Prolog e o Paradigma Lógico

Mesmo diferentes paradigmas como Funcional e Imperativo têm algo em comum: ambos realizam mapeamento, isto é, lêem entradas e geram saídas. No entanto, um programa de acordo com o paradigma lógico implementa relacionamentos, que são mais gerais do que os mapeamentos. Em outras palavras, quando se trata de programação lógica, o nível é superior ao da programação imperativa ou funcional.

Paradigma Lógico

Definimos as relações da seguinte forma:

Considerando dois conjuntos S e T, dizemos que existe uma relação r entre S e T se, para cada x em S e y em T, a avaliação r(x, y) é verdadeira ou falsa.

Tendo implementado a relação r, podemos fazer consultas como:

• Dado x e y, determine se r(x, y) é verdadeiro;
• Dado x, encontre todo y onde r(x, y) é verdadeiro, e vice-versa;
• Encontre todos os x e y onde r(x, y) é verdadeiro.

Linguagens de programação lógicas são restritas a Cláusulas de Horn, que possuem o seguinte formato: A0 se A1 e … e An, onde Ai é uma afirmação do formulário Ri(…), com Ri sendo o nome de um relacionamento. Se A1, …, An forem verdadeiras, inferimos que A0 também é verdadeiro, caso contrário, falso. Se a cláusula for igual a A0, é considerado um fato.

O Paradigma Lógico faz parte da subcategoria “Paradigma Declarativo”, preocupada com fatos e não com procedimentos, de modo que o conhecimento sobre o problema é descrito usando a lógica simbólica.

O formalismo lógico-computacional é baseado em três princípios:

• Uso de linguagem formal para representação do conhecimento;

Uma linguagem formal é precisa, pois tem sentenças com sintaxe e semântica bem definidas, embora seja menos expressiva em comparação com a linguagem natural.

• Uso de regras de inferência para manipular conhecimento;

Uma regra de inferência é um padrão de manipulação sintática que permite criar novas fórmulas a partir de fórmulas existentes e simular formas de raciocínio válidas.

• Uso de uma estratégia de busca para controlar inferências.

Um agente pode ter uma enorme quantidade de conhecimento armazenado. Normalmente, ele precisa usar apenas parte dele para resolver um problema. Nesse sentido, a estratégia de busca serve para decidir qual parte do conhecimento armazenado deve ser explorada em busca da solução.

O programador deve se preocupar em descrever o problema a ser resolvido (especificação), deixando a máquina para procurar a solução.

Prolog

Geralmente associado ao contexto de IA ou linguística ou ambos, tem suas raízes na lógica de primeira ordem. Como vantagem, permite representar o conhecimento que um agente tem sobre seu mundo em um nível simples, direto e alto.

Cláusulas de Horn

    B :- A1, A2, ..., An.  % B = A1 and A2 and ... An
    B :- A1; A2; ...; An.  % B = A1 or A2 or ... An
    B :- A1 -> A2 ; A3.    % B = if A1 then A2 else A3

Unificação

Ao responder a uma consulta, o interpretador de Prolog pode precisar atribuir valores às variáveis. Unificação é o mecanismo usado para determinar se existe uma maneira de instanciar as variáveis de dois predicados para torná-los iguais. Dois termos podem ser unificados se:

• Ambos são constantes;
• Um dos termos é uma variável;
• Ambos são termos complexos com o mesmo nome e número de argumentos.

Listas

As listas consistem em uma estrutura que representa uma sequência de elementos de qualquer tamanho. Uma lista é definida recursivamente da seguinte maneira:

    []    % lista vazia
    [h|t] % lista com cabeça e cauda                                           

Nessa linguagem, as listas são heterogêneas, ou seja, podem conter valores de diferentes tipos. Podemos até comparar valores de diferentes tipos usando a relação “=”, mas o resultado será falso.

Para ver exemplos de implementações, clique aqui. Para saber mais sobre o projeto Prolog Story: Colosseum of Champions, que consiste em um jogo de batalha de personagens da Marvel, implementado no Prolog, clique aqui.