Prolog Presentation




/* Some facts about class relationships */
institution(pontificia_universidade_catolica_de_minas_gerais).
course(ciencia_da_computacao).
class(linguagens_de_programacao).
professor(marco_rodrigo).
student(antonio_monteiro,marco_rodrigo).
student(bruna_oliveira,marco_rodrigo).
student(izabela_borges,marco_rodrigo).
presentation(prolog).

/* A general rule */
student(GROUP_MEMBER,PROFESSOR).

?- write('Prolog Presentation').
 
Prolog Presentation
true

?- student(GROUP_MEMBER,marco_rodrigo).

GROUP_MEMBER = antonio_monteiro ;

GROUP_MEMBER = bruna_oliveira ;

GROUP_MEMBER = izabela_borges

true

?- write('Sumário').

Introdução
Timeline
Histórico
Influências
Dialetos
Implementações
Paradigmas

Características marcantes
Usos da linguagem
Exemplos de Fonte
Linguagens influenciadas pelo Prolog
Curiosidades
Considerações finais

?- write('Introdução').

O Prolog nasceu de um projeto que ao contrário do que se possa imaginar, não pretendia criar uma linguagem de programação, mas que focava em uma forma de processamento de linguagem natural, o francês.

?- write('Timeline').

1970–1974 Nascimento do Prolog
1979–1982 Prolog II e os primeiros micro-
computadores
1982–1990 Prolog III e suas restrições
1990–1996 Prolog IV e suas restrições

?- write('1970–1974 Nascimento do Prolog').

Foi criada a partir do projeto TAUM
Fortemente derivada de Q-systems
Não foi criada com o intuito de ser uma nova linguagem de programação
Teve o nome derivado da expressão PROgrammation en LOGique
Baseada em predicados e cláusulas de Horn

?- write('1979–1982 Prolog II e os primeiros micro-computadores').

Introdução do conceito de árvores infinitas
Restrições de negação e diferenciação (≠)
Livre das estruturas cíclicas do Prolog I
Verificação de diferenciação entre elementos sem necessidade do operador cut

?- write('1982–1990 Prolog III e suas restrições').

Manipulação aperfeiçoada de árvores infinitas e tratamento específico de listas
Princípio da bivalência da álgebra de Boole
Processamento de valores numéricos, incluindo adição, multiplicação por 2 e relações de <, ≤, ≥, >
Processamento generalizado de negação e igualdade

?- write('1982–1990 Prolog IV e suas restrições').

Eliminação de Gauss
Algoritmo Simplex
Manipulações restritivas de árvores e listas
Estreitamento e propagação de intervalos de ponto flutuante
Estudo da programação concorrente no paradigma lógico de programação

?- write('Influências').

PLANNER, projetada por Carl Hewitt como parte da sua pesquisa de doutorado no Laboratório de Inteligência Artificial no MIT

Q-systems, projetada por Alain Colmerauer para ser utilizada como formalismo de linguagem no projeto TAUM de processamento de linguagens naturais

?- write('Dialetos').

ISO-Prolog, padrão desenvolvido devido a problemas na portabilidade dos programas.

Edinburgh Prolog, definido de acordo com o compilador WAM Machine. Recebeu esse nome pelo fato de ser distribuído principalmente pela Universidade de Edimburgo.

?- write('Implementações').

As primeiras implementações do Prolog foram interpretadores.

Prolog IV, versão não comercializada atualmente
SWI-Prolog, foco em Web Semântica
GNU Prolog, interpretado por uma WAM Machine
XSB Prolog, suporte a tipagem de dados
Strawberry Prolog, interface gráfica e debugger utilizando árvore de provas

?- write('Paradigmas').

Declarativo: se concentra em qual é o problema, sem detalhar o processo de resolução. Favorece o 'que' ao invés de 'como';
Lógico: se concentra em expressões lógicas e matemáticas. É o melhor paradigma para se resolver problemas de forte raiz lógica;
Restritivo: contém expressões que restringem uma solução.

?- write('Características').

É uma linguagem lógica, declarativa e a partir da sua terceira versão contou com o paradigma restritivo
Roda a partir de consultas (queries) à base de dados e suas respectivas relações lógicas
Não emprega tipos de dados, mas uma estrutura chamada 'termo' que é definida lexicalmente
Seus termos são divididos em fatos e regras

?- write('Características').

Suas representações de dados são definidas em átomos e variáveis:
- Átomo: sequencia de caracteres alfanuméricos sempre em caixa baixa
- Variáveis: se comporta como uma incógnita e é escrito ou começa com caractere em caixa alta
Utiliza recursão baseada na unificação de predicados
Utiliza backtracking, processo semelhante à busca em profundidade




/* Estrutura de regras recursivas */
ancestral(X,Y) :- mãe(X,Y).
ancestral(X,Y) :- pai(X,Y).
ancestral(X,Y) :- mãe(X,Z),ancestral(Z,Y).
ancestral(X,Y) :- pai(X,Z),ancestral(Z,Y).

/* Ordem de unificação dos predicados */
ancestral(X,Y) :- ancestral(Z,Y),mãe(X,Z).
ancestral(X,Y) :- ancestral(Z,Y),pai(X,Z).

?- write('Prolog no uso acadêmico').

Usada nos principais cursos de linguagem de programação
Pré-requisito para cursos de introdução à programação para Inteligência Artificial

?- write('Prolog na Inteligência Artificial').

Geralmente tem como pré-requisito base de programação em Prolog
Utilizada em aplicações que necessitam de base de dados relacional
Utiliza árvores de pesquisa com busca em profundidade
É a linguagem de escolha do IBM Watson para base de dados e NPL

?- write('Prolog em jogos').

Simples para uso em relações lógicas
Utiliza geralmente Strawberry Prolog por sua biblioteca de interface gráfica
Ineficiente em sua forma pura e inutilizado em programação de jogos comercializáveis
Implementação intuitiva em caso de jogos de RPG

?- write('Prolog na programação de compiladores').

Compilador para a linguagem Edison
Prolog x Pascal (processual) x PGS e GAG (declarativa)
Pontos fortes:
- Rapidez na geração de código e análise semântica
Pontos fracos:
- Análise sintática

?- write('Prolog na Web Semântica').

Web Semântica é uma extensão da WWW atual que permitirá aos humanos e computadores trabalharem em cooperação
No estudo feito por Jan Wielemaker foi verificado que que o SWI-Prolog se adapta muito bem à Web Semântica e em um mês os pesquisadores conseguira implementa um portal completamente funcional

?- write('The Fifth Generation Computer System').

Projeto do governo japonês para a criação de um supercomputador com capacidade prática em inteligência artificial
Utilizada em programação paralela e hardware
Foi a principal linguagem utilizada nesse projeto

?- write('Linguagens Prolog-based').

Visual Prolog
Mercury
Oz

Erlang
Datalog

?- write('Curiosidades').

A extensão de arquivo padrão do Prolog é o .pl, porém devido ao conflito causado pela linguagem Perl (1987) ter adotado a mesma extensão, Prolog também pode ser salvo como .pro, .P, .prolog, .plg, .spj, dentre outras.
O algoritmo Simplex usado na melhoria para o Prolog IV, também é usado principalmente por Python na programação linear.
A ideia de programação lógica na forma mais pura, por cláusulas relacionais é citada como ponto de desenvolvimento de um jogo fictício chamado Erebos, em um livro de literatura que leva o mesmo nome.

?- write('Considerações finais').

É interessante e recomenda-se o estudo aos alunos que têm interess em estruturas de base de dados que se relacionam com sistemas inteligentes.

?- write('Referências').

SEBESTA, Robert W. Conceitos de Linguagens de Programação 4ª ed. (Porto Alegre: Bookman). 572-599 p..
COLMERAUER, Alain; ROUSSEL, Philippe. The birth of Prolog. Artigo apresentado na History of Programming Languages Conference, ACM SIGPLAN, Cambridge USA, 20-23 Apr. 1993.
KOWALSKI, Robert A. The early history of Logic Programming, CACM vol. 31, nº. 1, 38-43 p., 1988.
TUCKER, Allen B. Programming Languages 2ª ed. (McGraw-Hill Book Co.) 382-411 p..
COLMERAUER, Alain. From natural language processing to Prolog. Conjunto de slides compilados por Alain Colmerauer para uma palestra na Academy of Mathematics and System Sciences em Pequim, China, em April 8, 2011. Disponível em: <http://alain.colmerauer.free.fr/>, acessado em 18 de ago. de 2016.

?- write('Dúvidas?').

?- write('Contato').

Bruna Cunha de Oliveira

bruna.oliveira.947632@sga.pucminas.br

Izabela Caldeira Borges

izabela.borges@sga.pucminas.br

?- write('Sumário').

?- write('Introdução').

O Prolog nasceu de um projeto que ao contrário do que se possa imaginar, não pretendia criar uma linguagem de programação, mas que focava em uma forma de processamento de linguagem natural, o francês.

?- write('Timeline').

1970–1974 Nascimento do Prolog

1979–1982 Prolog II e os primeiros micro- computadores

1982–1990 Prolog III e suas restrições

1990–1996 Prolog IV e suas restrições

?- write('1970–1974 Nascimento do Prolog').

Foi criada a partir do projeto TAUM

Fortemente derivada de Q-systems

Não foi criada com o intuito de ser uma nova linguagem de programação

Teve o nome derivado da expressão PROgrammation en LOGique

Baseada em predicados e cláusulas de Horn

?- write('1979–1982 Prolog II e os primeiros micro-computadores').

Introdução do conceito de árvores infinitas

Restrições de negação e diferenciação (≠)

Livre das estruturas cíclicas do Prolog I

Verificação de diferenciação entre elementos sem necessidade do operador cut

?- write('1982–1990 Prolog III e suas restrições').

Manipulação aperfeiçoada de árvores infinitas e tratamento específico de listas

Princípio da bivalência da álgebra de Boole

Processamento de valores numéricos, incluindo adição, multiplicação por 2 e relações de <, ≤, ≥, >

Processamento generalizado de negação e igualdade

?- write('1982–1990 Prolog IV e suas restrições').

Eliminação de Gauss

Algoritmo Simplex

Manipulações restritivas de árvores e listas

Estreitamento e propagação de intervalos de ponto flutuante

Estudo da programação concorrente no paradigma lógico de programação

?- write('Influências').

PLANNER, projetada por Carl Hewitt como parte da sua pesquisa de doutorado no Laboratório de Inteligência Artificial no MIT

Q-systems, projetada por Alain Colmerauer para ser utilizada como formalismo de linguagem no projeto TAUM de processamento de linguagens naturais

?- write('Dialetos').

ISO-Prolog, padrão desenvolvido devido a problemas na portabilidade dos programas.

Edinburgh Prolog, definido de acordo com o compilador WAM Machine. Recebeu esse nome pelo fato de ser distribuído principalmente pela Universidade de Edimburgo.

?- write('Implementações').

As primeiras implementações do Prolog foram interpretadores.

Prolog IV, versão não comercializada atualmente

SWI-Prolog, foco em Web Semântica

GNU Prolog, interpretado por uma WAM Machine

XSB Prolog, suporte a tipagem de dados

Strawberry Prolog, interface gráfica e debugger utilizando árvore de provas

?- write('Paradigmas').

Declarativo: se concentra em qual é o problema, sem detalhar o processo de resolução. Favorece o 'que' ao invés de 'como';

Lógico: se concentra em expressões lógicas e matemáticas. É o melhor paradigma para se resolver problemas de forte raiz lógica;

Restritivo: contém expressões que restringem uma solução.

?- write('Características').

É uma linguagem lógica, declarativa e a partir da sua terceira versão contou com o paradigma restritivo

Roda a partir de consultas (queries) à base de dados e suas respectivas relações lógicas

Não emprega tipos de dados, mas uma estrutura chamada 'termo' que é definida lexicalmente

Seus termos são divididos em fatos e regras

?- write('Características').

Suas representações de dados são definidas em átomos e variáveis:

Átomo: sequencia de caracteres alfanuméricos sempre em caixa baixa

Variáveis: se comporta como uma incógnita e é escrito ou começa com caractere em caixa alta

Utiliza recursão baseada na unificação de predicados

Utiliza backtracking, processo semelhante à busca em profundidade

?- write('Prolog no uso acadêmico').

Usada nos principais cursos de linguagem de programação

Pré-requisito para cursos de introdução à programação para Inteligência Artificial

?- write('Prolog na Inteligência Artificial').

Geralmente tem como pré-requisito base de programação em Prolog

Utilizada em aplicações que necessitam de base de dados relacional

Utiliza árvores de pesquisa com busca em profundidade

É a linguagem de escolha do IBM Watson para base de dados e NPL

?- write('Prolog em jogos').

Simples para uso em relações lógicas

Utiliza geralmente Strawberry Prolog por sua biblioteca de interface gráfica

Ineficiente em sua forma pura e inutilizado em programação de jogos comercializáveis

Implementação intuitiva em caso de jogos de RPG

?- write('Prolog na programação de compiladores').

Compilador para a linguagem Edison

Prolog x Pascal (processual) x PGS e GAG (declarativa)

Pontos fortes:

Rapidez na geração de código e análise semântica

Pontos fracos:

Análise sintática

?- write('Prolog na Web Semântica').

Web Semântica é uma extensão da WWW atual que permitirá aos humanos e computadores trabalharem em cooperação

1979–1982 Prolog II e os primeiros micro-
computadores