邏輯程序設(shè)計(jì)

邏輯程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)技術(shù)01介紹優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)狀沿革歷史發(fā)展目錄0305020406基本信息邏輯程序設(shè)計(jì)將邏輯直接作為程序設(shè)計(jì)語言并將計(jì)算作為受控推理的一種程序設(shè)計(jì)技術(shù)。介紹介紹邏輯編程

的要點(diǎn)是將正規(guī)的邏輯風(fēng)格帶入計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)之中。數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家發(fā)現(xiàn)邏輯是有效的理論分析工具。很多問題可以自然地表示成一個(gè)理論。說需要解答一個(gè)問題，通常與解答一個(gè)新的假設(shè)是否跟現(xiàn)在的理論無沖突等價(jià)。邏輯提供了一個(gè)證明問題是真還是假的方法。創(chuàng)建證明的方法是人所皆知的，故邏輯是解答問題的可靠方法。邏輯編程系統(tǒng)則自動化了這個(gè)程序。人工智能在邏輯編程的發(fā)展中發(fā)揮了重要的影響。猴子和香蕉問題是邏輯編程社區(qū)的著名問題。電腦須自行找出令猴子接觸香蕉的可行方法，取代程序員指定猴子接觸香蕉的路徑和方法。邏輯編程創(chuàng)建了描述一個(gè)問題里的世界的邏輯模型。邏輯編程的目標(biāo)是對它的模型創(chuàng)建新的陳述。世界上知識不斷澎漲。傳統(tǒng)來說，我們會將一個(gè)問題陳述成單一的假設(shè)。邏輯編程的程序通過證明這個(gè)假設(shè)在模型里是否為真來解決問題。一些經(jīng)常用到邏輯編程工具的范疇：最常用的邏輯編程語言是Prolog，另外有較適用于大型方案的Mercury。詳盡的清單可見于Category：邏輯編程語言。沿革沿革1972年法國科莫?jiǎng)诎Ｐ〗M實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)邏輯程序設(shè)計(jì)語言PROLOG。1974年以后R.科瓦爾斯基進(jìn)一步闡明了PROLOG的理論基礎(chǔ)，并系統(tǒng)地發(fā)展了邏輯程序設(shè)計(jì)的思想。對于傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)來說，算法的邏輯意義往往被程序復(fù)雜的控制成分所掩蓋，使程序的正確性難以得到證明。而且通常的高級程序設(shè)計(jì)語言屬于過程性語言，需要在程序執(zhí)行前詳細(xì)規(guī)定運(yùn)行步驟?？仆郀査够鶎鹘y(tǒng)的算法或?qū)τ猛ǔ８呒壵Z言編寫的程序提出了一個(gè)著名的分析公式，即算法=邏輯+控制。其基本思想是要從根本上改變程序設(shè)計(jì)的方法：用戶只需要編寫程序的邏輯部分（邏輯程序設(shè)計(jì)之名由此而來），而系統(tǒng)中的解釋程序則實(shí)施控制部分的職能。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)這種將邏輯與控制分開的方法具有下列的優(yōu)點(diǎn)：①可以在控制部分設(shè)計(jì)之前不斷改進(jìn)邏輯程序。②可以改進(jìn)控制部分而無需變動邏輯程序本身。③可以從程序說明中生成邏輯程序，加以驗(yàn)證和變換，而無需考慮其控制部分。④只需在邏輯程序中規(guī)定目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的現(xiàn)有條件，也就是只需告訴系統(tǒng)做什么(Whattodo)，至于如何執(zhí)行也就是說怎樣做(Howtodo)，則由系統(tǒng)的控制部分，即解釋程序處理解決。歷史歷史早在二十世紀(jì)七十年代，羅伯特·科瓦爾斯基等人提出了邏輯可以作為程序設(shè)計(jì)語言的基本思想，把邏輯和程序這兩個(gè)截然不同的概念協(xié)調(diào)統(tǒng)一為一個(gè)概念，于是誕生了邏輯程序設(shè)計(jì)。這也是早期自動定理證明和人工智能發(fā)展的自然結(jié)果。隨后，邏輯程序設(shè)計(jì)得到了迅速發(fā)展，特別是基于一階謂詞的邏輯程序設(shè)計(jì)語言，將邏輯推理對應(yīng)于計(jì)算，具有豐富的表達(dá)能力、非確定性等特點(diǎn)，在定理機(jī)器證明、關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、程序驗(yàn)證、模塊化程序設(shè)計(jì)和非單調(diào)推理等都有了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)狀現(xiàn)狀現(xiàn)行邏輯程序的基本語句屬于一階謂詞演算的一個(gè)子集，HORN子句集。HORN子句的一般形式為：A1，…，Am←B1，B2，…，Bn，其中Ai(1≤i≤m)、Bj(1≤j≤n)都是原子公式，分別代表結(jié)論和前提的形式。前提部分是各原子的合取式，構(gòu)成子句體，結(jié)論部分最多只有一個(gè)原子，稱為子句頭。由此可將HORN子句分成兩個(gè)基本類型：①有頭HORN子句（用來代表一條規(guī)則），例如，grandfather(x，z)←father(x，y)，father(y，z)代表：x是y的父親且y是z的父親，則x是z的祖父。有頭無體的HORN子句是一斷言（用來代表一個(gè)事實(shí)）。例如，father(A，B)代表：A是B的父親，father(B，C)代表：B是C的父親。②無頭HORN子句，稱為目標(biāo)語句（用來代表結(jié)論的否定式）,例如，←grandfather(A，C)代表：A不是C的祖父。邏輯學(xué)家A.霍恩對這類子句性質(zhì)作了詳盡的研究，HORN子句即因此得名。從問題歸約的角度看，可將HORN子句解釋為一過程，它將問題(目標(biāo))A歸約為若干子問題（子目標(biāo)）,每一子問題Bi(1≤i≤n)又可解釋為對其他過程(HORN子句)的調(diào)用。有頭無尾的HORN子句則代表一個(gè)已知其解的基元問題。過程調(diào)用實(shí)際上是使構(gòu)成子句體的一個(gè)原子（子目標(biāo)）與某一子句頭匹配，這就是運(yùn)用歸結(jié)原理中的合一的過程。因此邏輯程序的執(zhí)行過程也就可以看成是定理證明過程，其中解釋程序起定理證明器或問題求解器的作用。發(fā)展發(fā)展HORN子句的過程調(diào)用(B1，B2，…，Bn)可按任意次序進(jìn)行，適合于平行處理。HORN子句可作過程性的解釋也可作陳述性的解釋,運(yùn)用比較方便。因此,以HORN子句為基礎(chǔ)的邏輯程序設(shè)計(jì)語言PROLOG受到人們的重視（見PROLOG語言）。日本的第五代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的計(jì)劃也推動了邏輯程序設(shè)計(jì)的研究。也有人認(rèn)為，不同類型的問