Иван Братко - Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта

запрос_перем( Терм) :-

Терм =.. [Функтор | Аргументы],

% Получить аргументы структуры

запрос_арг( Аргументы).

% Запросить значения переменных в аргументах

запрос_арг( []).

запрос_арг( [Терм | Термы]) :-

запрос_перем( Терм),

запрос_арг( Термы).

Проведем несколько экспериментов с процедурой ответпольз. Пусть, например, известно, что пользователя можно спрашивать о наличии бинарного отношения ест:

можно_спросить( X ест Y).

(В приведенных ниже диалогах между пролог-системой и пользователем тексты пользователя даются полужирным шрифтом, а реплики пролог-системы курсивом ).

?- ответпольз( питер ест мясо, [], Ответ).

Это правда: питер ест мясо? % Вопрос пользователю

да. % Ответ пользователя

Ответ = правда

Более интересный пример диалога (с использованием переменных) мог бы выглядеть примерно так:

?- ответпольз( Кто ест Что, [], Ответ).

Это правда: _17 ест _18?

% Пролог дает переменным свои внутренние имена

да.

_17 = питер.

_18 = мясо.

Ответ = правда.

Кто = питер

Что = мясо; % Возврат для получения других решений

Это правда: _17 ест _18?

да.

_17 = сьюзен.

_18 = бананы.

Ответ = правда

Кто = сьюзен

Что = бананы;

Это правда : _17 ест _18?

нет.

Ответ = ложь

Один из недостатков нашей процедуры ответпольз, который хорошо виден из приведенного выше диалога, — это появление на выходе системы имен, генерируемых пролог-системой, что выглядит довольно неуклюже. Символы, подобные _17, следовало бы заменить на более осмысленные слова.

Другой, более серьезный дефект этой версии процедуры ответпользсостоит в следующем. Если мы еще раз обратимся к ответпольз, задав ту же самую цель, то пользователю придется повторно вводить все варианты решений. Поэтому, если наша экспертная система придет в процессе рассуждений к рассмотрению той же самой цели второй раз, то, вместо того, чтобы использовать информацию, уже полученную от пользователя, она проведет с пользователем в точности тот же самый скучный диалог.

Давайте исправим эти два дефекта. Во-первых, улучшение внешнего вида запросов системы будет основано на введении стандартного формата для каждой "запрашиваемой" цели. Для этого в отношение можно_спроситьмы добавим второй аргумент, который и будет задавать этот формат, как видно из следующего примера:

можно_спросить(X ест Y, 'Животное' ест 'Что-то').

При передаче запроса пользователю каждая переменная вопроса должна быть заменена на ключевое слово, взятое из формата, например:

?- ответпольз( X ест Y, [], Ответ).

Это правда: Животное ест Что-то?

да.

Животное = питер.

Что-то = мясо.

Ответ = правда

X = питер

Y = мясо

В улучшенной версии процедуры ответпольз, показанной на рис. 14.11, такое форматирование запросов выполняется процедурой

формат( Цель, ВнешФормат, Вопрос, Перем0, Перем )

Здесь Цель — утверждение, которое нужно форматировать. ВнешФорматопределяет внешний формат этого утверждения, задаваемый отношением

можно_спросить( Цель, ВнешФормат)

Вопрос — это Цель, отформатированная в соответствии с ВнешФормат. Перем — список переменных, входящих в Цель, вместе с соответствующими ключевыми словами (как указано в ВнешФормат), причем список Перемполучается из списка Перем0добавлением новых переменных. Например:

?- формат( X передает документы Y,

'Кто' передает 'Что' 'Кому',

Вопрос, [], Перем).

Вопрос = 'Кто' передает документы 'Кому',

Перем = [ X/'Кто', Y/'Кому'].

Второе усовершенствование, состоящее в устранении повторных вопросов к пользователю, будет более трудным. Во-первых, все ответы пользователя следует запоминать, с тем чтобы их можно было отыскать в памяти в более поздний момент времени. Для этого достаточно сделать ответы пользователя элементами некоторого отношения и применить assert, например

assert( сказано( мери передает документы друзьям, правда) ).

В ситуации, когда имеется несколько решений, предложенных пользователем для одной и той же цели, в память относительно нее будет записано несколько фактов. Здесь возникает одно осложнение. Допустим, что в нескольких местах программы встречаются различные варианты некоторой цели (отличающиеся именованием переменных). Например:

( X имеет Y) и % Первый вариант - Цель1

...

( X1 имеет Y1) и % Второй вариант - Цель2

...

Допустим также, что пользователя просят (через механизм возвратов) предложить несколько решений для Цель1. Затем процесс рассуждений продвигается вплоть до Цель2. Так как у нас уже есть несколько решений для Цель1, мы захотим, чтобы система автоматически применила их и к Цель2(поскольку очевидно, что они удовлетворяют Цель2). Теперь предположим, что система пытается применить эти решения к Цель2, но ни одно из них не удовлетворяет некоторой другой цели, расположенной ниже. Система делает возврат к Цель2и просит пользователя предложить новые решения. Если пользователь введет еще несколько решений, то их также придется запомнить. И если система в дальнейшем сделает возврат к Цель1, то эти новые решения надо будет применить к Цель1.

Для того, чтобы правильным образом использовать информацию, вводимую пользователем по запросам из разных точек программы, мы будем снабжать каждую такую информацию специальным индексом. Таким образом, факты, запоминаемые системой, будут иметь вид

сказано( Цель, Истинность, Индекс)

где Индекс — это значение счетчика, ответов пользователя. Процедура

ответпольз( Цель, Трасса, Ответ)

теперь должна будет отслеживать число решений, уже порожденных механизмом возвратов к моменту обращения к этой процедуре. Это можно сделать при помощи другого варианта процедуры ответпользс четырьмя аргументами:

ответпольз( Цель, Трасса, Ответ, N)

где N — некоторое целое число. Такое обращение к ответпольздолжно порождать решения для Цельс индексами, начиная с N и далее. Обращение