Intersult: Intersult Prolog

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Es handelt sich um eine Maschine zur logischen Inferenz mittels Unifikationskalül, die durch die Sprache [Prolog|http://de.wikipedia.org/wiki/Prolog_%28Programmiersprache%29] betrieben wird. Der Interpreter ist in [Java] implementiert und Bestandtail von [Intersult Artificial Intelligence].

Es handelt sich um eine Implementierung von [Prolog|http://de.wikipedia.org/wiki/Prolog_%28Programmiersprache%29] in [Java]. Der Interpreter ist Bestandtail von [Intersult Artificial Intelligence].

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[{Image src='Intersult Prolog/prolog.PNG' style='text-align: center; width: 100%; border: 1px solid black; margin: 20px 0;'}]

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Das eigentliche Ausführen eines Terms besteht in der sogenannten Unifikation. Die Art der Programmverarbeitung wird daher auch als Unifikationskalül bezeichnet. Terme werden immer genau dann weiter evaluiert, wenn die Parameter mit dem aufgerufenen Muster übereinstimmen. Man sagt auch, zwei Variablen werden unifziert. Als Ergebnis stimmen die Variablen entweder überein, dann werden die folgenden Elemente ebenfalls evaluiert. Oder die Variablen sind unterschiedlich, dann wird Backtracking ausgeführt, also zu den übergeordneten, aufrufenden Termen zurück gegangen.

In Prolog entstehen Ausführungszweige auf zwei Arten:

* __Gleichnamige Terme:__ Es können mehrere Terme mit demselben Namen vorhanden sein. Diese werden dann in der festgelegten Reihenfolge evaluiert.

* __Parameter:__ Wenn Parameter durch mehrere Terme ersetzt werden können, werden diese der Reihe nach durchprobiert.

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|if(X, Y, Z) :- once(test(X, R)), case(R, Y, Z).|Der Term "test" wird einmal ausgeführt, anschließend der Term "case" mit der entstandenen Entscheidung.

|test(X, true) :- call(X).|Der als Parameter X übergebene Term wird ausgeführt, wenn der zweite Parameter mit true unifiziert wird.

|test(X, fail).|Der zweite Zweig des Terms "test" führt den Parameter X nicht aus, wenn der zweite Parameter mit fail unifiziert wird.

|case(true, X, Y) :- call(X).|Der erste Zweig vom Term "case" führt X aus, wenn der erste Parameter auf true unifiziert.

|case(fail, X, Y) :- call(Y).|Der zweite Zweig vom Term "case" führt Y aus, wenn der erste Parameter auf fail unifiziert.

|not(X) :- if(X, fail, true).|Der Term "not" kehrt den Wahrheitswert vom Parameter X um, indem er den Term "if" aufruft und den Wahrheitswert umgekehrt zurückgibt.

|or(X, Y) :- call(X).|Der erste Zweig des Terms "or", der den Parameter X ausführt.

|or(X, Y) :- call(Y).|Der zweite Zweig des Terms "or", der den Parameter Y ausführt. Der zweite Zweig wird also auch bei fail von Parameter X durch Backtracking ausgeführt.

|and(X, Y) :- call(X), call(Y).|Der Term "and" führt direkt Parameter X und dann Parameter Y aus. Führt X zu fail, wird Y nicht ausgeführt.

|once(X) :- onceenter, call(X), onceleave.|Der Term "once" ist eine Abkürzung für onceenter und onceleave, indem der den Parameter X genau einmal ausführt.

|repeat.|Der erste Zweig vom Term "repeat" wird immer ausgeführt.

|repeat :- repeat.|Der zweite Zweig des Terms "repeat" ruft sich einfach wieder selbst auf. Das ist die einfachste Art der Rekursion in Prolog. Beim Aufrufen von "repeat" muss natürlich dafür gesorgt werden, dass die Wiederholung irgendwo abgebrochen wird.

!!!Java Interface

Zunächst kann man einen Prolog-Interpreter durch die Klasse com.intersult.ai.prolog.Prolog instantiieren:

{{{

Prolog prolog = new Prolog();

}}}

Diesen kann man durch die Methode "consult" neue Terme hinzufügen:

{{{

prolog.consult("append([], L, L).");

prolog.consult("append([H | T], L, [H | R]) :- append(T, L, R).");

}}}

Hier wird der Term "append" implementiert mit den drei Parametern T, L und R, sodass T = L | R gilt. T ist also das Aneinanderfügen der Listen L und R.

Schließlich kann man einen Term ausführen und das Ergebnis anzeigen, indem wir die Frage stellen, welchen Term X erhält man, wenn man [1, 2] und [3, 4] zusammensetzt:

{{{

System.out.println(prolog.run("append([1, 2], [3, 4], X)"));

}}}

__Ergebnis:__ Erwartungsgemäß fügt der Prozessor die beiden Listen [1, 2] und [3, 4] zusammen zu [1, 2, 3, 4].

Dies war nun keine logische Leistung, sondern ein imperativer Ablauf, wie es gewöhnliche Java-Programme auch machen. Doch nun machen wir es umgekehrt und fragen, welchen Term X muss man [4, 5, 6] voranstellen, um [1, 2, 3, 4, 5, 6] zu erhalten.

{{{

Term result = prolog.run("append(X, [4, 5, 6], [1, 2, 3, 4, 5, 6])");

System.out.println(result.get(0));

}}}

__Ergebnis:__ Die Evaluierung von "append" führt zu einer logischen Leistung, indem die Inferenz die einzige Lösung [1, 2, 3] für X findet, sodass das es zusammengesetzt mit [4, 5, 6] zum Ergebnis [1, 2, 3, 4, 5, 6] führt.

!!!Fazit

Man erkennt, dass jeder Parameter sowohl als Eingabe als auch Ausgabe verwendet werden kann. Und zwar ohne dass jede Variante von Ein- und Ausgabe eigens implementiert werden müsste. Logische Aussagen werden analytisch definiert, sodass der Prozessor eine Inferenz vornehmen kann.

Damit unterscheidet sich Prolog deutlich von den sogenannten imperativen Maschinen, die immer nur einen Befehl (daher imperativ) entgegennehmen und dann einen logischen Zug ausführen.

|if(X, Y, Z) :- once(test(X, R)), case(R, Y, Z).|

|test(X, true) :- call(X).|

|test(X, fail).|

|case(true, X, Y) :- call(X).|

|case(fail, X, Y) :- call(Y).|

|not(X) :- if(X, fail, true).|

|or(X, Y) :- call(X).|

|or(X, Y) :- call(Y).|

|and(X, Y) :- call(X), call(Y).|

|once(X) :- onceenter, call(X), onceleave.|

|repeat.|

|repeat :- repeat.|

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