TURBO PROLOGdi Raffaello Oe Masi

Elementi di Prologquarta parte

Lo sviluppo di un programmain Prolog

Dopo aver dato uno sguardod'insieme alla strutturagenerale di un programma, èopportuno analizzare più dapresso le caratteristiche didisegno e sviluppo di unprogramma in Turbo Prolog,attraverso l'esplorazione delletecniche di redazione e diutilizzo di un programma. Lacosa è abbastanza semplicese si considera che la verafase di programmazione, inTurbo Prolog, è quella didefinire, nel modo più correttopossibile, gli oggetti, leregole, e le relazioni cheintercorreranno tra esse Uncorretto e ben disegnato((shell» (se così si può dire)comprendente questiparticolari è la miglioregaranzia di rapida efficienza,veloce debug, e buonaleggibilità del programmastesso. D'altro canto nessunessere pensante, sia uomo omacchina, sarebbe capace diestrarre concetti econoscenze da una strutturanon razionale o dotata diconoscenze smozzicate.Perciò, ordine e disciplina, inProlog come nella vita, sevogliamo chiarezza di intenti evelocità di risultati

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Dan Shafer, nel suo eccellente volu-me «Turbo Prolog Primer», che rappre-senta parte della bibliografia essenzialeper chi desidera affrontare in manieracompleta e professionale lo studio diquesto linguaggio, evidenzia, a pagina85, che, nel caso del linguaggio in esa-me, non è il caso di parlare di base didati, ma di base di conoscenze, termi-ne, d'altro canto, comunemente usatoin Intelligenza Artificiale. La differenzanon è peregrina ed accademica, se siconsidera che una base di dati è unaraccolta arida e del tutto disarticolata didati messi insieme, per necessità dicose, in base ad un unico denominatoreo finalità comuni. Una base di cono-scenze, invece, non solo elenca oggetti,dati, azioni, ma descrive anche le rela-zioni intercorrenti tra essi, vale a direche presenta anche le ((regole» cheintercorrono tra gli elementi. Apparepertanto evidente che il programmatorein Prolog parte col piede buono se hacome principale intendimento quellodella descrizione esatta, non opinabilené fraintendibile, degli oggetti che de-scriverà e delle interconnessioni rela-tive.

I fattiCome già ricorderete dalla volta scor-

sa l'elemento di base in un programmain Prolog è il blocco dei «fatti», elementiche possono essere riassunti in tre re-gole principali:- uso e significato delle lettere maiu-scole-minuscole- posizione degli elementi nella de-scrizione del fatto- uso e destinazione della punteggia-tura.

La prima regola impone di stare at-

tenti al tipo di carattere; generalmente,in Prolog, l'uso delle lettere maiuscole èriservato a particolari scopi; ragion percui, almeno per adesso, va generalizza-to l'uso nelle lettere minuscole; così unfatto, nella sua forma più generica puòessere così codificato:

relazione (oggetto,oggetto).e, esemplificando

preferisce (corrado,ibm)Come si vede, il nome del ((sapiente»

di MC viene scritto tutto in minuscole;scrivere [Corrado] stravolgerebbe il sen-so del ((fatto», come vedremo successi-vamente quando parleremo delle varia-bili e degli oggetti non definiti.

Per caso o per volontà di chi scrivel'esempio contiene le tre sole forme dipunteggiatura più comuni utilizzate inTurbo Prolog, rappresentate dalla paren-tesi tonda [(], aperta e chiusa, dallavirgola [,I e dal punto fermo [.]. Nevedremo, tra poco, i significati, anchese sono abbastanza intuibili. Ci premeadesso evidenziare la struttura dellafrase.

La relazione che lega tra loro gli og-getti [preferisce] è sempre il primo ele-mento nella descrizione di un fatto, qua-lunque sia il numero ed il tipo deglioggetti coinvolti dalla relazione stessa.Pertanto espressioni come

comanda (marco,technimedia)comanda (mia_moglie,casa)

accompagna (antonio,andrea,scuolalsono tutte valide. Gli oggetti manipolatidalla relazione iniziale sono compresi traparentesi e separati da virgole. Detta inaltri termini, la regola può essere cosìsemplificata:predicato_verbale (soggetto, oggetto, [com-

plemento] ...)e rappresenta una situazione ideale an-che per venire incontro alle necessità

MCmicrocomputer n. 78 - ottobre 1988

TURBO PROLOG

PJ:'edicatesguida (peJ:'sona,auto) .pJ:'efeJ:'isce(peJ:'sona,auto) .J:'egala(peJ:'sona,auto).

utiledannoso

symbol.

palestrabiJ:'ra

cioccolata

abbiamo creato una maschera d'usodella clausola; vale a dire che abbiamoindicato al calcolatore che l'istruzione«preferisce» manipolerà due symbol;allora differenzieremo le due rigne nelmodo seguente:Predicates

preferisce (persona,calcolatore)Clauses

preferisce (marco,olivetti).(notare punteggiatura e simbologial. Maper completare dobbiamo definire la na-tura del «materiale» maneggiato da[preferisce]. Allora scriviamo qualcosa dipiù complesso in un nuovo esempiomostrato nella figura a). di cui si notisempre la punteggiatura.

Si tratta di un discorso articolato epreciso, dove accanto ad una dichiara-zione iniziale del tipo di «materiale» che

peJ:'sona,autoDomains

vannobevononon mang ianomangiano

Figura A

Clausesguida (coJ:'J:'ado,bmw) .guida (massimo, lotus) .regala (marco,alfa_J:'omeo) .pJ:'eferisce (giovanna, volvo) .regala (giovanna, lancia) .guida (coJ:'rado,digital) .preferisce(massimo, pompelmo) .

Figura 8

ma invisibile all'utente ordinario è che isimboli sono maneggiati meglio dalcompilatore ma occupano maggior spa-zio in memoria, mentre con le stringheil compilatore è afflitto da un maggiorlavorio Questione di gusti o di opportu-nità ma se si considera il basso costodella memoria oggi credo che la sceltasia abbastanza semplice.

Le clausole vanno sempre definite,inizialmente attraverso un predicato; co-sa è un predicato? Semplice, è il cano-vaccio di una clausola; se vogliamo, intermini più semplici, un modello dell'i-struzione (di conoscenza) che intendia-mo fornire al compilatore. Avanti ancorauna volta col solito esempio:

preferisce (marco,olivetti)è una clausola; facciamola procedere da

preferisce (persona,calcolatore)

del compilatore, che sa che, in ognifatto, la prima parola rappresenta l'azio-ne che viene eseguita, la seconda ilsoggetto che esegue l'operazione, ecosì via, Questo modo un po' inusualedi presentare le cose diviene, dopo po-co tempo, familiare all'utente, che nonincontra più soverchie difficoltà nellacomprensione di cosa fa effettivamenteil «fatto».

In gergo, la notazione viene indicatacome tecnica di rappresentazione pre-fissa e, prima che in 'prolog, ha illustriprecedenti in L1SP. E esattamente Ilcontrario di quanto avviene, ad esem-pio, in Forth, dove domina la notazionepostfissa, o nella notazione polacca in-versa, almeno nel campo aritmetico.

Infine occorre parlare della punteggia-tura che, al contrario di quanto avvienein Pascal, è del tutto intuitiva e, comun-que, estremamente semplificata. Le no-tazioni principali sono, come abbiamogià detto, tre: il punto, la parentesi e lavirgola. Quest'ultima serve essenzial-mente a separare elementi dello stessotipo o compresi nello stesso modello; leparentesi hanno un uso intuitivo, comesi vede, e non necessitano di soverchiespiegazioni tranne per il fatto che èpossibile che livelli diversi di parentesisiano nidificati, quando un fatto è com-preso come argomento di un altro (ecosì via).

Il punto termina logicamente e fisica-mente un comando. Esso è d'obbligoalla fine di un fatto, tranne nel caso incui, omettendolo, il fatto stesso è se-guito da un supporto condizionale [if].Inoltre è consentito, in Turbo Prolog,omettere il punto al termine di un"goal", e, in questo caso, questo lin-guaggio è fuori standard.

In questo modo abbiamo costruitouna piccola base di conoscenza (ancor-ché rappresentata da una sola relazio-ne). Occorre però, in base alla gerarchiadefinita nelle puntate precedenti, dichia-rare i tipi di nome e simbolo nella sezio-ne "Domain". Come abbiamo già vistola volta scorsa, è possibile definire inte-ri, stringhe, simboli, liste. Delle differen-ze intercorrenti tra questi elementi ab-biamo già discusso a lungo le voltescorse; ci preme soprattutto ricordareche simboli e stringhe sono, per tutti gliusi pratici, normalmente intercambiabili.Ricorderemo che le stringhe hanno bi-sogno di essere definite sempre dalladoppia virgoletta ["] all'inizio ed alla fine,mentre nel secondo caso esse sononecessarie solo quando la presenza dispazi bianchi genererebbe confusionenel compilatore. Una differenza sottile

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cioccolata birra palestraandrea mangiare - - -

biagio mangiare -

carlo mangiare - - -

diana mangiare - - -

ernesto - - -

francesco - -

giovanna -

italo - - andarelu/ana- - - - andaremarcello - - - andarenora - bere -

olga bere -

pasquale - - bere - -

TURBO PROLOG

Figura C

la relazione manipolerà, viene fornito[Predicatesl un modello operativo dellaregola, e successivamente viene tra-smessa una base di conoscenza, anziper essere precisi, ben tre basi articola-te sulle relazioni [guida]. [preferisce] e[regalaI. Notare che ogni clausola ha lostesso formato del predicato immedia-tamente prima definito (a meno che,ovviamente, il formato non sia stato«costruito» in una dichiarazione di predi-cato posta in una precedente parte delprogramma).

Bene, abbiamo, anche se nel nostropiccolo, costruito una base di conoscen-ze organizzata, un mondo, comprensibi-le dalla macchina, in cui giovanna viag-gia in volvo e regala, bontà sua, auto-mobili lancia ai suoi ammiratori, corradoguida le digital (ovviamente la macchinanon è capace di distinguere assurditecnologici; in fondo il Prolog è un bo-naccione, crede a tutti) e massimo stafacendo, probabilmènte una cura dima-grante. Si vede quindi che maggiore è laquantità di informazioni che si aggiungo-no al costrutto delle clausole, miglioresarà la conoscenza del mondo dellebmw e delle lotus da parte della mac-china; infatti, dalla figura a la macchinanon può sapere cosa marco pensa deidigital e se a massimo piacciono le

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volvo. Teniamo tutto questo fermo perun momento ed analizziamo un sempli-ce discorso umano:Andrea, Biagio, Carloe Diana mangianocioccolataErnesto, Francescoe Giovannanonmangiano cioccolataItalo, Luanae Marcello vanno in palestraNora, Olga e Pasqualebevono birrala birra è dannosala cioccolata è dannosala palestra fa bene alla salute

Questo è un tipico ragionamentoumano da cui un uomo saprebbe trarreconclusioni anche non esattamente di-chiarate nel discorso, vale a dire, adesempio, che Luana e Marcello tengo-no alla loro salute e, probabilmente,oltre che andare in palestra, non man-giano nemmeno cioccolata né bevonobirra. 1\ tutto può essere pertanto rap-presentato come in figura b. Bene, acosto di ripeterci, la figura b è la vera epropria fase dichiarativa dei domini. Sia-mo cioè alla dichiarazione:Domains

persone,cose=symbolDobbiamo, adesso, sempre nel caso

dell'esempio di linguaggio umano appe-na espresso, passare alle relazioni. Essepossono essere così riassunte, rispetti-vamente in linguaggio umano:

le persone mangiano le cosele persone non mangiano le cosele persone vanno nelle cosele persone bevono cosele cose sono cosele cose fanno cose.Siamo alla fase della definizione dei

predicati: possiamo perciò sCrivere:Predicatesmangiare (persone.cose).non_mangiare (persone.cose).andare (persone,cose).bere (persone.cose).essere (cose,cose)fare (cose,cose)

Ovviamente niente impedisce di usa-re altri tempi invece degli infiniti perdefinire l'azione del predicato: ad esem-pio una dichiarazione di predicato deltipo

fa (cosa,cosa)in stretta analogia alla frase di linguag-gio naturale «La palestra fa bene allasalute», va lo stesso bene, ma cosasuccede se vogliamo esprimere lo stes-so concetto utilizzando più cose o desi-deriamo esprimere un concetto con unverbo passato? Occorrerebbe definirediversi predicati, tutti eseguenti in fon-do la stessa operazione, e la cosa diver-rebbe impratica; meglio pertanto sce-gliere solo l'infinito, tanto il Prolog non èancora riuscito a comprendere la diffe-renza di tempi.

È venuto adesso il momento di defini-re le clausole, i veri e propri fatti che sidesiderano rappresentare. La tecnicapiù semplice, ma non la più breve, perdefinire quanto si era detto in paroleumane è la seguente:Clausesmangiare (andrea.cioccolata).mangiare (biagio,cioccolata).mangiare (carlo,cioccolata).mangiare (diana,cioccolata).non_mangiare (ernesto,cioccolata).non_mangiare (francesco.cioccolata).non_mangiare (giovanna,cioccolata).andare (italo,palestra).andare (Iuana,palestra).andare (marcello,palestra).bere (nora,birra)bere (olga,birra).bere (pasquale.birra).essere_dannosa (birra).essere_dannosa (cioccolata).fare_bene (palestra,salute).

È tutto; abbiamo costruito, in Prolog,la nostra base di conoscenza; anche seci ha comportato una serie abbastanzalunga di battiture alla tastiera; comeabbiamo già detto esiste un metodo piùsemplice per risolvere elegantemente lacosa, ma non è questo il momento diparlarne. Vedremo che cosa fare di tuttaquesta filastrocca la prossima volta.

Me

MCmicrocomputer n. 78 - ottobre 1988

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