yzm 3217 yapay zeka ders#7: prolog...

YZM 3217– YAPAY ZEKADERS#7: PROLOG DİLİ

Prolog’un özellikleri

• PROgrammig in LOGic• Semboller üzerinde çalışma• Gerçekler ve kurallardan oluşur• Büyük küçük harfe duyarlıdır

– Sabitler için Küçük harfler– Değişkenler için Büyük harfler

• Program çıktıları çok sade• Prolog’da olmayanlar

– For, while döngüleri– IF…THEN yapısı– DizilerANCAK öz yinelemeli fonksiyonlarla yukarıdakiler sağlanır

2

3

Dekleratif Programlama

• Prolog Dekleratif programlama dili • Prosedürel programlamada adım adım ne yapılması

gerektiğini kodlarız (Ör: C, Pascal, Java vs.) • Dekleratif programlamada bir durum tanımlanır. Bu

tanıma göre yorumlayıcı ya da derleyici bir çözüm üretir

• 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.

4

Örnek : Aile Ağacı

pam tom

bob liz

ann pat

jim

5

İlişkileri gerçek(fact)lerle tanımlama

• “Tom, Bob’un ebeveynidir” gerçeğinin prolog’daifadesi:

parent(tom, bob).

– parent: ilişkinin ismi

– tom ve bob: ilişkinin argümanları (atomlar)

– .: sonlandırıcı

6

Aile Ağacı

• 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).

pam tom

bob liz

ann pat

jim

7

Prolog Sorguları

• ?- iliski(a,b).

– a ve b arasında iliski isminde bir ilişki var mı?

– cevap YES yada NO

• ?- iliski(A,b).

– b ile iliski adlı ilişkiyi doğrulayan A lar nelerdir?

– cevap varsa A lar

yoksa NO

A: değişken

a, b: atom (sabit)

8

İlişkileri sorgulamak-1

• Bob, Pat’in ebeveyni mi?

?- parent(bob, pat).

yes

• Tom, Ben’in ebeveyni mi? :

?- parent(tom, ben).

no

pam tom

bob liz

ann pat

jim

9


• 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

pam tom

bob liz

ann pat

jim

10


• Kimler kimlerin çocuğudur? ?- ebeveyn (Ebeveyn, Cocuk).Ebeveyn = pamCocuk = bob;

Ebeveyn = tomCocuk = bob;

Ebeveyn = tomCocuk = liz;

…• Çözümler listesini yarıda kesmek için enter• Devam ettirmek için ;

pam tom

bob liz

ann pat

jim

11


• Jim’in büyük ebeveyni (grandparent) kimdir?

• Bilgi tabanımızda büyük ebeveyn diye bir ilişki tanımlı değil.

• Büyük ebeveyn ilişkisi iki ebeveyn ilişkisinin «ve» lenmesiyle elde edilebilir.

?- parent(Y, jim), parent(X, Y).X=bobY=pat

X

Y

jim

parent

parent

grandparent

12


• Torun ilişkisi de benzer biçimde tanımlanabilir.

– tom, X’in ebeveyni,

– X, Y’nin ebeveyni ise

– Y, tom’un torunudur.

?- parent(tom,X), parent(X, Y).

X=bob

Y=ann;

X=bob

Y=pat;

no

X

Y

jim

parent

parent

grandparent

13

Çocuk ilişkisi

pam tom

bob liz

ann pat

jim

parent(pam, bob).

parent(tom, bob).

parent(tom, liz).

parent(bob, ann).

parent(bob, pat).

parent(pat, jim).

offspring(bob, pam).

offspring(bob, tom).

offspring(liz, tom).

offspring(ann, bob).

offspring(pat, bob).

offspring(jim, pat).

14

Kurallar

• Kurallar iki parçadan oluşur:

– head : böyledir (sonuç, çıkarım)

– body : eğer

parent(X, Y)offspring(Y, X) :-

head body

15

Kuralların Çalışması

• Veritabanı:

• Çalışma Mekanizması:1. offsprings ilişkisi için gerçek ara2. Yok => offsprings ilişkisi için kural varsa uygula3. Kuralda X tom’la , Y liz’le eşleştirilerek kuralın bir gerçeklemesi

bulunur:offspring(liz,tom) :- parent(tom,liz).

4. parents(tom,liz). gerçeği aranır. Bulunduğunda kuralın eğer kısmı doğrulandığından böyledir kısmı da doğrulanmış olur ve prolog “yes” cevabını verir

parent(pam, bob).

parent(tom, bob).

parent(tom, liz).

parent(bob, ann).

offspring(Y, X) :- parent(X, Y).

Sorgu:offspring(liz, tom).

16

Örnek: Anne ilişkisi

• Tüm X ve Y ler için,

X, Y’nin annesidir Eğer

X, Y’nin ebeveyni ise ve

X kadınsa.

• İlişkinin Prolog’da ifadesi :

mother(X, Y) :- parent(X, Y), female(X).

mother

X

Y

parent

female

17

Örnek: Kız kardeş ilişkisiTüm X ve Y ler için,

X, Y’nin kız kardeşidir EğerX ve Y aynı ebeveyne sahip ise veX bayansa

• İlişkinin Prolog’da ifadesi :sister(X, Y) :- parent(Z, X), parent(Z, Y), female(X).

• Sorgu:sister(X,pat).

sister

Z

X

parent

Y

parent

18

Örnek: Hala ilişkisi

Tüm X ve Y ler için,

X, Y’nin halasıdır

Eğer

Z, Y’nin ebeveyni ise ve

Z, erkek ise ve

X, Z’in kız kardeşi ise

• İlişkinin Prolog’da ifadesi :

sister(X, Y) :- parent(Z, X), parent(Z, Y), female(X).

hala(X,Y) :- parent(Z,Y), male(Z), sister(X,Z).

19

• parent(pam, bob).• parent(tom, bob).• parent(tom, liz).• parent(bob, ann).• parent(bob, pat).• parent(pat,jim).• predecessor(X, Z) :- parent(X, Z).• predecessor(X, Z) :- parent(X, Y),predecessor(Y, Z).

HEDEF / SORGU ?-predecessor(tom, pat).

PR1

PR2

Sonuç Ata İlişkisi

20

Cevap nasıl bulunur?

• Prolog hedefe ulaşmak için programdaki yazılış sırasına göre cümlecikleri kullanır.

Y = bob

by rule pr1 by rule pr2

no

predecessor(tom, pat)

parent(tom, pat)parent(tom, Y)

predecessor(Y, pat)

by fact parent(tom, bob)

predecessor(bob, pat)

yes

parent(bob, pat)

by rule pr1

21

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).

22

Doğal Dil vs. Prolog 2

• Bütün insanlar canlıdır. Ahmet insandır. Dolayısıyla Ahmet canlıdır.canli(X):-insan(X).insan(ahmet).?-canli(ahmet).

• Ahmet 20 metre zıplayabilir. Birisi X metreye zıplayabilirse daha azlarına da zıplayabilir.

ziplar(ahmet,20).ziplar(X,Y):-ziplar(X,Z),Z>Y.?-ziplar(ahmet,15).

• Kendi kalesine gol atan futbolcuyu kendi takımının taraftarları sevmez, karşı takımınkiler sever.

sevmez(Y,X):- futbolcu(X), taraftar(Y), aynitakim(X,Y), kendikalesinegolatar(X). sever(Y,X):- futbolcu(X), taraftar(Y), karsitakim(X,Y), kendikalesinegolatar(X).

SWI Prolog’la çalışmak

• SWI prolog kurulur.

http://www.swi-prolog.org

• Gerçekler ve kurallar .pl uzantılı bir dosyaya kaydedilir.


• .pl uzantılı dosyanın üzerine çift tıklanarak


• Yada SWI prolog açıldıktan sonra file menüsünden dosya ‘consult’ edilerek


• Gerçek ve kurallarımız prolog’a yüklenir. Artık sorgularımız komut satırından girilerek çalıştırılabilir.

27

Aşırı Yükleme

• Aynı isimde farklı ilişkiler olabilir:– point(1, 1), point(1, 1, 1), point(1, 1, 1, 1), …

• +(X,Y,Z):-Z is X+Y.• +(X,Y,Z,F):-F is X+Y+Z.

?- +(200,0.03,7.2,G).G = 207.23 ;No

?- +(200,0.03,G).G = 200.03 ;No

28

Ve , veya ; (1)

• P :- Q; R.

P doğrudur Eğer

Q doğruysa

veya

R doğruysa

• Aynı ifadeyi aşağıdaki şekilde de yazabiliriz:

P :- Q.

P :- R.

29

• Ve, veya’dan daha yüksek önceliklidir.

• Aşağıdaki iki ifade aynı sonucu verir:

P :- Q, R; S, T, U.

P :- (Q, R); (S, T, U).

• Aynı ifadeyi aşağıdaki şekilde de yazabiliriz:

P :- Q, R.

P :- S, T, U.

Ve , veya ; (2)

30

Hedefleri Birleştirme

• araba(chrysler,130000,3,kirmizi,12000).• araba(ford,90000,4,gri,25000).• araba(ferrari,30000,5,siyah,30000).• kamyon(mercedes,10000,2,mavi,20000).• kamyon(ford,50000,8,sari,28000).• kamyon(volvo,35000,2,siyah,35000).

• arac(Marka,Kilometresi,Yas,Renk,Fiyat):-araba(Marka,Kilometresi,Yas,Renk,Fiyat);kamyon(Marka,Kilometresi,Yas,Renk,Fiyat).

31

Fiyatı 25000’den az olan araçlar:

• ?- arac(Marka,KiloMetre,Yasi,Renk,Fiyat), Fiyat<25000.

Marka = chryslerKiloMetre = 130000Yasi = 3Renk = kirmiziFiyat = 12000 ;

Marka = mercedesKiloMetre = 10000Yasi = 2Renk = maviFiyat = 20000 ;

No

Hedef BirleştirmeHasta mı?

• tahlil(ahmet,tahlil1,90).



• yuksektansiyon(X) :-

(tahlil(X,tahlil1,Y),Y>100); (tahlil(X,tahlil2,Z),Z<30).

• kalphastasi(X) :-

yuksektansiyon(X), tahlil(X,tahlil3,Q), Q<20.

• ?-kalphastasi(ahmet).

/*Unification Ch05Ex01.pro*/

domainstitle, author = symbolpages = integer

predicatesbook(title, pages)written_by(author, title)long_novel(title)

clauseswritten_by(fleming, "DR NO").written_by(melville, "MOBY DICK").book("MOBY DICK", 250).book("DR NO", 310).long_novel(Title) :-

written_by(_, Title),book(Title, Length),Length > 300.

Goal: written_by(X, Y) X=fleming, Y=DR NO X=melville, Y=MOBY DICK 2 Solutions

Goal:

Trace CALL: written_by( _, _) RETURN: *written_by("fleming","DR NO”)YES

Goal: long_novel(Title)

/* BacktrackingCho5ex02.pro */

predicateslikes(symbol,symbol)tastes(symbol,symbol)food(symbol)

clauseslikes(bill, X) :-

food(X), tastes(X, good).

tastes(pizza, good).tastes(brussels_sprouts,

bad).

food(brussels_sprouts).food(pizza).

CALL: likes("bill",_)CALL: food(_)RETURN: *food("brussels_sprouts")CALL: tastes("brussels_sprouts","good")REDO: tastes("brussels_sprouts","good")REDO: food(_)RETURN: food("pizza")CALL: tastes("pizza","good")RETURN: tastes("pizza","good")RETURN: likes("bill","pizza")

Goal: likes(bill, X)X=pizza1 Solution

Arama Kontrolü

• Fail --- geriye doğru taramaya devam etmeyi zorlamak için.

• Cut(!) --- geriye doğru taramayı engellemek için kullanılır.

/* use of fail - Ch05ex06.pro */

domainsname = symbol

predicatesfather(name, name)everybody

clausesfather(leonard, katherine).father(carl, jason).father(carl, marilyn).everybody :-

father(X, Y),write(X, " is ", Y, "'s father\n"),fail.

Goal: father(X, Y)X=leonard, Y=katherineX=carl, Y=jasonX=carl, Y=marilyn3 SolutionsGoal:

Without ‘fail’Goal: everybodyleonard is katherine’s fatherYESGoal:With ‘fail’Goal: everybody leonard is katherine's father carl is jason's father carl is marilyn's father No Goal:

/* Cut Example -Ch05ex07.pro */predicates

buy_car(symbol, symbol)car(symbol, symbol, integer)colors(symbol, symbol)

clausesbuy_car(Model, Color) :-

car(Model, Color, Price),colors(Color, sexy),!,Price < 25000.

car(maserati, green, 25000).car(corvette, black, 24000).car(corvette, red, 26000).car(porsche, red, 24000).colors(red, sexy).colors(black, mean).colors(green, preppy).

Goal: buy_car(X, Y)No Solution

CALL: buy_car(_,"red")CALL: car(_,"red",_)REDO: car(_,"red",_)REDO: car(_,"red",_)RETURN: *car("corvette","red",26000)CALL: colors("red","sexy")RETURN: colors("red","sexy")

26000<25000FAIL: buy_car(_,"red")

Goal: buy_car(X, red)No Solution

yzm 3217 yapay zeka ders#7: prolog...

Documents