YZM 3217 YAPAY ZEKA DERS#7: PROLOG DİLİ

Transkript

1 YZM 3217 YAPAY ZEKA DERS#7: PROLOG DİLİ

2 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 Diziler ANCAK 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. 3

4 Örnek : Aile Ağacı pam tom bob liz ann pat jim 4

5 İlişkileri gerçek(fact)lerle tanımlama Tom, Bob un ebeveynidir gerçeğinin prolog da ifadesi: parent(tom, bob). parent: ilişkinin ismi tom ve bob: ilişkinin argümanları (atomlar).: sonlandırıcı 5

6 Aile Ağacı Tüm aile ağacını aşağıdaki Prolog ifadeleriyle tanımlarız: pam ann bob tom pat liz parent(pam, bob). parent(tom, bob). parent(tom, liz). parent(bob, ann). parent(bob, pat). parent(pat,jim). jim 6

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) 7

8 İlişkileri sorgulamak-1 Bob, Pat in ebeveyni mi??- parent(bob, pat). yes Tom, Ben in ebeveyni mi? :?- parent(tom, ben). no pam ann bob tom pat liz jim 8

9 İlişkileri sorgulamak-2 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 ann bob jim tom pat liz 9

10 İlişkileri sorgulamak-3 Kimler kimlerin çocuğudur??- ebeveyn (Ebeveyn, Cocuk). Ebeveyn = pam Cocuk = bob; Ebeveyn = tom Cocuk = bob; Ebeveyn = tom Cocuk = liz; Çözümler listesini yarıda kesmek için enter Devam ettirmek için ; pam ann bob jim tom pat liz 10

11 İlişkileri sorgulamak-4 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=bob Y=pat X parent Y parent jim grandparent 11

12 İlişkileri sorgulamak-5 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 parent Y parent jim grandparent 12

13 Çocuk ilişkisi pam ann bob jim tom pat liz 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). 13

14 Kurallar Kurallar iki parçadan oluşur: head : böyledir (sonuç, çıkarım) body : eğer offspring(y, X) :- head parent(x, Y) body 14

15 Kuralların Çalışması Veritabanı: parent(pam, bob). parent(tom, bob). parent(tom, liz). parent(bob, ann). offspring(y, X) :- parent(x, Y). Sorgu: offspring(liz, tom). Çalışma Mekanizması: 1. offsprings ilişkisi için gerçek ara 2. Yok => offsprings ilişkisi için kural varsa uygula 3. 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 15

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 : parent X Y female mother mother(x, Y) :- parent(x, Y), female(x). 16

17 Örnek: Kız kardeş ilişkisi Tüm X ve Y ler için, X, Y nin kız kardeşidir Eğer X ve Y aynı ebeveyne sahip ise ve X bayansa parent İlişkinin Prolog da ifadesi : sister(x, Y) :- parent(z, X), parent(z, Y), female(x). X Z sister parent Y Sorgu: sister(x,pat). 17

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). 18

19 Sonuç Ata İlişkisi parent(pam, bob). parent(tom, bob). parent(tom, liz). PR1 parent(bob, ann). PR2 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). 19

20 Cevap nasıl bulunur? Prolog hedefe ulaşmak için programdaki yazılış sırasına göre cümlecikleri kullanır. by rule pr1 parent(tom, pat) no predecessor(tom, pat) Y = bob by rule pr2 parent(tom, Y) predecessor(y, pat) predecessor(bob, pat) by fact parent(tom, bob) by rule pr1 parent(bob, pat) yes 20

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). 21

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). 22

23 SWI Prolog la çalışmak SWI prolog kurulur. Gerçekler ve kurallar.pl uzantılı bir dosyaya kaydedilir.

24 SWI Prolog la çalışmak.pl uzantılı dosyanın üzerine çift tıklanarak

25 SWI Prolog la çalışmak Yada SWI prolog açıldıktan sonra file menüsünden dosya consult edilerek

26 SWI Prolog la çalışmak 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 = ; No?- +(200,0.03,G). G = ; No 27

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. 28

29 Ve, veya ; (2) 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. 29

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). 30

31 Fiyatı den az olan araçlar:?- arac(marka,kilometre,yasi,renk,fiyat), Fiyat< Marka = chrysler KiloMetre = Yasi = 3 Renk = kirmizi Fiyat = ; Marka = mercedes KiloMetre = Yasi = 2 Renk = mavi Fiyat = ; No 31

32 Hedef Birleştirme Hasta mı? tahlil(ahmet,tahlil1,90). tahlil(ahmet,tahlil2,25). tahlil(ahmet,tahlil3,10). 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).

33 /*Unification Ch05Ex01.pro*/ domains title, author = symbol pages = integer predicates book(title, pages) written_by(author, title) long_novel(title) 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 clauses written_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: long_novel(title)

34 /* Backtracking Cho5ex02.pro */ predicates likes(symbol,symbol) tastes(symbol,symbol) food(symbol) clauses likes(bill, X) :- food(x), tastes(x, good). tastes(pizza, good). tastes(brussels_sprouts, bad). food(brussels_sprouts). food(pizza). Goal: likes(bill, X) X=pizza 1 Solution 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")

35 /* Backtracking Cho5ex02.pro */ predicates likes(symbol,symbol) tastes(symbol,symbol) food(symbol) clauses likes(bill, X) :- food(x), tastes(x, good). tastes(pizza, good). tastes(brussels_sprouts, bad). food(brussels_sprouts). food(pizza). Goal: likes(bill, X) X=pizza 1 Solution 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")

36 Arama Kontrolü Fail --- geriye doğru taramaya devam etmeyi zorlamak için. Cut(!) --- geriye doğru taramayı engellemek için kullanılır.

37 /* use of fail - Ch05ex06.pro */ domains name = symbol predicates father(name, name) everybody clauses father(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=katherine X=carl, Y=jason X=carl, Y=marilyn 3 Solutions Goal: Without fail Goal: everybody leonard is katherine s father YES Goal: With fail Goal: everybody leonard is katherine's father carl is jason's father carl is marilyn's father No Goal:

38 /* Cut Example - Ch05ex07.pro */ predicates buy_car(symbol, symbol) car(symbol, symbol, integer) colors(symbol, symbol) clauses buy_car(model, Color) :- car(model, Color, Price), colors(color, sexy),!, Price < 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 Goal: buy_car(x, red) 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<25000 FAIL: buy_car(_,"red")