Τεχνικές Λογικού Προγραμματισμού

Abstract

Ο Λογικός Προγραμματισμός (ΛΠ) ανήκει στις πλέον ενδιαφέρουσες σχολές προγραμματισμού, σημαντικά διαφορετική από τις «κλασικές» σχολές του προστακτικού και του αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού. Η χρήση της Μαθηματικής Λογικής ως εργαλείου αφαίρεσης για περιγραφή υπολογισμών και η εκμετάλλευση των αποδεικτικών διαδικασιών της οδηγούν σε συμπαγή προγράμματα, τα οποία βρίσκουν εφαρμογές σε πολύπλοκα και ενδιαφέροντα πεδία, όπως είναι η Τεχνητή Νοημοσύνη και ο Σημασιολογικός Ιστός. Όμως, αυτή η υψηλού επιπέδου προσέγγιση στον προγραμματισμό δημιουργεί προβλήματα σε εκείνους που πρώτη φορά έρχονται σε επαφή με τον ΛΠ, αφενός γιατί απαιτεί να υιοθετήσουν μια δηλωτική προσέγγιση στην ανάπτυξη προγραμμάτων «ξένη» προς αυτή των κυρίαρχων γλωσσών, και αφετέρου γιατί απαιτείται η εκμάθηση τεχνικών αναπαράστασης και επίλυσης προβλημάτων που, αν και είναι γενικά εφαρμόσιμες στον προγραμματισμό, δεν χρησιμοποιούνται συχνά στις υπόλοιπες σχολές, με κλασικό παράδειγμα την αναδρομή. Το παρόν βιβλίο φιλοδοξεί να καλύψει τις παραπάνω απαιτήσεις και να αποτελέσει το βασικό σύγγραμμα για οποιονδήποτε επιθυμεί να εντρυφήσει στην τέχνη και στις τεχνικές του ΛΠ. Έχοντας ως όχημα τον κυριότερο εκπρόσωπο της σχολής ΛΠ, τη γλώσσα Prolog, το βιβλίο έχει στόχο: (α) να αναφέρει σύντομα τα θεωρητικά θεμέλια του ΛΠ, δηλαδή την κατηγορηματική λογική πρώτης τάξης και την αρχή της ανάλυσης, (β) να παρουσιάσει σε βάθος τη γλώσσα προγραμματισμού Prolog, τα διαθέσιμα κατηγορήματα και πώς αυτά, εντασσόμενα σε τεχνικές ΛΠ, αποτελούν ισχυρά εργαλεία για την επίλυση προβλημάτων, (γ) να παρουσιάσει εφαρμογές, όπως είναι η ανάπτυξη ευφυών συστημάτων, στις οποίες ο ΛΠ προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα, και τέλος, (δ) να αναπτύξει προγραμματιστικές δεξιότητες του αναγνώστη, όπως είναι η αναδρομή και η ιεραρχική ανάπτυξη προγραμμάτων, εφαρμόσιμες σε όλες τις σχολές προγραμματισμού.

Logical Programming (LP) is one of the most interesting programming schools, significantly different from the "classical" schools of imperative and object-oriented programming. The use of mathematical logic as an abstraction tool for describing computations and the exploitation of its proof procedures lead to compact programs, which find applications in complex and interesting fields, such as Artificial Intelligence and the Semantic Web. However, this high-level approach to programming creates problems for those who come into contact with LP for the first time, on the one hand because it requires them to adopt a declarative approach to program development that is "foreign" to that of the dominant languages, and on the other hand because it requires learning representation and problem-solving techniques that, although generally applicable in programming, are not often used in other schools, with recursion being a classic example. This book aims to meet the above requirements and serve as a basic textbook for anyone wishing to delve into the art and techniques of LP. Using the main representative of the LP school, the Prolog language, as a vehicle, the book aims to: (a) briefly outline the theoretical foundations of LP, namely first-order predicate logic and the principle of analysis, (b) to present in depth the Prolog programming language, the available predicates and how these, when integrated into LP techniques, constitute powerful tools for problem solving, (c) to present applications, such as the development of intelligent systems, in which LP offers significant advantages, and finally, (d) to develop the reader's programming skills, such as recursion and hierarchical program development, applicable to all programming schools.