Ц. Ин, Д. Соломон «Использование Турбо-Пролога» , Издательство «Мир»

РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ

Дисциплина: базы и банки знаний.

Тема: язык Пролог.

 

Выполнил студент группы 3082/2                                  Торопов. К.Д.

 

Проверил                                                                                                     

 

                                                                              “__”___________2001г.

 

Санкт-Петербург

2001

 

Содержание.

1.Теоретическая часть……………………………………………………………3.

2.Постановка задачи...........................................................................................…4.

3.Текст программы..................................................................................................4.

4.Выводы.................................................................................................................13.

5.Литература............................................................................................................13.

 

Теоретическая часть.

 

        Prolog является компиляторно-ориентированным языком программирования высокого уровня и предназначен для программирования задач из области искусственного интеллекта(ИИ) . Как язык программирования ИИ он особенно хорош для создания экспертных систем, динамических баз данных, программ с применением естественно-языковых конструкций; он также может быть использован для других задач общего характера. Prolog имеет окна, цветную графику и интерактивные средства ввода-вывода, что свидетельствует о его максимальном удобстве для пользователя прикладных программ.

        Prolog – это декларативный язык, программы на котором содержат объявления логических взаимосвязей, необходимых для решения задачи. Обозначения, используемые в Prolog для выражения логических взаимосвязей, унаследованы из логики предикатов.

       Prolog имеет внутренние подпрограммы для выполнения сопоставления и связанных с ним процессов. Они являются неотъемлемой частью языка и называются внутренними подпрограммами унификации. Эти подпрограммы выполняют сопоставление целей и подцелей с фактами и головами правил для того , чтобы доказать (или вычислить) эти цели или подцели. Эти же подпрограммы определяют, сгенерированы ли новые подцели правой части правила. Программист в соответствии с логическим синтаксисом Prolog объявляет, какие факты и правила дают тот или иной результат при различных подцелях, а внутренние подпрограммы унификации выполняют оставшуюся часть работы.

       Факты и правила являются утверждениями, которые образуют данные программы на Prolog. Правила имеют левую часть и правую часть. Левая часть правила истинна, если истинна правая часть правила. Правила генерируют новые факты, когда все утверждения в теле оказываются вычисленными.

Prolog использует откаты для определения альтернативных путей вычисления цели или подцели. Если подцель оказалась неуспешной, а указатели отката были установлены, то для предыдущей подцели будет сделана попытка добиться успеха, начиная с точки отката.

       Prolog позволяет выполнять целый ряд операций со списками. Их перечень включает: доступ к объектам списка, проверка на принадлежность к списку, разделение списка на два, слияние двух списков, сортировку элементов списка в порядке возрастания или убывания.

     Prolog обеспечивает возможности для удобной и эффективной обработки файлов. Сюда можно включить встроенные предикаты для обработки и закрытия файлов, чтения из файла и записи в файл, изменения данных в файле, а также дозапись в уже существующий файл. Данные из файла могут обрабатываться либо как непрерывный поток символов, либо как структурированные объекты типа записей базы данных.

      В Prolog имеются специальные средства для организации баз данных. Эти средства рассчитаны на работу с реляционными базами данных, так как Prolog особенно хорош для написания диалоговой системы именно для реляционной БД: внутренние унификационные процедуры языка осуществляют автоматическую выборку фактов с нужными значениями известных параметров и присваивают значения ещё не определённым. К тому же механизм отката позволяет находить все имеющиеся ответы на сделанный вопрос.

 

Постановка задачи.

Требуется написать программу учёта книг – название, автор(или список авторов), год выпуска, издательство. Программа должна позволять найти нужную книгу, добавить/удалить книгу, изменить содержимое нужной записи и сохранить всё в файл.

 

Текст программы.

 

DOMAINS

name,izd,aut=string

list=aut*

god=integer

file=datafile;

  indexfile

 

GLOBAL DATABASE

kniga(name,list,izd,god)

PREDICATES

 nondeterm repeat /*повтор*/

 nondeterm menu /*основное меню*/

 nondeterm menu_modify /*меню модификации*/

 nondeterm process(integer) /*различные операции из перечня меню*/

 nondeterm proc(integer) /*различные операции из перечня меню модификации*/

 nondeterm do_dbase /*цель*/

 nondeterm dbassert(dbasedom) /*добавление данных*/

 nondeterm dbass(dbasedom,string,string) /*модуль ввода данных*/

 nondeterm readlist(list) /*чтение списка*/

 nondeterm writelist(list) /*вывод списка*/

 nondeterm dbretract(dbasedom) /*удаление данных*/

 nondeterm dbret(dbasedom,string,string)/*модуль удаления данных*/

 nondeterm dbret1(dbasedom,real)/*вспомогательный модуль удаления данных*/

 nondeterm dbread(dbasedom)/*чтение данных*/

 nondeterm dbrd(dbasedom,string,string) /*модуль для выборки данных*/

 nondeterm dbaaccess(dbasedom,real)/*вспомогательный модуль выборки и поиска данных*/

 nondeterm append(list,list,list) /*присоединение списка*/

 nondeterm delete_it(aut,list,list) /*удаление элемента списка*/

 

GOAL

do_dbase.

 

CLAUSES

/*Диалог с этой базой данных осуществляется по принципу меню.

Основываясь на запросе пользователя, СУБД активизирует

соответствующие процессы для удовлетворения этого запроса.*/

 

/*задание цели в виде правила*/

do_dbase :-

     menu.

menu:-

repeat,

    

nl,

write("***********************************"),nl,

write(" 1.Add a book to database   "),nl,

write(" 2.Delete a book from database"),nl,

write(" 3.View a book from database "),nl,

write(" 4.Modify a book in database "),nl,

write(" 5.Quit from this program "),nl,

write("***********************************"),nl,

nl,

write("Please enter your choice,1,2,3,4,5: "),

readint(Choice),nl,

Choice>0,Choice<6,

process(Choice),

Choice=5,

!.

/*меню модификации*/  

menu_modify:-

repeat,nl,

write("***********************************"),nl,

write(" 1.Modify name   "),nl,

write(" 2.Add authors"),nl,

write(" 3.Delete authors"),nl,

write(" 4.Modify izdanie"),nl,

write(" 5.Modify god "),nl,

write(" 6.Return to main menu."),nl,

write("***********************************"),nl,

nl,

write("Please enter your choice,1,2,3,4,5,6: "),

readint(C),nl,

C>0,C<7,

proc(C),

menu.

 /* Добавление информации о книге */   

process(1):-

write("Enter name "),

readln(Name),

write("Enter authors "),

readlist(List),

write("Enter izdanie "),

readln(Izd),

write("Enter god "),

readint(God),nl,

dbassert(kniga(Name,List,Izd,God)),

write(Name,"has been added to a database."),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

    

 /* Удаление информации о книге */

 /*если запись существует*/

process(2):-

    

write("Enter name "),

readln(Name),

dbretract(kniga(Name,_,_,_)),

write(Name,"has been deleted from the DATABASE."),

nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

    

/*если запись не существует*/   

process(2):-

write("Can't find that book in the database."),nl,

closefile(datafile),

closefile(indexfile),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.   

    

/* Просмотр информации о книге */

/*если запись существует*/ 

 process(3):-

    

write("Enter name "),

readln(Name),

dbread(kniga(Name,List,Izd,God)),nl,

write(" ",Name),nl,

writelist(List),nl,

write(" ",Izd),nl,

write(" ",God),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

/*если запись не существует*/  

 process(3):-

 

write("Can't find that book in the database."),nl,

closefile(datafile),

closefile(indexfile),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

    

/* Вызов меню модификации */    

 process(4):-

nl,

menu_modify.

    

/* Выход из диалога */      

 process(5):-

write("Press space bar."),

readchar(_),

exit.

     

/* Просессы меню модификации */

 

/* Изменение названия книги */

/*если запись уществует*/    

proc(1):-

 

nl,write("Запрос: "),nl,

write(" Название книги: "),

readln(Name),

dbread(kniga(Name,List,Izd,God)),nl,

write(" ",Name),nl,

writelist(List),nl,

write(" ",Izd),nl,

write(" ",God),nl,!,

write("Enter name "),

readln(Name1),

dbretract(kniga(Name,_,_,_)),nl,

dbassert(kniga(Name1,List,Izd,God)),

write(Name,"has been modified in database."),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

    

/*если запись не существует*/   

proc(1):-

 

write("Can't find that book in the database."),nl,

closefile(datafile),

closefile(indexfile),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

       

/*изменение издания*/

/*если запись существует*/      

proc(4):-

nl,write("Запрос: "),nl,

write(" Название книги: "),

readln(Name),

dbread(kniga(Name,List,Izd,God)),nl,

write(" ",Name),nl,

writelist(List),nl,

write(" ",God," ",Izd),nl,!,

write("Enter Izd "),

readln(Izd1),

dbretract(kniga(Name,_,_,_)),nl,

dbassert(kniga(Name,List,Izd1,God)),

write(Name,"has been modified in database."),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

    

/*если запись не существует*/   

proc(4):-

 

write("Can't find that book in the database."),nl,

closefile(datafile),

closefile(indexfile),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

    

/*изменение года выпуска*/

/*если запись сущесвует*/              

proc(5):-

 

nl,write("Запрос: "),nl,

write(" Название книги: "),

readln(Name),

dbread(kniga(Name,List,Izd,God)),nl,

write(" ",Name),nl,

writelist(List),nl,

write(" ",God," ",Izd),nl,!,

write("Enter God "),

readint(God1),

dbretract(kniga(Name,_,_,_)),nl,

dbassert(kniga(Name,List,Izd,God1)),

write(Name,"has been modified in database."),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

    

 /*если запись не существует*/   

proc(5):-

 

write("Can't find that book in the database."),nl,

closefile(datafile),

closefile(indexfile),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

       

/*добавление списка авторов*/

/*если запись существует*/      

proc(2):-

    

nl,write("Запрос: "),nl,

write(" Название книги: "),

readln(Name),

dbread(kniga(Name,List,Izd,God)),nl,

write(" ",Name),nl,

writelist(List),nl,

write(" ",Izd),nl,

write(" ",God),nl,!,

write("Enter authors: "),

readlist(List1),

append(List,List1,List2),

dbretract(kniga(Name,_,_,_)),

dbassert(kniga(Name,List2,Izd,God)),

write(Name,"has been modified in database."),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

    

/*если запись не существует*/   

proc(2):-

write("Can't find that book in the database."),nl,

closefile(datafile),

closefile(indexfile),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

    

/*удаление автора*/

/*если запись существует*/             

proc(3):-

nl,write("Запрос: "),nl,

write(" Название книги: "),

readln(Name),

dbread(kniga(Name,List,Izd,God)),nl,

write(" ",Name),nl,

writelist(List),nl,

write(" ",God,"  ",Izd),nl,!,

write("Enter author to delete: "),

readln(Aut),

delete_it(Aut,List,List1),

dbretract(kniga(Name,_,_,_)),

dbassert(kniga(Name,List1,Izd,God)),

write(Name,"has been modified in database."),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

    

/*если запись не существует*/   

proc(3):-

write("Can't find that book in the database."),nl,

closefile(datafile),

closefile(indexfile),nl,!,

write("Press space bar."),

readchar(_),!.

          

/*возврат в основное меню*/     

proc(6).

    

    

           

/*Повтор*/

repeat.

repeat:-repeat.

    

/* Правила для работы с БД */     

dbassert(Term):-

   dbass(Term,"cbook.ind","cbook.dba").

dbretract(Term):-

    dbret(Term,"cbook.ind","cbook.dba").

dbread(Term):-

    dbrd(Term,"cbook.ind","cbook.dba").

            

/* Правило dbass записывает информацию в файл datafile и модифицирует файл indexfile */

/*запись данных в уже существующий файл*/      

dbass(Term,Indexfile,Datafile):-

   /*проверка существования файлов*/  

    existfile(Indexfile),

    existfile(Datafile),

   /*открывает файл данных на добавление*/

    openappend(datafile,Datafile),

    writedevice(datafile),

   /*зпоминает позицию*/ 

    filepos(datafile,Pos,0),

   /*добавление записи*/ 

    write(Term),nl,

   /*закрыват файл данных*/ 

    closefile(datafile),

   /*открывает индексный файл на добавление*/ 

    openappend(indexfile,Indexfile),

    writedevice(indexfile),

   /*Запись значения индекса, задаваемого переменной Pos.

   Для записи индекса отводится поле, состоящее из 7 позиций.*/ 

    writef("%7.0\n",Pos),

   /*закрывает индексный файл*/ 

    closefile(indexfile).

        

/*если файлы не существуют*/    

dbass(Term,Indexfile,Datafile):-

    /*создаёт файл данных для записи*/

    openwrite(datafile,Datafile),

    writedevice(datafile),

    /*запоминает позицию*/   

    filepos(datafile,Pos,0),

    /*добавление записи*/   

    write(Term),nl,

    /*закрывает файл данных*/

    closefile(datafile),

    /*создаёт индексный файл для записи*/

    openwrite(indexfile,Indexfile),

    writedevice(indexfile),

    /*Запись значения индекса, задаваемого переменной Pos.

    Для записи индекса отводится поле, состоящее из 7 позиций.*/

    writef("%7.0\n",Pos),

    /*закрывает индексный файл*/

    closefile(indexfile).

        

 /* Правило dbret удаляет данные из БД */        

dbret(Term,Indexfile,Datafile):-

    /*открывает файл данных на чтение*/

    openread(datafile,Datafile),

    /*открывает индексный файл на модификацию*/

    openmodify(indexfile,Indexfile),

    /*испльзуется вспомогательный модуль, который осуществляет поиск

    нужной записи и её удаление */

    dbret1(Term,-1),

    /*закрывает файл данных*/

    closefile(datafile),

    /*закрывает индексный файл*/

    closefile(indexfile).

        

dbret1(Term,Datpos):-

    Datpos>=0,

    filepos(datafile,Datpos,0),

    readdevice(datafile),

    readterm(dbasedom,Term),!,

       filepos(indexfile,-9,1),

 

    /*Этот предикат вызывает запись на диск содержимого внутреннего буфера индексного файла. Таким образом dbret1 предотвращает возможность работы с

    данными, которые были удалены до этого.*/

    flush(indexfile),

    writedevice(indexfile),

    writef("%7.0\n",-1),

    readdevice(keyboard),

    writedevice(screen).

 

/*осуществляет поиск нужного индекса в индексном файле*/   

dbret1(Term,_):-

    readdevice(indexfile),

    readreal(Datpos1),

    dbret1(Term,Datpos1).

        

/* Правило dbrd извлекает информацию из файла datafile */         

dbrd(Term,Indexfile,Datafile):-

    openread(datafile,Datafile),

    openread(indexfile,Indexfile),

 

    /*испльзуется вспомогательный модуль dbaaccess, осуществляющий

    поиск и выборку данных из файла БД*/  

    dbaaccess(Term,-1),

    closefile(datafile),

    closefile(indexfile).

 

/*Этот предикат читает данные, логически связанные со значением индекса,

задаваемым переменной Datapos.*/   

dbaaccess(Term,Datpos):-

    Datpos>=0,

    filepos(datafile,Datpos,0),

    readdevice(datafile),

    readterm(dbasedom,Term).

 

/*Это правило пытается найти в базе такую запись, индекс которой присутствует в индексном файле. Если индекс находится, то правило успешно; если нет, то неуспешно.В случае успеха переменная Term получает нужные пользователю значения*/

dbaaccess(Term,_):-

    readdevice(indexfile),

    readreal(Datpos1),

    dbaaccess(Term,Datpos1).

        

 /* Правила работы со списками */

 /*Чтение списка*/         

readlist([H|T]):-

    write("> "),nl,

    readln(H),!,

    readlist(T).

readlist([]).

 /*Вывод списка*/     

writelist([H|T]):-

    write(H, " "),

    writelist(T).

    writelist([]).

 /*Присоединение списка*/         

append([],L,L).

    append([N|L1],L2,[N|L3]):-

    append(L1,L2,L3).

 /*Удаление элемента списка*/        

delete_it(_,[],[]).

    delete_it(X,[H|T],L):-H=X,!,delete_it(X,T,L).

    delete_it(X,[H|T],[H|L]):-delete_it(X,T,L).          

 

 

Выводы.

 

Была написана программа, реализующая поставленную задачу. При написании программы автор ознакомился с основными понятиями, касающимися баз данных, использованием предикатов и правил для работы с файлами, списками, элементами списков. Работа над составлением программы позволила детально ознакомиться с вопросами организации данных в БД и извлечения из неё необходимой пользователю информации.           

 

Литература.

Ц. Ин, Д. Соломон «Использование Турбо-Пролога» , Издательство «Мир»