Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 521078)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.

Системы искусственного интеллекта. Часть I. Рекурсивно-логическое программирование (180,00 руб.)

0   0
Первый авторВанькова Валентина Сергеевна
АвторыМартынюк Юлия Михайловна, Хабаров Николай Николаевич
ИздательствоИздательство ТГПУ им.Л.Н.Толстого
Страниц64
ID203450
АннотацияВ учебном пособии представлен материал для формирования навыков рекурсивно-логического программирования. Пособие содержит большое количество примеров, тестирование которых проводилось в режиме Test Goal в свободно распространяемой среде логического программирования Visual Prolog 5.2. Учебное пособие предназначено студентам, обучающимся по направлениям 010500.62 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем», 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии», и может быть использовано студентами, проходящими подготовку в рамках группы направлений 010000 «Физико-математические науки». Материалы данного учебного пособия содержат теоретические основы элективных курсов соответствующей тематики в средней школе.
ISBN978-5-87954-765-8
УДК519.764.4
ББК32.813я73
Ванькова, В. С. Системы искусственного интеллекта. Часть I. Рекурсивно-логическое программирование [Электронный ресурс] : учебное пособие / Ю. М. Мартынюк, Н. Н. Хабаров, В. С. Ванькова .— Тула : Издательство ТГПУ им.Л.Н.Толстого, 2012 .— 64 с. — ISBN 978-5-87954-765-8 .— Режим доступа: https://rucont.ru/efd/203450

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Пособие содержит большое количество примеров, тестирование которых проводилось в режиме Test Goal в свободно распространяемой среде логического программирования Visual Prolog <...> В предложенных материалах подробно изложены основы программирования на языке Пролог в среде Visual Prolog. <...> 1.2 Логика и исчисление высказываний Рассмотрим три высказывания на естественном языке: «Стрекоза является насекомым» - фактическая истина; «Любой город обладает населением в несколько тысяч человек» - истина языка; «Если из того, что четырехугольник является квадратом, следует, что все его углы и стороны равны между собой, то из того, что не все углы и стороны четырехугольника равны между собой, следует, что четырехугольник не является квадратом» - истинность данного высказывания определяется по смыслу слов. <...> Каждая буква, входящая в формулу, в свою очередь может быть формулой, поэтому более правильным должно использование термина пропозициональная форма. <...> Пропозициональная форма истинная ПРИ ЛЮБЫХ значениях входящих в нее пропозициональных переменных называется тавтологией. <...> Пропозициональная форма ложная ПРИ ЛЮБЫХ значениях входящих в нее пропозициональных переменных называется противоречием. <...> Пропозициональная форма истинная ПРИ НЕКОТОРЫХ значениях входящих в нее пропозициональных переменных называется выполнимой. <...> 1.3 Логическое следствие и логический вывод Выявление того факта, что из множества высказываний (формул исчисления) логически следует некоторое другое высказывание (формула) является одной из основных задач исчисления высказываний. <...> U логически влечет W (W логически следует из U) в исчислении высказываний, что обозначим как U => W, если пропозициональная форма U → W является тавтологией. <...> 8 1.4 Метод резолюций Ключом к пониманию метода резолюций является следующее рассуждение: Чтобы доказать, что {F1,…,Fn }=>F, необходимо доказать, что формула F1&…&Fn → F является тавтологией. <...> Метод резолюций базируется на возможности <...>
Системы_искусственного_интеллекта._Часть_I._Рекурсивно-логическое_программирование_учебное_пособие.pdf
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный педагогический университет имени Л. Н. Толстого» Кафедра информатики и методики обучения информатике В. С. ВАНЬКОВА, Ю. М. МАРТЫНЮК, Н. Н. ХАБАРОВ СИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА. Часть I. РЕКУРСИВНО-ЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ Тула 2012 1
Стр.1
ББК 32.813я73 УДК 519.764.4 В 17 Рецензенты: кандидат биологических наук, доцент кафедры информационных технологий Н.М.Исаева, (Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н.Толстого); кандидат педагогических наук, доцент кафедры информационных систем и компьютерных технологий Е. А. Снижко (БГТУ им. Д. Ф. Устинова) В 17 Ванькова, В. С. Системы искусственного интеллекта: Учеб. пособие: В 2 ч. / В.С. Ванькова, Ю. М. Мартынюк, Н.Н.Хабаров – Тула: Тул. гос. пед. ун-т им.Л.Н.Толстого, 2012. – Ч.I. Рекурсивно-логическое программирование – 64с. В учебном пособии представлен материал для формирования навыков рекурсивно-логического программирования. Пособие содержит большое количество примеров, тестирование которых проводилось в режиме Test Goal в свободно распространяемой среде логического программирования Visual Prolog 5.2. Учебное пособие предназначено студентам, обучающимся по направлениям 010500.62 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем», 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии», и может быть использовано студентами, проходящими подготовку в рамках группы направлений 010000 «Физикоматематические науки». Материалы данного учебного пособия содержат теоретические основы элективных курсов соответствующей тематики в средней школе. УДК 519.764.4 ISBN 978-5-87954-765-8 В.С.Ванькова, Ю.М.Мартынюк, Н.Н.Хабаров, 2012  ТГПУ, 2012 2
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ..........................................................................................................................5 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЛОГИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ....................6 1.1 Схема построения формальной системы............................................................................6 1.2 Логика и исчисление высказываний...................................................................................6 1.3 Логическое следствие и логический вывод........................................................................7 1.4 Метод резолюций.................................................................................................................9 1.5 Формальная теория..............................................................................................................9 1.6 Отношение и предикат ......................................................................................................10 1.7 Кванторы............................................................................................................................10 1.8 Язык логики предикатов....................................................................................................11 1.9 Логический вывод в исчислении предикатов...................................................................13 КОМПЬЮТЕРНАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ЛОГИКИ...............................................................14 2.1 Логическое программирование.........................................................................................14 2.2 Виды предложений Хорна.................................................................................................15 ОСНОВЫ ЯЗЫКА VISUAL PROLOG.......................................................................................18 3.1 ПРОграммирование в ЛОГике ..........................................................................................18 3.1.1 Предикаты...................................................................................................................19 3.1.2. Факты..........................................................................................................................19 3.1.3. Правила.......................................................................................................................20 3.1.4. Запросы (цели) ...........................................................................................................21 3.1.5. Переменные................................................................................................................21 3.1.6. Комментарии..............................................................................................................23 3.2 Программы Visual Prolog...................................................................................................24 3.2.1 Основные разделы программ......................................................................................24 3.2.2 Стандартные домены..................................................................................................25 3.3 Сопоставление и унификация ...........................................................................................26 3.4 Поиск с возвратом..............................................................................................................28 3.4.1 Основные правила поиска с возвратом......................................................................28 3.4.2 Управление поиском решений ...................................................................................30 3.5 Арифметические выражения. Ввод и вывод данных .......................................................34 3.5.1 Функции и предикаты.................................................................................................34 3.5.2 Генератор случайных чисел........................................................................................35 3.5.3 Возврат вычисленного значения ................................................................................36 3.5.4 Предикаты вывода ......................................................................................................36 3.5.5 Предикат ввода............................................................................................................37 3.5.6 Предикат not ................................................................................................................38 3.6 Простые и составные объекты..........................................................................................39 3.6.1 Составные объекты данных и функторы ...................................................................39 3.6.2 Правило декларирования доменов для составных объектов.....................................42 3.7 Повтор и рекурсия .............................................................................................................44 3.7.1 Откат с петлями...........................................................................................................44 3.7.2 Оптимизация хвостовой рекурсии..............................................................................45 3.7.3 Использование аргументов в качестве переменных цикла .......................................46 3.8 Рекурсивные структуры данных .......................................................................................48 3.8.1 Списки .........................................................................................................................48 3.8.1.1 Сопоставление в списках.........................................................................................48 3.8.1.2 Определение списков...............................................................................................48 3.8.1.3 Вычисления в списках .............................................................................................50 3.8.1.4 Печать списков.........................................................................................................50 3.8.1.5 Изменение данных в списках...................................................................................51 3.8.1.6 Поиск всех решений для цели сразу........................................................................52 3
Стр.3
3.8.1.7 Принадлежность к списку........................................................................................53 3.8.1.8 Объединение списков ..............................................................................................53 3.8.2 Деревья ........................................................................................................................55 3.8.2.1 Обход дерева ............................................................................................................55 3.8.2.2 Создание дерева .......................................................................................................56 3.8.2.3 Бинарные поисковые деревья. .................................................................................57 3.9 Внутренняя база фактов Пролога......................................................................................58 3.10 Функции и возвращаемые значения................................................................................59 3.11 Предикаты обработки строк в Прологе..........................................................................60 3.12 Управление детерминизмом в Прологе. .........................................................................61 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..........................................................................................................63 4
Стр.4
ПРЕДИСЛОВИЕ Данное учебное пособие предназначено студентам, постигающим основы логического программирования, при изучении дисциплины элективного модульного блока «Системы искусственного интеллекта». На его страницах проводится систематизация знаний по математической логике и иллюстрируется приложение теории формальных систем к системам логического программирования. В предложенных материалах подробно изложены основы программирования на языке Пролог в среде Visual Prolog. Рассмотрены процессы сопоставления и унификации, поиска с возвратом и управления исполнением программ на уровне использования предиката отсечения и неудачи. Исследуется возможность использования откатов и рекурсии (в том числе и хвостовой). Изучаются возможности использования простых и составных объектов данных (списков), арифметических выражений, встроенных функций и предикатов. Разобрано большое количество примеров, приводятся комментарии по их использованию и тестированию. Примеры часто взаимосвязаны и дополняют друг друга. Пособие может быть использовано студентами вузов и преподавателями, осуществляющими теоретическую и практическую подготовку по указанному направлению в рамках элективных курсов и кружковой работы. 5
Стр.5
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЛОГИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ 1.1 Схема построения формальной системы Общая схема построения любой формальной системы Т такова: 1) Язык системы Т:  определяется алфавит – перечень элементарных символов системы;  определяются правила построения формул (синтаксис) – формула считается правильно построенной тогда и только тогда, когда она построена в соответствии с этими правилами; 2) Аксиомы системы Т:  выделяется конечное или перечислимое (определяемое с помощью некоторого алгоритма перечислений) множество формул, которое называется аксиомами системы. 3) Правила вывода системы Т:  Фиксируется обычно конечное множество предикатов Ri (i>0) на множестве всех формул. Если для формул F1,…Fn+1 утверждение Ri (F1,…Fn+1) истинно, то говорят, что формула Fn+1 непосредственно выводима из формул F1,…Fn по правилу Ri. Задание языка, аксиом и правил вывода исчерпывает задание формальной системы как точного математического объекта. Выводом в формальной системе Т называется любая конечная последовательность формул системы Т, в которой каждая формула является либо аксиомой системы Т, либо непосредственно следует из каких-либо предшествующих ей в этом выводе формул по одному из правил вывода Ri системы Т. Формула системы Т называется теоремой этой системы, если существует вывод в формальной системе Т, заканчивающийся этой формулой. 1.2 Логика и исчисление высказываний Рассмотрим три высказывания на естественном языке: «Стрекоза является насекомым» - фактическая истина; «Любой город обладает населением в несколько тысяч человек» - истина языка; «Если из того, что четырехугольник является квадратом, следует, что все его углы и стороны равны между собой, то из того, что не все углы и стороны четырехугольника равны между собой, следует, что четырехугольник не является квадратом» - истинность данного высказывания определяется по смыслу слов. Само же высказывание содержит в себе высказывания и логические связки «если… то…», «не …». Причем, если высказывания заменить переменными X и Y, то предложение «если из X следует Y, то из не Y следует не X» будет логически истинным независимо от смысла X и Y. 6
Стр.6