29. Lojik i ş lemler
a :- b. % a if b
a :- b,c. % a if b and c.
a :- b;c. % a if b or c.
a :- ++ b. % a if b is not provable
a :- not b. % a if b fails
a :- b -> c;d. % a if (if b then c else d)
29

30. Listing 2 ?- assert(bitki(gul)).
Yes
3 ?- assert(bitki(meneksel)).
Memory’de o an olan Yes
4 ?- listing.
bilgileri ve kuralları hayvan(kedi).
hayvan(kuzu).
ekrana yazar.
canli(A) :-
1 ?- listing. hayvan(A).
canli(A) :-
hayvan(kedi). bitki(A).
hayvan(kuzu).
:- dynamic bitki/1.
canli(A) :-
hayvan(A). bitki(gul).
canli(A) :- bitki(meneksel).
bitki(A).
Yes Yes
5 ?- hayvan(tosbaga).
????
30

31. Listeleri Yazdırmak
listeyaz(A):- A==[].
listeyaz(A):- [B|C]=A,write(B),tab(1),listeyaz(C).
-? listeyaz([a,b,c,d,e]).
a b c d e
true
liste2yaz(A):- A==[].
liste2yaz(A):-[B|C]=A,listeyaz(B),nl,liste2yaz(C).
?- liste2yaz([[a,b],[c,d],[e,h]]).
a b
c d
e h
true
31

32. Listeye eleman ekleme ve
çıkarma
Listelere eleman eklemek ve çıkarmak hep 1. elaman
üzerinden yapılır. Listeden sadece 1.eleman çıkarılabilir ve
eklenecek eleman sadece 1. eleman olarak eklenebilir.
?- D = [1,2,3,4], [ B | A ] = D.
A listesi [2,3,4] şeklinde oluşur. İlk eleman silindi.
?- D = [1,2,3,4], A = [ 0 | D ].
A listesi [0,1,2,3,4] şeklinde oluştu. Listenin başına 0 eklenmiş
oldu.
32

33. process([hello]).
hi
process([i,have,a,problem,.]).
eliza
please go on
process([i,hate,lessons,.]).
do you really hate lessons ?
process([yes,but,.]).
please go on .
process([i,like,school,.]).
does anyone else in your family like school ?
process([i,think,my,father,likes,school,too,.]).
please go on .
process([do,you,believe,me,?]).
why do me ask if I believe you ?
process([i,am,paranoiac,.]).
please go on .
process([are,you,parrot,?]).
what makes you think I am parrot ?
process([you,always,repeat,same,thing,.]).
please go on .
process([bye,.]).
I hope I was of some help.
33

34. process([W1,_]):- % asagidaki listeden birinden sonra en çok bir kelime varsa
member(W1, [bye, goodbye, quit, halt, chow]),
write('I hope I was of some help.'), nl.
process(Input):-
Eliza
kod
rule(Input, Output),
reply(Output).
% donusumler
% rule([user'in cumlesi], [eliza'nin cumlesi]).
rule([Greeting|Rest], [hi|Rest]):- member(Greeting, [hi, hello]).
rule([i,hate,X,'.'], [do, you, really, hate, X, ?]).
rule([_,you,Y,me,'?'], [why, do, me, ask, if, 'I', Y, you, ?]).
rule([i,like,X,'.'], [does, anyone, else, in, your, family, like, X,?]).
rule([are, you, X,'?'], [what, makes, you, think, 'I', am, X, ?]).
rule([you, are, X, '.'], [does, it, please, you, to, believe, 'I', am,X,?]).
rule(_, [please, go, on, '.']). % anlamis havasinda :))
reply([]):- !.
reply([FirstWord|Rest]) :- % kelimeler arasina 1tab koyarak ekrana yaz
write(FirstWord),
tab(1),
reply(Rest). 34

35. Kaynaklar
PROLOG Programming for Artificial Intelligence, Ivan Bratko, 3rd Edition, Addison-
Wesley,
Tacettin Ayar, Prolog Ders Notları
Bergen, Karl von: LISP fiir Linguisten: ein Grundkurs zur E i i g in die Computerlinguistik.
FrankfurtIaM; Berlin; New York; Paris; Wien: Lang, 1992 (Hamburger englischeLinguistik Praktika Bd.
4).
Glinz, Hans: Deutsche Grammatik 11. FrankfurtlaM. 1971.
Knaus, Rodger: Faster and Smarter Queries. A1 Expert's Toolbok. May 1988, SS. 13-18.
Knaus, Rodger & : A Simple PROLOG DBMS [data base management system]. A1
Expert'sToolbok. April 1988, SS.13-21.
Kraml Willibald & Schrodt, Richard: Syntax lernen mit PROLOG. In: Ide: Zeitschrift fiir den
Deutschunterricht in Wissenschaft und Schule. 2i1990. SS. 98- 1 14.
Lenders, Winfried & Willee, Gerd: Linguistische Datenverarbeitung: ein Lehrbuch. Opladen:
Westdeutscher Verlag, 1986.
35