Programacin Lgica

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Programación Lógica

• M.C. Juan Carlos Olivares Rojas

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Agenda

• 5.1 Principios de la programación lógica.
•  
• 5.2 Bases para la programación en lenguaje prolog

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Paradigma de Programación Lógica

• Otra forma de estructurar programas es a través
  del pensamiento lógico, generalmente lógica de
  primer orden en donde se pueden expresar mucha
  información.
• Por cuestiones de tiempo un repaso sobre lógica
  de primer orden es muy difícil por lo que se
  realizará sobre la marcha.

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PROLOG

• Hechos
• las aves vuelan
• los pingüinos no vuelan
• "pichurri" es un ave
• "sandokan" es un perro
• "alegría" es un ave

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PROLOG

• Reglas o Restricciones
• una mascota vuela si es un ave y no es un
  pingüino
• Preguntas
• "pichurri" vuela ?
• qué mascotas vuelan ?

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PROLOG

• Términos constantes (a), variables (X),
  funciones (f(X, Y ))
• pepe, juan, Cliente, cliente-de(X, Y )
• Fórmulas atómicas predicados definidos sobre
  términos
• tipo-cliente(X,bueno)

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PROLOG

• Fórmulas bien formadas (wff) fórmulas atómicas
  unidas por conectivas (, _,!, ) y cuantificadas
  (1A universal, 1B existencial)
• 1AX, 1BZ cliente(X) compra(X, Z) caro(Z) ?
  tipo-cliente(X, bueno)
• abuelo(X,Y) - padre(X,Z), padre(Z,Y).
• 1AX, Y 1BZ padre(X, Z) padre(Z, Y) ? abuelo(X,
  Y )

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PROLOG

• abuelo(X,Y) - padre(X,Z), madre(Z,Y).
• abuelo(X,Y) - padre(X,Z), padre(Z,Y).
• abuelo(X, Y) (pepe, juan), (pepe, ana), ,
  (luis, javier)
• progenitor(X, Y ) - padre(X, Y ).
• progenitor(X, Y ) - madre(X, Y ).

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PROLOG

• abuelo(X,Y) - padre(X,Z), madre(Z,Y).
• abuelo(X,Y) - padre(X,Z), padre(Z,Y).
• abuelo(X,Y) - padre(X,Z), progenitor(Z,Y).
• hechos A. (A átomo)
• reglas A - A1, ..., An. (ngt0, y A, A1, ..., An
  átomos)

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PROLOG

• Hechos
• padece(jon, gripe).
• padece(jon, hepatitis).
• padece(ana, gripe).
• padece(carlos, alergia).
• es-síntoma(fiebre, gripe).
• es-síntoma(cansancio, gripe).
• es-síntoma(estornudos, alergia).
• suprime(paracetamol, fiebre).
• suprime(antihistamínico, estornudos).

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PROLOG

• Reglas
• debe-tomar(Per, Far) - padece(Per, Enf),
  alivia(Far, Enf).
• alivia(Far, Enf) - es-síntoma(Sin, Enf),
  suprime(Far, Sin).
• Preguntas
• ? padece(carlos, gripe).
• ? padece(jon, Z).
• ? alivia(paracetamol, gripe).

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PROLOG

• ? alivia(X, gripe).
• ? debe-tomar(Y, antihistamínico).
• ? alivia(X, Y).
• ? suprime(X, fiebre), suprime(X, estornudos).
• Qué devuelve cada pregunta como resultado?

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PROLOG

• hija (A, B) lt- mujer (A), padre (B, A).
• hija (A, B) lt- mujer (A), madre (B, A).
• A continuación se muestra un programa completo en
  PROLOG
• declaraciones
• padrede('juan', 'maria').
• padrede('pablo', 'juan').

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PROLOG

• padrede('pablo', 'marcela').
• padrede('carlos', 'debora').
• Reglas
• A es hijo de B si B es padre de A hijode(A,B)
  - padrede(B,A).
• abuelode(A,B) - padrede(A,C), padrede(C,B).
• hermanode(A,B) - padrede(C,A) , padrede(C,B), A
  \ B.
• familiarde(A,B) - padrede(A,B).

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PROLOG

• familiarde(A,B) - hijode(A,B).
• familiarde(A,B) - hermanode(A,B).
• consultas
• juan es hermano de marcela?
• ?- hermanode('juan', 'marcela').
• Yes
• ?- hermanode('carlos', 'juan'). No
• ?- abuelode('pablo', 'maria'). Yes
• ?- abuelode('maria', 'pablo'). no

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PROLOG

• unificación con evaluación.
• ?- X is 35.
• X 8
• unificación simbólica
• ?- X 35.
• X 35

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PROLOG

• comparación con evaluación
• ?- 35 26.
• yes
• comparación simbólica.
• ?- 35 26.
• no
• ?- 35 35.
• yes

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PROLOG

• Los programas en PROLOG se definen a través de
  Algoritmos, Lógica y Control.
• En caso de que una consulta de más de un
  resultado, el prompt no aparece en la shell. Se
  puede utilizar el operador . Para terminar el
  resultado, o bien, el operador para continuar
  con los emparejamientos de resultados.
• Se pueden combinar preguntas para obtener
  respuestas más exactas.

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PROLOG

• Combinación de preguntas
• legusta(pepe, pesca).
• legusta(maria, bailar).
• legusta(ana, pesca).
• legusta(pepe, musica).
• legusta(maria, musica).
• legusta(ana, bailar).
• preguntas

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PROLOG

• Le gusta la música a Pepé y a María?
• ?_ legusta(pepe,musica), legusta(maria, musica).
• Le gusta bailar a Pepé o le gusta la música a
  maria?
• ?_ legusta(pepe,bailar) legusta(maria, musica).
• Le gusta bailar a Pepé y a maria no le gusta la
  música?
• legusta(pepe,bailar), not(legusta(maria,musica)).

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PROLOG

• El portal de redes sociales de la UVAQ desea
  diseñar un Sistema Experto para encontrar la
  pareja ideal de cada estudiante si es que
  existiere. Para lograr esto, se tienen en la base
  de conocimientos registrados los gustos de cada
  usuario (color de ojos, altura, complexión,
  carro, etc.). Se da un punto por cada
  coincidencia. Diseñar la regla o reglas que
  determinen la mejor pareja de cada usuario. (Se
  deben tener al menos 2 hombres y 2 mujeres con 5
  gustos c/u).

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PROLOG

• Se puede aplicar recursividad en PROLOG además de
  que algunos programas en programación
  estructurada pueden ser implementados.
• Sucesiones
• sucesor(1,2).
• sucesor(2,3).
• sucesor(3,4).
• sucesor(4,5).
• sucesor(5,6).

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PROLOG

• sucesor(6,7).
• suma(1,X,R)-sucesor(X,R).
• suma(N,X,R)-sucesor(M,N), suma(M,X, R1),
  sucesor(R1, R).
• Como se crearía una consulta?
• Qué es lo que el programa haría?

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PROLOG

• Programa aridad
• ama(juan).
• ama(pepe, maria).
• La unificación es el proceso en el cual uma
  variable toma un valor.
• Cuando una variable tiene un valor, este no
  cambia.

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Prolog

• Realizar un programa en Prolog que permita
  determinar si dos personas pueden comunicarse
  entre sí.
• Se deberá codificar una base de conocimientos
  para 5 personas con los idiomas que conocer, así
  como establecer una regla que permita inferir el
  resultado.

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PROLOG

• Dos términos se ejecutan cuando existe una
  posible ligadura en sus variables y en sus
  valores. Ejemplo a(X, 3) a(2, Y).
• edad(luis,25).
• edad(hugo,32).
• edad(paco,29).
• edad(jaime,67).
• edad(laura,85).
• es_viejo(Persona) - edad(Persona,Valor), valor gt
  60.

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Ejercicio

• padre(X,Y) X es padre de Y
• madre(X,Y) X es madre de Y
• es_padre(X) X es un padre
• es_madre(X) X es una madre
• es_hijo(X) X es un hijo (hombre)
• hermana(X,Y) X es hermana de Y
• abuelo(X,Y) X es abuelo (hombre) de Y
• tia(X,Y) X es tía de Y
• primo(X,Y) X es primo (hombre) de Y

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PROLOG

• Prolog tiene la característica de ser reversible
  es decir, los argumentos pueden ser de entrada y
  salida. Si se tiene un predicado abuelo se puede
  saber quienes son los nietos de ese abuelo.
• Esto no sucede con los operadores aritméticos.
• Otro tipo de datos utilizado en Prolog es el
  registro. El cual es una combinación de elementos.

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PROLOG

• Por ejemplo persona(Eva, López, Cárdenas,
  25)
• Define a una persona teniendo como atributos su
  nombre, sus apellidos y su edad. Dado que los
  términos son anidados se pueden tener registros
  como
• Persona(Helena, edad(22), dirección(Miguel
  Hidalgo 33, Centro, Morelia))

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PROLOG

• Se pueden utilizar estructuras de datos
  recurrentes como árboles, en donde el primer
  elemento podría ser un nodo, el segundo el hijo
  izquierdo y el tercer elemento, el hijo derecho.
• arbol(dato1, temp, temp)
• arbol(dato1, arbol(dato2, temp, temp), temp)
• En donde temp indica un campo vacío.

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PROLOG

• Ejemplo
• entrada(paella).
• entrada(gazpacho).
• entrada(consome).
• carne(filete_de_cerdo).
• carne(pollo_asado).
• pescado(trucha).
• pescado(bacalao).
• postre(flan).

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PROLOG

• postre(nueces_con_miel).
• postre(naranja).
• calorias(paella, 200).
• calorias(gazpacho, 150).
• calorias(consome, 300).
• calorias(filete_de_cerdo, 400).
• calorias(pollo_asado, 280).
• calorias(trucha, 160).
• calorias(bacalao, 300).

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PROLOG

• calorias(flan, 200).
• calorias(nueces_con_miel, 500).
• calorias(naranja, 50).
• plato_principal(P)- carne(P) pescado(P).
• comida(Entrada, Principal, Postre)-
  entrada(Entrada), plato_principal(Principal),
  postre(Postre).
• valor(Entrada, Principal, Postre, Valor)-
  calorias(Entrada, X), calorias(Principal, Y),
  calorias(Postre, Z), sumar(X, Y, Z, Valor).

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PROLOG

• comida_equilibrada(Entrada, Principal, Postre)-
  comida(Entrada, Principal, Postre),
  valor(Entrada, Principal, Postre, Valor),
  menor(Valor, 800).
• sumar(X, Y, Z, Res)- Res is X Y Z.
• menor(X, Y)- X lt Y.
• dif(X, Y)- X \Y.
•  
• Encontrar Cuántas calorías tiene la combinación
  paella, trucha, naranja? Qué comida que tiene
  cónsome de entrada es la más balanceada?

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PROLOG

• Se pueden definir funciones recursivas como el
  factorial
• fac(0,1).
• fac(N,F) - N gt 0, M is N - 1, fac(M,Fm), F is N
  Fm.
• Cómo se expresa la serie de fibonnaci?

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Prolog

• El predicado trace() permite observar la
  invocación de un predicado
• El predicado listing() permite visualizar la
  regla que define un predicado en particular.
• El predicado assert() permite agregar un
  predicado a la base de conocimiento.

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Proyecto

• Se realizará el programa adivina quien.
• Se codificarán como hechos al menos 5 personas
  con 5 características físicas. Se tendrá una
  regla que indique quién es la persona al inicio.
• Se codificarán reglas para preguntar, si tienen
  la característica física y una regla para afirmar
  quien es (si no le atina pierde el jugador).

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Preguntas, dudas y comentarios?