Lập trình logic:
Khác với các lập trình thủ tục (lập trình C, Pasal, Fortran, v.v.) là chỉ ra thứ tự các câu lệnh xử lý trên tập các cấu trúc dữ liệu để giải quyết bài toán sinh ra output từ input; lập trình logic là khai báo các sự kiện, tri thức (luật) đã biết (hoặc đã đúng) và sử dụng máy tính (có trang bị thuật giải suy diễn) để truy vấn một sự kiện mới hoặc tri thức mới từ các sự kiện và tri thức đã cho (xem sơ đồ bên dưới). Các loại tri thức truy vấn có thể kiểm tra một sự kiện hoặc tri thức nào đó có đúng hay không, hoặc liệt kê các bộ giá trị của các biến sao cho thỏa mãn điều kiện logic nào đó (tức là làm cho một biểu thức logic nào đó nhận giá trị true).
Để trả lời các câu truy vấn, chúng ta cần thủ tục suy diễn (lập luận) như đã trình bày trong các chương trước. Chúng ta đã biết, khi cơ sở tri thức biểu diễn được thành hội các câu Horn thì thuật toán suy diễn sẽ rất hiệu quả (có độ phức tạp thời gian là tuyến tính đối với số câu Horn trong cơ sở tri thức). Vì thế mà hầu hết các sản phẩm cài đặt trên máy tính đều hạn chế ngôn ngữ biểu diễn tri thức dạng các câu Horn. Trong tài liệu này, chúng ta sẽ tìm hiểu một cài đặt miễn phí, SWI Prolog.
Lập trình logic = Khai báo Cơ sở tri thức + Truy vấn
Cơ sở tri thức (KB)
Tri thức truy vấn? Thủ tục suy diễn (SWI Prolog)
Môi trường lập trình SWI Prolog:
SWI Prolog là một cài đặt thủ tục suy diễn hỗ trợ các câu Horn có bổ sung thêm một số thành phần phi logic (các phép toán input/output, các phép toán tăng sức mạnh biểu diễn hoặc tăng tính hiệu quả của thuật toán suy diễn). Bộ suy diễn của SWI Prolog sử dụng giải thuật phân giải SLD (Selective Linear Definite clause resolution), ý tưởng chính là biểu diễn các câu Horn dạng các câu tuyển (clause) có một literal dương, rồi áp dụng giải thuật phân giải lùi. Giải thuật phân giải SLD này sẽ được mô tả chi tiết trong phần cuối của Chương này. SWI Prolog có thể download miễn phí tại địa chỉ sau:
http://www.swi-prolog.org/download/stable.
Sauk khi cài đặt và chạy chương trình SW Prolog, Hệ thống hiển thị dấu nhắc yêu cầu nhập vào câu truy vấn như sau:
1?‐ |
Tất nhiên, trước khi nhập câu truy vấn, chúng ta phải cho Hệ thống biết chúng ta sẽ truy vấn trên cơ sở tri thức nào. Một cơ sở tri thức là một khai báo các sự kiện và các luật về một lĩnh vực nào đó, và được lưu trong một file. Để load một file cơ sở tri thức, ta sử dụng menu File Æ Consult Æ Chọn file. Các mô tả các sự kiện và luật (các câu Horn) trong các file cơ sở tri thức được gọi là chương trình prolog. Nhiệm vụ của người lập trình logic là viết các chương trình prolog này và các câu truy vấn.
Ví dụ, ta soạn thảo một file chương trình prolog (cơ sở tri thức) có tên file là giapha.pl
(có thể sử dụng bất cứ bộ soạn thảo văn bản nào, hoặc sử chính bộ soạn thảo do SWI Prolog cung cấp bằng cách sử dụng menu Æ File Æ New/Edit Æ Nhập tên file), nội dung của file như sau:
cha( hoan, nam ). % cha cua hoan la nam
cha( duong, hoan ).
me( duong, hoa ).
chame( X, Y ) :‐ cha( X, Y ).
ongba( X, Y ) :‐ chame( X, Z ), chame( Z, Y ).
Trong môi trường SWI, chúng ta load file chương trình này (File Æ Consult Æ
giapha.pl), sau đó chúng ta nhập các câu truy vấn từ dấu nhắc của SWI Prolog. Ví dụ các
câu truy vấn và trả lời truy vấn như sau:
1?‐chame(duong,hoa). true
2?‐ongba(X,nam).
X=duong
Trong các phần tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu các câu khai báo trong file chương trình và các loại câu truy vấn.