Сараптау жуйелері

Пролог барлық белгілі операциялық жүйелер мен платформаларда жүзеге асыруға қолайлы. Операциялық жүйелердің қатарына мэйнфреймдерге арналған OS, ұшқыр платформаларға арналған Unix, Windows, OS жатады. Көптеген тілдік жүзеге асырулар ішкі ООП-архитектура есебінен кеңейеді. Проприетарлық шешімдер есебінен бос жүзеге асырулар болады.    Прологты ең алдымен икемділігінің жоқтығынан сынап жатады, сондықтан қарапайым бағдарламалау тілдеріндегі шешімдер (C++, Java типті) деректер қорымен қоса Пролог тіліндегі ұқсас шешімдермен салыстырғанда одан гөрі технологиялылық тұрпатқа ие болады. Икемсіздік тілді үйрену қиындығына байланысты, Пролог тілінде бағдарламалау үшін маманға жоғары талаптар қойылады, бағдарламаны реттеу қиындықтары өз алдына, бағдарламалау технологиясы дұрыс жетілмеген, аралық нәтижелерді бақылау қиынға соғады. Пролог тілінің даму тарихындағы басты кезең деп мынаны айтуға болады: 1970-ші жылдары пайда болған бағдарламалау тілі ретіндегі логиканы пайдалану идеясы іске асты, жалпы бұл тілдің атауы "programming in logic" сөздерінің (логика терминдеріндегі бағдарламалау) қысқартылған түрі болып табылады. Бұл идеяны алғашқы жасақтаушылар –Эдинбургтық Роберт Ковальски (Robert Kowalski) (теориялық негіздемелер), Эдинбургтық Маартен ван Эмден (Maarten van Emden) (эксперименттік көрсетілім жүйесі) және марсельдік Ален Колмероэ (Alain Colmerauer) (жүзеге асыру). Пролог тілінің танымал болуына көбінесе 1970-ші жылдары Эдинбургтық Дэвид Д. Г. Уорреннің (David D.H. Warren) дамытуы себеп болды. Бұл саладағы жаңаша жетістіктер қатарына шектеулер логикасы негізінде бағдарламалау құралдары (Constraint Logic Programming — CLP) жатады, олар әдетте Prolog жүйесінің құрамында іске асырылады. CLP құралдары іс жүзінде кестелер құру мен материалдық-техникалық қамту міндеттерін шешуде икемді құрал екендіктерін көрсетті. Ал 1996 жылы Пролог тілінің ресми ISO стандарты жарық көрді.

 

2.2  Пролог тіліндегі программалау жүйесі

Пролог тіліндегі  негізгі ұғымдарға логикалық  тұжырым мен шешім қабылдау амалдарын, білім қорын сипаттаушы деректер, логикалық тұжырымдар мен сұраныстар жатады.

Turbo-Prolog –бірінші  қатарлы предикаттар логикасының  көпшілігі болып табылатын Хорн  дизъюнкттарының математикалық-логикалық  предикаттары тіліне негізделген  логикалық бағдарламалау тілі мен жүйесі.

Пролог тілі- интегралдық жүйелердің өнімі негізінде білімдерінің көрсету әдістерін бейнелейді. Пролог тілінде жүзеге асырылатын идеялар болашақта өндірістік  интеллектуалдық ақпараттық жүйелерде қолдану мүмкіндіктерін береді. Прологта орындалатын негізгі операциялардың бірі- бұл салыстыру операциясы болып табылады. Салыстыру операциясы сәтті аяқталуы да, сәтсіз аяқталуы да мүмкін. Пролог программасы деклоративті тіл, логикалық қарым- қатынасты хабарлай отырып, есептің шешімін шығаратын программа. Прологта нақтыланған обьектілермен қарым- қатынасты және логикалық предикаттардың мінездемесі беріледі.

Пролог программасында факт, енгізу ережесі, мақсат типтері  қолданылады. Прологтың осы айтылған күйі есепті шешіп, программаны қарап, анализдеп, іздеу фактілерін іске асырады.

Прологтағы  мәліметтер қоры дегеніміз- бұл фактілер жиынтығы. Жұмыс жасап жатқан кезде мәліметтер қорына жаңа фактілер енгізуге, жоюға және ескілерін өзгертуге болады.

Пролог тіліндегі  негізгі ұғымдарға логикалық  тұжырым мен шешім қабылдау амалдарын, білім қорын сипаттаушы деректер, логикалық тұжырымдар мен сұраныстар жатады.

Пролог тіліндегі  деректер нақты мәндері бар логикалық предикаттармен сипатталады. Пролог тіліндегі ережелер логикалық тұжырымдар мен логикалық шарттар түріндегі ережелер түрінде бейнеленеді.

Пролог тіліндегі  түсіндіруші ретінде білім қорындағы  нақты сұраныстар болып табылады, оларға логикалық бағдарламалау  жүйесі «шынайы» немесе «жалған» деп  жауап береді.

 Пролог жүйесінің  айнымалылары бар жалпыланған  сұраныстары үшін жалпыланған мәліметтер мен ережелердің шынайылығынің нақты мәліметтерін шығарады.

 Пролог программасының жұмысшы аймағындағы ең негізгі бөлімдері:

1. Тақырып жолы.

2. Бас меню

1. File – файлды өңдеу

2) Edit- мәтінді  өңдеу

3)Run – программаны  орындауға жіберу

4)Compile - трансляциялау

5) Options -опциялар

6)Setup – программаны  қалыпқа келтіру (настройка)

3.Message – хабарлама  шығару

4. Trace - трассировка

         5. Кейбір функционалдық пернелердің қызметі

 Пролог тіліндегі  білім қорының деректері нақты деректерді білдіреді. Пролог тіліндегі жалпыланған мәліметтер мен білімдер нақты мәліметтерді шығару ережелері негізінде беріледі.

 Тілдің даму тарихы 1970-ші жылдардан бастау алады .  Жарияланым бағдарламалау тілі бола отырып, Пролог бағдарлама ретінде білім қорының сипаттамасын қабылдап, өзі логикалық тұжырым жасайды,  бэктрекинг (ағыл. backtracking) және унификация тетіктері арқылы өзі міндеттің шешімдерін іздестіреді.

Prolog бірнеше  типті болатын мәліметтердің  бір типін пайдаланады: 

• атом дегеніміз қарапайым нысан. Turbo-Prolog тіліндегі атом төменгі және жоғарғы регистр әріптерінің, цифрлары мен астын сызу  символдарының ‘_’ тізбегі болып табылады, олар жол әрпінен басталады. Сонымен қатар апострофтарға алынған кез-келген символдар жиынтығы да атом бола алады. Соңында арнайы символдар + - * = < > : & комбинациясы да атомдар болып саналады;
• Prolog тіліндегі сандар бүтін (Integer) немесе заттық (Float) болып саналады;
• Айнымалы дегеніміз бас әріптен немесе астын сызу символынан басталатын символдар, цифрлар мен астын сызу  символдарының тізбегі;
• құрамды термдер (функциялар) функция атауы (сандық емес атом) мен дәйектер тізімінен (Prologтермдері, яғни атомдар, сандар, айнымалылар, басқа құрамды термдер) тұрады, олар дөңгелек жақшаларға алынып, үтірлермен ажыратылады. Құрамды термдер топтары Prolog фразаларын құруға пайдаланылады. Аралық символды функтор (функция атауы) мен ашылатын дөңгелек жақша арасына қойылмайды. Басқа позицияларда аралықтар оқылатын бағдарламалар үшін пайдалы болуы мүмкін.

Дерек –бұл нақты қатынас сақталатыны туралы тұжырым. Ол сөзсіз шынайы болады.

Prolog тіліндегі арифметикалық мәндер кіріктірілген функциялар қатары болып табылады.

Символдар тізімі жолдар түрінде беріледі, мысалы «жас»  құрамды термінің бірінші дәйегі (‘Борис’,10) –жол. Жол жазылғанда тырнақшаларға алынады.

Пролог жасанды  интеллектке қатысты әртүрлі  қосымшаларда қолданылуы мүмкін: табиғи тілде ЭЕМ-мен тілдесу, символдық  есептеулер, компиляторларды жазу, деректер қорын, сараптамалық жүйелерді  құру, т.б.  Пролог автордан жағдайды қалыпты сипаттауды талап ететін жарияланымды тілдерге жатады. Сондықтан Пролог тіліндегі бағдарлама дәстүрлі болып табылмайды, өйткені  if … then, while … do сияқты басқарушылық құрылымдары жоқ, тіпті иемдену операторы да болмайды. Прологта басқа тетіктер жұмыс істейді. Міндет ережелер мен деректер түрінде сипатталып, шешім іздеуді Пролог логикалық тұжырым кіріктірілген тетігі арқылы өз мойнына алады. Прологтың ықтимал синтаксистік құрылымдарының саны көп емес, бұл жағынан бұл тіл үйренуге өте жеңіл. Деректер арасындағы үтірлер логикалық және конъюнкция операциялары болып табылады, деректі предикат, дәйек түрінде жазуға болады, оның дәйектері символдық және сандық константалар болып табылады.

Жалпы алғанда  предикат –бұл бір немесе бірнеше дәйектердің логикалық функциясы, яғни екі мәннің (шын немесе жалған) көпшілігі.  Prolog  предикаты құрамды терм түрінде жазылады:

Предикат атауы (дәйектер).

Prolog тіліндегі  деректер қоры– бұл деректер  жиынтығы. Жұмыс барысында деректер  қорына жаңа деректерді қосып, ескілерін жаңартып, жойып отыруға болады.

Сұраныс –бұл үтірлермен ажыратылған, нүктемен аяқталатын  предикаттар тізбегі. Сұраныстар көмегімен  деректер қорынан қай тұжырымдардың  шынайы екенін сұрап білуге болады. Сұраныс предикаты мақсат деп аталады.

Бағдарлама  деректерінен басқа Prolog тілінде қосымша  мәліметтер де болады. Ереже жаңа  предикатты бұрыннан белгілі мәліметтер арқылы енгізеді.

Ереже бас (предикат) пен денеден (үтірлермен ажыратылған предикаттар тізбегі). Басы мен денесі ‘:–’ белгісімен бөлінеді, Prolog әр фразасына сәйкес ереже нүктемен аяқталады.

‘:–’ белгісі жебесызықтың сызба түрі (<-) оң жақтағы ережеден сол жақ барып шығатынын көрсетеді. Бұл белгі «егер» деген мағынаны білдіреді. Ереженің мәнісі сол –егер Prolog денедегі барлық ережелердің шынайы екенін дәлелдей алса, басы болып табылатын мақсат шынайы болады.

Пролог —бұл әмбебап мақсаттағы бағдарламалау  тілі. Ол әртүрлі типті қолданбалы жүйелерді, мысалы, сараптамалық жүйелерді, реляциялық ДҚБЖ, табиғи тілдерді өңдеу жүйелері,  интерпретаторлар мен компиляторларды жасақтауда қолданылады. Пролог- бағдарлама ережелер мен деректерден тұрады. Міндетті шешу осы ережелер мен деректерді түсіндіруден тұрады.Прологтың басқа дәстүрлі  бағдарламалау тілдерінен еш айырмашылығы жоқ деуге болады. Басқа тілде жазылған бағдарлама сияқты, Пролог- бағдарлама жекеклеген міндеттерді шешуде қолданылады.

Пролог бағдарламалау  тілі жасанды интеллект зерттеулерінде символдық өңдеулерде қолданылатын маңызды тілдердің бірі болып  табылады. Ол жасанды интеллект әдістерін оқытудың, осы саладағы зерттеулер мен практикалық қолданудың негізін құрайды. Жасанды интеллект міндеттері табиғатына қарай рекурсивті. Турбо-Пролог жақсы құрылымданған, анық және бағдарламалық жобаларды құруға мүмкіндік береді. Модульдік бағдарламалау қағидаттарын ұстана отырып, ол күрделі бағдарламаларды блоктарға  (модульдерге) бөлуге мүмкіндік береді, оларды жазуға, компиляциялауға, реттеуге, бөлек сақтауға, содан кейін бір бағдарлама етіп жасақтауға болады.

 

2.3 Маршурттардың жүру бағытына сараптама жасау. 

Прологты іске қосу үшін   Prolog.exe файлын ашып, Enter пернесін басу керек. Экранға Пролог программасының жұмысшы аймағы шығады. Ол тақырып жолы және бас менюден  тұрады. Бас меню: File – файлды өңдеу,  Edit- мәтінді өңдеу, Run – программаны орындауға жіберу, Compile – трансляциялау, Options –опциялар, Setup – программаны қалыпқа келтіру (настройка) бөліктерінен тұрады.

  Программадан  шығу үшін Alt+X пернелерін басу  керек. 

Бас меню қатарында  бір опциядан келесі опцияға көші үшін ESC пернесін басып, ¬ және ® пернелері пайдаланылады. Программаны жазу үшін әуелі File қатарынан New File пунктін таңдаймыз.

Prolog-тағы программада  CONSTANTS <тұрақтыларды хабарлау> , DOMAINS < объектілерді хабарлау> , DATABASE  <мәліметтер қорының параметрлерін хабарлау>,  PREDICATES <предикаттарды сипаттау>, CLAUSES <логикалық сөйлемдерге арналған бөлім> , GOAL <мақсатты сипаттау> бөлімдерінен құралған.

Программаны жазу үшін әуелі File қатарынан New File пунктін  таңдаймыз.Edit қатарында енгізуге тиісті мысалды енгіземіз.(3-сурет)

 

3-сурет.Өнімдердің Edit бөліміндегі бейнесі

Программаны орындауға  жібергеннен кейін сұхбаттық  терезеде жүйе goal

сұранысын шығарды,сұраныстарды енгіземіз.(4,5,6 суреттер)

4-сурет.Сұранысқа жібергендегі бейнесі.

5-сурет. Сұранысқа жібергендегі бейнесі

6-сурет. Сұранысқа жібергендегі бейнесі

     Пролог сұранысқа талдау жасады және Yes (Иә) деп жауап береді

7-сурет. Сұранысқа жібергендегі бейнесі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

Сараптамалық жүйе-бұл компьютер үшін бағдарлама, ол мәселені шешу мақсатымен белгілі бір пәндік аймақтағы білімдермен операциялайды.

Сараптамалық жүйелер-зерделі есептеуіш жүйе, оған кейбір пән саласындағы тәжірибелі мамандардың эксперттік шешемдері жатады. Эксперттік жүйе нақты міндеттерді жақсы шешетін және білімнің кәсіби тәжірибесін жинақтап жүйелеуге және сақтауға мүмкіндік береді. Жалпы зерттеудің мақсаты бойынша эксперт адам үшін қиын тапсырмаларды шешу кезінде эксперттен алынған шешімдердің тиімділігімен сапасы бойынша орын бермейтін нәтижелер алатын программаларды өңдеу болып табылады. Бұдан шыққан қорытынды, эксперттік жүйе-бұл компьютер үшін бағдарлама, ол мәселені шешу мақсатымен белгілі бір пәндік аймақтағы білімдермен операциялайды. 

Сараптамалық  жүйелер кеңестер береді, талдау жасайды, жіктемелер құрып, диагноз қояды. Сараптамалық жүйелерді кәсіпорындарда  іс жүзінде қолдану жұмыс тиімділігін және мамандардың біліктілігін арттыруға септігін тигізеді.

 Сараптамалық жүйелердің басты артықшылығы білімді ұзақ уақыт бойы сақтап, оларды жинақтап қою болып табылады. Адаммен салыстырғанда сараптамалық жүйелер кез-келген ақпаратты әділ қарастырып, жүргізілетін сараптаманың сапалы болатынына еш күмән келтірмейді. Көп көлемді білімді өңдеуді қажет ететін міндеттерді шешу барысында қате кету мүмкіндігіне мүлдем жол берілмейді деуге болады.

Бұл курстық  жұмыстың тақырыбы «Маршурттардың жүру бағытына сараптама жасау» болғандықтан Prolog программасында   PREDICATES <предикаттарды сипаттау>  бөлімінің таңдалынуы арқылы бағдарлама құрылады. Құрылған бағдарламаның нәтижесін алу үшін,экранда сұранысты енгізуге арналған шақыруды, Run қатарын таңдау арқылы шығарамыз. Пролог сұранысқа талдау жасайды және бекітім ақиқат болған жағдайда  сұраққа жауап  береді, және керісінше жағдайда  немесе жауап табылмаған жағдайда No (жоқ) деп жауап береді.  

Қалыптандырылған  сараптамалық жүйе ағымдық үлгерімді  талдау негізінде сессия нәтижелерін  болжамдау міндеттерін шешудің  көрнекі мысалы болып табылады. Сондықтан  сәйкес үлгілерді құру, математикалық  модельдер мен нақты өмір параметрлері арасындағы сәйкестікті анықтауға мүмкіндік беретін әдістер мен  алгоритмдерді құру өзекті ғылыми-қолданбалы міндет болып саналады.

Сараптамалық  жүйелердің сапасы білім қорының  көлеміне және сапасына (ережелер немесе эвристикалар) қарай анықталады. Жүйенің қызмет ету циклы мынадай: мәліметтерді немесе талдау нәтижелерін таңдау (сұраныс) → бақылаулар → нәтижелерді түсіндіру → жаңа ақпаратты игеру → ережелер көмегімен уақытша болжам құру → келесі мәліметтер мен талдау нәтижелері легін таңдау

 Қазіргі  заманда ақпараттық технологиялардың  дамуына байланысты инженерлік-технологиялық  салалар мамандандырылуда.