Programación Avanzada

1 Contenido de la clase

Repaso: resolución, cláusulas y la negación [00:00-07:00]

Se repasa la resolución sobre cláusulas: la negación se mantiene fuera, se factoriza, y los literales positivos y negativos que coinciden se van cancelando hasta llegar a la contradicción [00:55-01:28]. En la práctica se niega la meta y se buscan los literales opuestos [01:13-01:28]. La coma se comporta como un operador (la conjunción) que proviene de la distribución [06:17-06:37]. El audio de este tramo es muy ruidoso e ininteligible en varios pasajes: [parte no entendida].

Implementaciones y entornos de Prolog [01:58-03:20]

Se repasan las implementaciones del lenguaje: SWI-Prolog, Visual Prolog y GNU Prolog [02:02-02:16]. Visual Prolog sirve para hacer aplicaciones visuales (ventanas, botones, componentes) [02:08-03:02]. Algunas implementaciones no traen un editor como tal: el programa se guarda en un archivo con extensión .pl y se carga con el consult [03:10-03:20]; otras se pueden compilar [03:30-03:38]. Al consultar, el entorno informa de los predicados disponibles y el programa queda listo para recibir preguntas [03:36-03:42].

Predicados, términos y los programas de ejemplo (Proposiciones y MariaGusta) [07:35-08:21, 20:00-28:00]

Con Prolog ya se pueden representar personas y cosas, no solo proposiciones abstractas [07:44-07:53]. Aparecen los predicados con términos, por ejemplo da(jaime, regalo, maria) ("Jaime le da un regalo a María") y recibe(maria, regalo) ("María recibe un regalo") [07:53-08:17]. Los hechos son los datos que forman la base y las reglas permiten deducir relaciones nuevas a partir de ellos [08:09-08:19]. Con esto se formulan preguntas con variables: ¿a quién le da un regalo María?, ¿qué le gusta a María? [20:00-20:26, 26:27-27:15]. En el programa MariaGusta se pregunta qué le gusta a María y Prolog va probando los hechos (helado, cine…) [26:09-27:15]. Se insiste en que, para demostrar, se niega la meta y se buscan las combinaciones que producen la contradicción; la máquina prueba todas las opciones posibles [27:19-28:26]. También aparece el ejemplo de recibe un beso (da(juan, un beso, alguien)) como otra relación entre términos [42:55-43:19].

Unificación: variables y constantes [20:26-22:30, 60:00-61:30]

La unificación decide qué términos se pueden igualar. Una constante se unifica con otra constante igual: la letra A con la A; números con números (4 con 4) [21:52-22:00, 60:00-60:13]. Una variable se unifica con cualquier valor, y la sustitución la liga a ese valor (X = 5, X = 4, X = a) [20:27-20:35, 60:11-60:20]. Las variables que se usan en una consulta son locales y temporales: existen durante la ejecución y desaparecen al terminar; no hay variables globales [28:28-29:02]. [parte no entendida — detalles del ejemplo de unificación paso a paso].

El problema de la Zebra [40:00-42:00]

Se presenta el clásico problema de la Zebra: hay cinco casas con nacionalidades, colores y otras características, y la pregunta es quién tiene la cebra y quién bebe agua [40:30-41:00]. Se resuelve planteando las restricciones como reglas y hechos (por ejemplo, "los noruegos viven al lado de la casa azul") y dejando que Prolog pruebe todas las combinaciones hasta encontrar la solución [40:30-41:40]. No es una fórmula matemática sino una demostración por combinaciones [41:00-41:26]. En la conferencia se indica el programa Zebra.pl.

Listas y aritmética [44:20-49:30, 60:55-61:30]

Se avanza hacia problemas más elaborados con listas y aritmética [44:42-45:05]. En aritmética, Prolog no tiene "la suma" como función: hay que definirla o usar los predicados aritméticos (por ejemplo el operador plus, plus 3 2) [46:57-47:23]. Se puede preguntar qué valor hay que sumar a 5 para obtener 8, y Prolog responde ligando la variable [47:49-47:57]. También se puede sobrecargar un predicado: el mismo nombre plus con distinto número de argumentos (plus de 3, plus de 4 argumentos) [60:55-61:15]; el dominio del problema decide cuándo una sobrecarga es válida [61:15-61:33]. El detalle del manejo de listas es ruidoso en el audio: [parte no entendida].

Base de conocimiento dinámica: assert / retract y sistemas expertos [61:45-63:50]

Prolog permite modificar la base de conocimiento en tiempo de ejecución: se pueden añadir hechos (assert) y quitar hechos (retract) [61:45-62:24]. Esto da lugar a los sistemas expertos que aprenden: si al programa le falta un conocimiento, se le puede enseñar un hecho nuevo y, a partir de ahí, responderá preguntas que antes no podía [62:12-62:54]. Ejemplo: si se descubre que a Mario le gusta algo, se guarda ese hecho y la próxima consulta lo devuelve [63:20-63:33]. En las versiones compiladas esto no es tan directo, porque el código queda fijo [62:26-62:34].

2 Puntos destacados / Lo que hay que saber

3 Actividades y tareas pendientes

4 Dudas que podrían examinar

5 Sitios o recursos para visitar

6 Glosario de términos

• Resolución: regla de inferencia para la demostración automática; con variables y constantes sigue aplicándose igual.
• Negación (de la meta): al demostrar se niega lo que se quiere probar y se busca la contradicción.
• Predicado: relación entre términos con valor de verdad (p. ej. da(jaime, regalo, maria)).
• Término: cada uno de los objetos, constantes o variables que aparecen como argumentos de un predicado.
• Hecho: cláusula sin cuerpo que forma parte de la base de conocimiento.
• Regla: cláusula que permite deducir algo a partir de hechos u otras reglas.
• Unificación: proceso de igualar términos; operación clave al aplicar la resolución.
• Sustitución: reemplazo de una variable por el término con el que se unificó (la liga).
• Constante: objeto fijo que solo se unifica con otra constante igual.
• Variable: término comodín que se unifica con cualquier valor y queda ligado; es local/temporal en la consulta.
• Lista: secuencia de términos o de listas separados por comas y delimitados por corchetes; el orden importa.
• Aritmética en Prolog: no hay "la suma" como función; se usan/definen predicados (p. ej. plus).
• plus: predicado/operador aritmético usado para sumar (p. ej. plus 3 2).
• Sobrecarga de predicados: definir el mismo nombre con distinto número de argumentos.
• Base de conocimiento dinámica: capacidad de añadir/quitar hechos en tiempo de ejecución.
• assert: añadir un hecho (o cláusula) a la base de conocimiento en ejecución.
• retract: quitar un hecho de la base de conocimiento en ejecución.
• Sistema experto: programa basado en una base de conocimiento que razona y puede "aprender" nuevos hechos.
• Problema de la Zebra: acertijo de cinco casas que se resuelve con reglas y hechos; quién tiene la cebra / quién bebe agua.

7 Mapa mental textual

• Prolog en práctica: unificación, listas, aritmética y el problema de la Zebra · Clase 11
  • Resolución y negación
    • Se aplica igual con variables y constantes
    • Negar la meta → cancelar literales opuestos → contradicción
  • Entornos
    • SWI-Prolog, Visual Prolog (visual), GNU Prolog
    • Archivos .pl · consult · compilación
  • Predicados y programas de ejemplo
    • Proposiciones (hechos y reglas)
    • MariaGusta / regalos: da(jaime, regalo, maria), recibe(maria, regalo)
    • Preguntas con variables: ¿a quién le da un regalo María? · ¿qué le gusta a María?
  • Unificación
    • Constante con constante igual · números con números
    • Variable con cualquier valor → la sustitución la liga
    • Variables locales/temporales (no globales)
  • Problema de la Zebra
    • Cinco casas · nacionalidades
    • Reglas + hechos + combinaciones
    • ¿Quién tiene la cebra? · ¿Quién bebe agua?
  • Listas y aritmética
    • Listas de términos
    • No hay "la suma" como función → definir / plus
    • Sobrecarga por número de argumentos
  • Base de conocimiento dinámica
    • assert (añadir) / retract (quitar)
    • Sistemas expertos que aprenden