Objectifs du cours

1. Licence InformatiqueModule Théories et Modèles pour l'Informatique IIOptionProgrammation logique en PrologPhilippe Collardhttp://deptinfo.unice.fr/~pcpc@unice.fr

2. Objectifs du cours • Initiation à la programmation en logique : application de certaines notions vues en cours de logique • Découverte de la programmation en Prolog : utilisation d'exemples liés à l'intelligence artificielle

3. Bibliographie • F. Giannesini, H. Kanoui, R. Pasero et M. Van Caneghem, Prolog, InterEditions, 1985 • Bratko, Programmation en Prolog pour l'intelligence artificielle, InterEditions, 1988 • L. Sterling, E. Shapiro, L'art de Prolog, Ed. Masson, 1990 • P. Collard, Programmation déclarative et impérative en Prolog, Ed. Masson, 1992

4. Durée / Contrôle des connaissances • 5 cours (2h) • 5 TDM (2h) • 60% l'examen final • 40% la note obtenue en TDM pondérée par la note de présence et de participation

5. Programmation Déclarative Un univers de boites • Une boite est posée sur le sol ou dans une autre boite, ou encore sur une autre boite • On dispose d’une grande boite, d’une boite de taille moyenne et de cinq petites boites 1.     Identifier les huit entités manipulées 2.     Répertorier et définir les deux relations qui existent entre ces entités

6. c b a e d Configuration 1

7. Déclarer la configuration 1 est_posee_dans(a , gb). est_posee_dans(d , bm). est_posee_dans(e , gb). est_posee_sur(b , d). est_posee_sur(c , a). est_posee_sur(gb , sol). est_posee_sur(bm , sol).

8. Déclarations = Programme Prolog • Ce programme est uniquement constitué de faits (affirmations) • Les entités sont représentées par des atomes • Les relations sont représentées par des prédicats • Un prédicat est caractérisé par son nom et son arité ; on note est_posee_sur/2 • On regroupe les déclarations relatives à une même relation ; on obtient ainsi une procédureProlog (paquet de clauses)

9. Répondre aux questions • Qui est posée sur la boite a ? • Qui est posée sur le boite e ? • Sur qui est posée la boite c ? • Qui est posée dans la grande boite ?

10. Poser une question en Prolog ?- est_posee_sur(X , a). X = c ; ?- est_posee_sur(X , e). no ?- est_posee_sur(c , X). X = a ; ?- est_posee_dans(X , gb). X = a ; X = e ;

11. Une boite est-elle prise ? On suppose que l’on peut poser au plus une boite sur une autre boite La relation est_prise/1 s’exprime en Prolog par la règle est_prise(X) :- est_posee_sur(Y,X). Une règle Prolog est composée d’une tête et d’une queue séparées par le symbole :- Le symbole :- doit se lire comme un si

12. PrologversusClause de Horn Règles: B :- A.¬AvB (nonA ou B) B :- A1,A2.¬(A1.A2)vB = ¬A1v¬A1vB Fait: B.B exactement un littéral positif Question (but): ?-A.¬A que des littéraux négatifs

13. Clause de Horn • On appelle clause de Horn toute clause ayant au plus un littéral positif B, ¬A, ¬Av¬C, ¬Av¬CvB sont des clauses de Horn mais AvB , ¬Av¬BvCvD n'en sont pas • On appelle fait toute clause comprenant exactement unlittéral positif par exemple B • On appelle but toute clause n'ayant que des littéraux négatifs par exemple ¬A ,¬A1v¬A2

14. Variable anonyme est_prise(X) :- est_posee_sur(Y,X). La variable Y qui apparaît dans la queue de la règle n’est pas référencée dans la tête il est donc inutile de la nommer On peut alors utiliser une variable anonyme _ est_prise(X) :- est_posee_sur(_,X).

15. Quelles sont les boites prises ? ?- est_prise(X). X = d ; X = a ; X = sol ; X = sol ; • Expliquer pourquoi Prolog répond que le sol est pris • Proposer une solution pour éviter cela

16. Quelles sont les boites prises ? boite(a). boite(b). boite(c). boite(d). boite(e). boite(gb). boite(bm). est_prise(X) :- boite(X) , est_posee_sur(_,X).

17. Règle est_prise/1 • La procédure boite/1 définit en extension le concept de boite • La règle est_prise/1exprime qu’une entité X est prise • si c’est une boite • et si il existe une entité qui est posée sur X • la virgule doit donc être lue comme et si

18. d c b e a Configuration 2

19. Modifier en conséquence le code du programme Poser les questions suivantes en Prolog : • a est-elle une boite ? • a est-elle prise ? • qui est posé sur a ? • sur qui a est-il posé ? • dans quoi a est-il ?

20. Interpréter les questions Prolog ?- est_posee_sur(X,Y). ?- est_posee_sur(X,_). ?- est_posee_sur(_,Y). ?- est_posee_dans(X,Y). ?- est_posee_dans(X,_). ?- est_posee_dans(_,Y).

21. On s’intéresse au contenu des boites % Regle 1 est_dans(X,Y) :- est_posee_dans(X,Y). % Regle 2 est_dans(X,Y) :- … % Regle 3 est_dans(X,Y) :- …

22. Procédure est_dans/2 est_dans(X,Y) :- est_posee_dans(X,Y). est_dans(X,Y) :- est_posee_sur(X,Z) , est_dans(Z,Y). est_dans(X,Y) :- est_posee_dans(Z,Y) , est_dans(X,Z).

23. Cette procédure est composée de trois règles • Le symbole :- de la règle 1 correspond à un si • Le symbole :- de la règle 2 correspond à un ou si • Le symbole :- de la règle 3 correspond à un ou si

24. Interpréter et répondre aux questions ?- est_dans(X , bm). ?- est_dans(X , gb). ?- est_dans(b , X).

25. Une affaire de famille … Anna, Jean, jacques, Julien et Paule sont de la même famille Le prénom permet d’identifier sans ambiguïté un individu Le sexe peut être déterminé par le prénom Jacques et Jean sont des enfants de Julien. Jean est enfant de Anna. Paule est enfant de Jean. Stéphanie est enfant de Jacques

26. Une affaire de famille … • Dessiner l’arbre généalogique de cette famille • Le prénom permet d’identifier sans ambiguïté un individu • Identifier les entités • Le sexe peut être déterminé par le prénom

27. Des entités et des relations • Entités jacques, jean, julien, anna, paule, stéphanie, homme, femme • Définir la relation parent/2 • Définir la relation sexe/2

28. Interpréter et répondre aux questions ?- parent(julien , X). ?- parent(X , jean). ?- parent(julien , jean). ?- parent(jean , julien). ?- parent(X , Y). ?- sexe(julien , X). ?- sexe(X , femme).

29. Définir les relations mere/2 pere/2 grand_mere/2 grand_pere/2 grand_parent/2