Tài liệu Lập trình trí tuệ nhân tạo Prolog pptx

BK
TP.HCM
BK
TP.HCM

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

THỰC HÀNH NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH
TPHCM, Tháng 12 – 2005
i
Mục lục

PHẦN I. PROLOG _______________________________________________________ 1
Chương I.

Vị từ (predicate) - Tư duy lập trình và định nghĩa vấn đề trên Prolog ______ 2

Chương II.

Các clause, cách giải thích các vấn đề trên Prolog _______________________ 5

Chương III.

Môi trường lập trình B-Prolog _______________________________________ 7

III.1

Giới thiệu sơ nét về B-Prolog ____________________________________________________ 7

III.2

Cài đặt và làm việc với B-Prolog__________________________________________________ 7

III.3

Gỡ rối chương trình (debugging)__________________________________________________ 8

III.4

Các thuật ngữ cơ bản trong B-Prolog ______________________________________________ 9

III.5

Các kiểu dữ liệu và các vị từ xây dựng sẵn (built-in) cơ bản trong B-Prolog _______________ 10

Chương IV.

Thực thi chương trình. - Đặt câu hỏi và nhận câu trả lời_________________ 12

Chương V.

IV. Phép hợp nhất - Cơ chế tìm câu trả lời của Prolog. __________________ 15

V.1

Phép hợp nhất _______________________________________________________________ 15

V.2

Cơ chế tìm câu trả lời của Prolog ________________________________________________ 16

Chương VI.

Sự quay lui - Khống chế số lượng lời giải -Vị từ nhát cắt và fail___________ 19

VI.1

Sự quay lui (back-tracing) trên Prolog_____________________________________________ 19

VI.2

Khống chế số lượng lời giải_____________________________________________________ 20

Chương VII.

Lập trình đệ quy với Prolog ______________________________________ 22

Chương VIII.

Danh sách trên Prolog ___________________________________________ 24

VIII.1

Cấu trúc của danh sách _____________________________________________________ 24

Chương IX.

Lập trình đệ quy với danh sách trên Prolog ___________________________ 26

Chương X.

Danh sách hai chiều _______________________________________________ 29

PHẦN II. LISP ________________________________________________________ 30
Chương I.

Giới thiệu ________________________________________________________ 31

I.1

Lịch sử phát triển _______________________________________________________________ 31

I.2

Đặc điểm của gcLisp ____________________________________________________________ 31

1.

Các đặc điểm của ngôn ngữ_____________________________________________________ 31

2.

Kiểu dữ liệu _________________________________________________________________ 32

Chương II.

Lập trình với gcLisp _______________________________________________ 33

II.1

Các khái niệm cơ bản _________________________________________________________ 33

1.

Bắt đầu với LISP _____________________________________________________________ 33

2.

Hàm và dữ liệu trong LISP _____________________________________________________ 34

3.

Đánh giá____________________________________________________________________ 34

II.2

Các hàm xử lý trên danh sách ___________________________________________________ 34

1.

FIRST và REST – CAR và CDR_________________________________________________ 34

2.

CONS, APPEND, LIST________________________________________________________ 35

ii
3.

NTHCDR, BUTLAST và LAST _________________________________________________ 36

4.

LENGTH và REVERSE _______________________________________________________ 37

II.3

Thao tác trên Integer, Ratio, Floating-Point Numbers, ... ______________________________ 37

II.4

Lập trình hướng dữ liệu________________________________________________________ 38

1.

ASSOC ____________________________________________________________________ 38

2.

ACONS ____________________________________________________________________ 38

Chương III.

Hàm và Biến cục bộ _______________________________________________ 40

III.1

Định nghĩa hàm – Chương trình đệ quy trong Lisp___________________________________ 40

III.2

Biến cục bộ _________________________________________________________________ 41

1.

LET _______________________________________________________________________ 41

2.

LET* ______________________________________________________________________ 42

Chương IV.

Các vị từ và biểu thức điều kiện _____________________________________ 43

IV.1

Vị từ_______________________________________________________________________ 43

IV.2

Các phép so sánh: EQUAL, EQ, EQL và =_________________________________________ 43

IV.3

Vị từ MEMBER______________________________________________________________ 44

IV.4

Vị từ NULL và ENDP_________________________________________________________ 45

IV.5

Các vị từ xác định kiểu dữ liệu __________________________________________________ 45

IV.6

Các vị từ trên số______________________________________________________________ 47

IV.7

Các toán tử logic _____________________________________________________________ 48

1.

AND ______________________________________________________________________ 48

2.

OR ________________________________________________________________________ 49

3.

NOT_______________________________________________________________________ 49

IV.8

Các dạng điều kiện ___________________________________________________________ 50

1.

IF, WHEN và UNLESS________________________________________________________ 50

2.

COND _____________________________________________________________________ 51

3.

CASE______________________________________________________________________ 51

Chương V.

Trừu tượng hóa dữ liệu ____________________________________________ 53

V.1

Các trường của một ký hiệu_____________________________________________________ 53

V.2

Doublets____________________________________________________________________ 53

1.

Doublets____________________________________________________________________ 53

2.

Pointed pair _________________________________________________________________ 54

3.

Ký hiệu pointed pair __________________________________________________________ 54

4.

Doublets trong LISP __________________________________________________________ 54

V.3

Lời gọi hàm tính toán _________________________________________________________ 55

1.

Apply______________________________________________________________________ 55

2.

Funcall_____________________________________________________________________ 55

V.4

Hàm vô danh ________________________________________________________________ 56

1.

Lambda expression ___________________________________________________________ 56

2.

Hàm vô danh và biến cục bộ ____________________________________________________ 56

Chương VI.

Lặp trên số và trên danh sách _______________________________________ 57

VI.1

Các cấu trúc lặp ______________________________________________________________ 57

1.

DOTIMES __________________________________________________________________ 57

iii
2.

DOLIST Hỗ trợ lặp trên danh sách _______________________________________________ 57

3.

DO tổng quát hơn DOLIST và DOTIMES _________________________________________ 59

VI.2

Các dạng đặc biệt_____________________________________________________________ 59

1.

progn ______________________________________________________________________ 59

2.

prog1 ______________________________________________________________________ 59

Chương VII.

Các thao tác với tập tin __________________________________________ 61

VII.1

Lưu lại tập tin chương trình và dữ liệu ____________________________________________ 61

VII.2

Biên dịch tập tin______________________________________________________________ 61

VII.3

Debugging __________________________________________________________________ 61

Chương VIII.

Cài đặt và sử dụng gcLisp ________________________________________ 63

VIII.1

Cài đặt___________________________________________________________________ 63

VIII.2

Startup Gclisp _____________________________________________________________ 63

VIII.3

Phím nóng________________________________________________________________ 63

VIII.4

Dòng lệnh ________________________________________________________________ 64

VIII.5

Lệnh tiền tố (Prefix command)________________________________________________ 64

VIII.6

Cửa sổ soạn thảo GMAC ____________________________________________________ 64

VIII.7

Load file vào gclisp_________________________________________________________ 64

PHẦN III. SMALLTALK_________________________________________________ 66
Chương I.

LÝ THUYẾT VỀ OOP VÀ NGÔN NGỮ SMALLTALK ________________ 67

I.1

Lập trình hướng đối tượng (Object Oriented Programming) với Smalltalk ___________________ 67

1.

Đối tượng (Object) - Các thành phần (member) của đối tượng: Các thuộc tính (properties) và các
phương thức (methods) - Sự bao đóng (encapsulation). ____________________________________ 67

2.

Khái niệm class - Mối quan hệ giữa object và class - Khái niệm instance. _________________ 67

3.

Phương thức - Thông điệp (message) - Đối tượng nhận thông điệp (receiver). Đối số của thông
điệp (argument)___________________________________________________________________ 68

4.

Các loại thông điệp: unary, binary và keyword. Độ ưu tiên giữa các thông điệp.____________ 69

5.

Câu lệnh (statement) - kịch bản (script)____________________________________________ 70

6.

Che giấu thông tin (hiding information) ___________________________________________ 71

7.

Sự thừa kế (inheritance) - Che phủ (override) - Sự dẩn xuất (derivation) - Mối quan hệ giữa các
đối tượng: cây các lớp. _____________________________________________________________ 71

8.

Tính đa hình (polymorphism) - Sự ràng buộc muộn (late - binding)______________________ 72

I.2

Ngôn ngữ Smalltalk _____________________________________________________________ 72

1.

Object trên Smalltalk. Thuộc tính thường và thuộc tính indexed. Các thành phần cho đối tượng và
thành phần cho lớp ________________________________________________________________ 72

2.

Các literal - object: Integer, Float, Character, Boolean, Array, String, Context _____________ 73

3.

Khai báo biến - Ràng buộc về kiểu trên ngôn ngữ Smalltalk - Phát biểu gán - Phát biểu trả về _74

4.

Định nghĩa một object mới. Các phương thức new và new: ____________________________ 75

5.

Định nghĩa một class mới và phương thức mới - Sự biên dịch offline và online một phương thức
76

6.

Bên trong phương thức - Các từ khóa self và super___________________________________ 76

7.

Các phương thức primitive _____________________________________________________ 78

8.

Khái niệm về MetaClass - Sử dụng MetaClass - Lập trình OOP động (dynamic) với Smalltalk 78

iv
9.

Các lớp đặc biệt: Compiler, Window, ViewManager, Prompter... _______________________ 79

I.3

Một số kỹ thuật lập trình căn bản trên Smalltalk _______________________________________ 79

1.

Sự mô phỏng các cấu trúc điều khiển._____________________________________________ 79

2.

Thao tác trên tập hợp (collection). Một số kỹ thuật xử lý trên tập hợp.____________________ 80

Chương II.

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VWIN VERSION 2.0 _______________________ 83

II.1

Hướng dẫn sử dụng chương trình VWIN: __________________________________________ 83

1.

Thao tác trên hệ thống lớp______________________________________________________ 83

2.

Lập trình ___________________________________________________________________ 85

3.

Load và Save file. ____________________________________________________________ 88

4.

Gỡ rối______________________________________________________________________ 88

II.2

Giới thiệu về một số lớp có sẳn của VWIN_________________________________________ 90

1.

Lớp Object__________________________________________________________________ 90

2.

Lớp Magnitude ______________________________________________________________ 91

3.

Lớp Number, Integer, Float, Character ____________________________________________ 91

4.

Lớp IndexedCollection:________________________________________________________ 91

5.

Lớp Context: ________________________________________________________________ 94

Chương III.

MỘT SỐ KỸ THUẬT LẬP TRÌNH CĂN BẢN VỚI LỚP COLLECTION
TRÊN SMALLTALK - VÍ DỤ VÀ BÀI TẬP _______________________________________ 96

III.1

Sử dụng phương thức do: ______________________________________________________ 96

1.

Ví dụ:______________________________________________________________________ 96

2.

Bài tập đề nghị: ______________________________________________________________ 96

III.2

Sử dụng phương thức select: hoặc reject: __________________________________________ 97

1.

Ví dụ:______________________________________________________________________ 97

2.

Bài tập đề nghị_______________________________________________________________ 97

III.3

Sử dụng phương thức collect: ___________________________________________________ 97

1.

Ví dụ:______________________________________________________________________ 97

2.

Bài tập đề nghị: ______________________________________________________________ 98

III.4

Bài tập tổng hợp: _____________________________________________________________ 98

1.

Ví dụ:______________________________________________________________________ 98

2.

Bài tập đề nghị_______________________________________________________________ 98

PHẦN I. PROLOG














Hướng dẫn sử dụng BProlog
2
Chương I. Vị từ (predicate) - Tư duy lập trình và định
nghĩa vấn đề trên Prolog

Đối với Prolog, một chương trình có thể hiểu như là các tri thức được người lập trình cung
cấp cho hệ thống Prolog. Nhờ vào các kiến thức được cung cấp, hệ thống có thể trả lời được
các câu hỏi được đặt ra, và câu trả lời có thể đạt được nhờ cơ chế suy luận của hệ thống dựa
trên những kiến thức được cung cấp ban đầu.
Đơn vị
kiến thức mà người lập trình cung cấp cho Prolog gọi là các vị từ (predicate). Các
vị từ dùng để biểu diễn các khái niệm mà người lập trình muốn hệ thống dùng để suy luận để
đạt được các kiến thức khác mà mình mong muốn.
Về mặt kỹ thuật, các predicate có thể được xem như các hàm, nhưng giá trị trả về chỉ có
thể là các giá trị luận lý - đúng hoặc sai. Và giá trị trả về này chỉ có thể

sử dụng để suy luận,
Prolog không có cơ thế chồng chất hàm như các ngôn ngữ thủ tục khác, chính điều này sẽ
làm những người quen với việc lập trình thủ tục gặp khó khăn khi bước đầu lập trình với
Prolog.
Công việc đầu tiên khi lập trình trên Prolog là định nghĩa các vị từ - các khái niệm mà
mình cần cung cấp cho chương trình.
Xét các ví dụ sau:
VD1:
Dữ kiện ban đầu: Mọi người đều ph
ải chết. Socrates là người.
Yêu cầu: Chúng ta muốn hệ thống phải có khả năng suy luận và trả lời được các vấn đề
liên quan đến các khái niệm trên: ai là người, ai không là người, ai phải chết, ai không phải
chết. Ở đây chúng ta có một sự suy luận thông minh đặc trưng cho sức mạnh của Prolog: hệ
thống sẽ tự động suy luận rằng Socrates phải chết (điều không được cung cấp ban đầu).
Để
biểu diễn các vấn đề trên bằng ngôn ngữ Prolog, chúng ta cần phải xác định cần phải
biểu diễn những khái niệm gì.
Trong vấn đề này chúng ta có hai khái niệm cần biểu diễn: một thực thể nào đó có thể là
người (hoặc không), và một thực thể nào đó có thể chết.
Như vậy chúng ta biểu diễn vấn đề đầu tiên bằng ngôn ngữ Prolog như sau:
nguoi(symbol)
Symbol là một kiểu dữ li
ệu đặc biệt của Prolog, dùng để biểu diễn cho một thực thể, một
khái niệm tổng quát.
Như vậy chúng ta vừa định nghĩa một khái niệm: một symbol nào đó có thể là người, một
symbol nào khác thì không.
Hiểu như một sự định nghĩa hàm, chúng ta có thể xem như định nghĩa một hàm mang tên
nguoi, hàm này có thông số một biến thuộc kiểu dữ liệu symbol, và kết quả của hàm này,
Hướng dẫn sử dụng BProlog
3

không cần phải khai báo thuộc về kiểu gì, vì chỉ có thể thuộc kiểu boolean, chỉ có thể đúng
hoặc sai. Nhiệm vụ của Prolog là phải trả lời được với giá trị symbol nhập vào, thì hàm này
cho ra kết quả đúng hoặc sai, tức symbol ấy có phải là người hay không. Prolog chỉ có thể
làm được điều này nếu như nếu như chúng ta cung cấp cho hệ thống một cơ chế suy luận
đúng đắ
n, tức là giải thích được cho Prolog hiểu như thế nào là người?
Tương tự như vậy, chúng ta định nghĩa về vấn đề một thực thể nào đó phải chết bằng vị từ
sau
chet(symbol)
Như vậy với bài toán đã nêu, chúng ta sẽ đặt ra hai vị từ
nguoi(symbol)
chet(symbol)
VD2:
Yêu cầu: tính giá trị giai thừa của một số nguyên bất kỳ.
Bài toán trên không cho biết dữ kiện ban đầu. Chúng ta phả
i cung cấp các dữ kiện ban
đầu, để Prolog có thể dựa vào đó để suy luận, để từ đó hệ thống có thể giải quyết được yêu
cầu của chúng ta. Việc cung cấp dữ kiện ban đầu cho hệ thống là rất quan trọng quyết định
vấn đề giải quyết yêu cầu của chúng ta.
Một trong những cách giải quyết có thể được lựa chọn là chúng ta sẽ cho hệ thố
ng biết giá
trị giai thừa của toàn bộ số nguyên: giai thừa của 0 là 1, giai thừa của 1 là 1, giai thừa của 2 là
2, giai thừa của 3 là 6, giai thừa của 4 là 24… Dễ dàng nhận thấy rằng cách này là không khả
thi, và trong thực tế, con người cũng không tiếp thu tri thức theo cách này.
Chúng ta có thể cung cấp dữ kiện cho hệ thống theo cách khác: giai thừa của một số là
tích các số từ 1 đến số đó.
Như vậy với cách giải quy
ết này, chúng ta có hai khái niệm cần phải cung cấp: giai thừa
của một số là gì, và tích của các số nguyên tính từ 1 đến một số là gì?
Cách đặt vấn đề này có thể giải quyết được bài toán, tuy nhiên chúng ta có thể đặt vấn đề

theo một cách khác đơn giản, và hợp với tinh thần của Prolog hơn: giai thừa của 0 là 1, và giai
thừa của một số lớn hơn 0 là giai thừa của số liền trước nó nhân với chính nó.
V
ới cách đặt vấn đề này, chúng ta chỉ có một khái niệm phải biểu diễn: giai thừa của một
số là gì? (thật ra chúng ta còn một số khái niệm phải đưa ra: một số đứng trước một số là gì,
nhân hai số nghĩa là gì, tuy nhiên Prolog đã cung cấp các toán tử để giải quyết vấn đề này.
Hiểu theo một nghĩa nào đó, các vấn đề trên là các tiên đề, không cần phải giải thích với hệ
thố
ng.)
Nếu quen với ngôn ngữ lập trình thủ tục, chúng ta có khuynh hướng diễn tả khái niệm giai
thừa như sau:
giaithua(integer)
Ở đây cách đặt vấn đề như vậy là không thích hợp với ngôn ngữ Prolog, vì
Hướng dẫn sử dụng BProlog
4
. Một vị từ chỉ có thể trả lời là đúng hoặc sai, trong khi chúng ta đang mong muốn kết
quả trả về theo cách khai báo này một số
. Ngôn ngữ Prolog không có sự chồng chất hàm, nghĩa là kết quả của hàm (vị từ)
không thể dùng như một thông số cho một vị từ khác, trong khi chúng ta đang định dùng kết
quả của hàm này để tính tiếp giá trị cho một hàm khác.(Chúng ta định dùng hàm này để tính
giai thừa của n -1 , rồ
i nhân tiếp cho n để ra kết quả cuối cùng).
Vị từ thích hợp sẽ như sau:
giaithua(integer,integer)
Điều này, hiểu theo ngôn ngữ thủ tục, nghĩa là chúng ta khai báo một hàm có thông số là
hai số nguyên, và kết quả trả về sẽ là đúng hoặc sai.
Điều chúng ta muốn diễn tả có nghĩa là: giai thừa của một số nguyên (integer) sẽ là một
số nguyên khác.
Nếu chúng ta giải thích được cho Prolog hiểu giai thừa của mộ
t số nguyên sẽ được tính

như thế nào, hệ thống sẽ có khả năng trả lời cho cả câu hỏi thuận (giai thừa của một số
nguyên là gì), câu hỏi nghịch (số nguyên nào có giai thừa bằng số nguyên này), và nghi vấn
(giai thừa của một số nguyên X có phải là số nguyên Y hay không). Tuy nhiên mục đích của
chúng ta chỉ cung cấp các dữ kiện để hệ thống có thể trả lời câu hỏi thuận (và có thể tr
ả lời
thêm câu hỏi nghi vấn) mà thôi.

Tóm tắt:
. Lập trình trên Prolog là cung cấp cho hệ thống các khái niệm và diễn giải các khái niệm đó.
. Các khái niệm được cung cấp qua các vị từ.
. Các vị từ có thể xem như các hàm như chỉ trả về giá trị đúng hoặc sai.
. Việc hệ thống có thể trả lời được những câu hỏi nào liên quan đến khái niệm đã cung cấp
phụ thuộc vào việc chúng ta diễ
n giải các khái niệm trên cho hệ thống
Hướng dẫn sử dụng BProlog
5
Chương II. Các clause, cách giải thích các vấn đề trên
Prolog

Sau khi đã cung cấp cho hệ thống các khái niệm cần thiết, chúng ta cần phải giải thích các
khái niệm mình đã cung cấp, Prolog sẽ dùng các lời giải thích này để thực hiện việc suy luận
và trả lời câu hỏi của chúng ta.
Các lời giải thích này được gọi là các mệnh đề (clauses). Có hai dạng mệnh đề: sự kiện
(fact), và luật ( rule)
Các sự kiện là những điều mà chúng ta công nhận là đúng. Luật là những quy tắc mà
chúng ta xác định điều kiện đúng cho chúng.
VD3: hãy viết phần clause cho vị từ nguoi đã định nghĩa trong VD1
Dữ kiện ban đầu chỉ cung cấp cho chúng ta một vấn đề liên quan đến người: Socrates là
người. Theo như cách tư duy trong không gian của bài toán, chỉ có một con người duy nhất:
Socrates. Không ai khác là người.

Như vậy chúng ta sẽ viết phần clause cho vị từ này như sau:
nguoi(socrates).
Chúng ta vừa viết một sự kiện: socrates là người là điề
u chắc chắn đúng. Bất kỳ symbol
nào có tên là socrates là người là chắc chắn đúng, không cần phải có một điều kiện ràng buộc
nào kèm theo.
Lưu ý:
i/ Có hai cách viết dạng hằng (literal) cho symbol trên Prolog:
Một danh hiệu mở đầu bằng ký tự thường (socrates, sOCRATES…)
Một chuỗi ký hiệu đặt trong cặp ký hiệu ‘’ (‘socrates’,’SOCRATES’,’ sOCRATES’,
‘Socrates’…)
ii/ Một mệnh đề luôn kết thúc bằng ký tự '.'
VD4: hãy viết phần clause cho vị từ chet trong VD1.
Dữ ki
ện ban đầu chỉ cung cấp cho chúng ta một sự kiện liên quan đến vấn đề này: symbol
sẽ phải chết nếu (và chỉ nếu) đó là người. Điều này sẽ xác định một quy tắc: symbol sẽ chỉ
phải chết, tức vị từ sẽ trả về kết quả true, nếu symbol đó là người. Vấn đề symbol nào là
người và symbol nào không là người chúng ta đã đưa ra khái niệm và giải thích cho Prolog
trong các ví dụ 1 và 3.
Nh
ư vậy phần mệnh đề sẽ được viết như sau;
chet(X):-nguoi(X).
Mệnh đề dạng rule sẽ bao gồm hai phần, nằm ở hai bên cặp ký hiệu ":-". Phần bên trái cho
biết vị từ đang được đề cập và các thông số tương ứng. Phần bên phải, xác định điều kiện trả
lời đúng cho luật trên, bao gồm các lời gọi các vị từ khác, được ngăn cách bởi ký hiệ
u ',', gọi
Hướng dẫn sử dụng BProlog
6
là các mệnh đề con (sub-clause). Trong ví dụ trên, chỉ có một sub-clause. Một luật chỉ trả lời
đúng nếu tất cả các sub-clause bên vế phải đều trả lời đúng.

Trong ví dụ trên, chúng ta có một biến X. Tất cả các thông số mở đầu bằng ký tự hoa đều
được Prolog hiểu là biến. Biến này là thông số của vị từ chet. Do đã khai báo ở phần vị từ, X
sẽ được hi
ểu là một biến thuộc kiểu symbol. Kết quả sẽ trả về đúng nếu tất cả sub-clause bên
vế phải đều trả lời là đúng. Trong trường hợp này, chỉ có một sub-clause xác định xem X có
phải là người không. Như vậy chúng ta đã biểu diễn được khái niệm một symbol sẽ phải chết
nếu symbol đó là người, tức là tất cả những dữ kiện ban đầu được cung c
ấp.
VD5: Hãy viết phần clause cho vị từ giaithua ở VD2.
Từ các dữ kiện được cung cấp (do chúng ta tự cung cấp cho mình để giải bài toán), chúng
ta thấy có một sự kiện chắc chắn đúng: giai thừa của 0 là 1, và có một luật suy diễn: giai thừa
của n là (n-1)!*n.
Chúng ta sẽ viết phần mệnh đề cho vị từ này như sau:
giaithua(0,1).
giaithua(X,Y) -: X1 is X -1, giaithua(X1,Y1), Y is Y1*X.
Trước khi hiểu những điều được mô tả trong các ví dụ trên, chúng ta sẽ có m
ột số nhận
xét như sau:
i./Trước tiên, chúng ta thấy vị từ giaithua được biểu diễn bằng hai mệnh đề: một sự kiện
và một luật.
Khi viết nhiều mệnh đề cho một vị từ, các mệnh đề phải được viết liên tiếp nhau (không
được xen mệnh đề của vị từ khác vào).
ii./ Chúng ta sẽ hiểu hai mệnh đề con đầu tiên X1 is X -1, giaithua(X1,Y1) biểu diễn cho
công việc tính giai thừa của X-1. Tuy nhiên chúng ta không được viết giaithua(X-1, Y1).
Thông số của các mệnh đề con phải là biến, không được phép là biểu thức.
iii./ Chúng ta thấy sự xuất hiện của phép quan hệ 'is' và sẽ hiểu như mệnh đề con X1 is X-
1 là phép gán. Thực tế, với phép quan hệ 'is' có dạng exp1 is exp2, nếu exp1 là một biến thì
phép toán này sẽ ràng buộc biến này với kết quả của biểu thức exp2. Nếu exp1 không phải là
một biến mà là một bi
ểu thức bình thường thì phép quan hệ này tương đương với phép so

sánh 2 biểu thức số học exp1 =:= exp2.
iv./ Phần vị từ trên biểu diễn cho việc sử dụng kỹ thuật lập trình đệ quy, sẽ là sức mạnh
lập trình chủ yếu của Prolog. Xem thêm về phần lập trình đệ quy trên Prolog trong các phần
sau.

Tóm tắt
. Các khái niệm được mô tả qua các vị từ sẽ được giải thích bằng các mệnh đề.
. Có hai loại mệnh đề: sự kiện và luật.
. Thông số được truyền trong lời gọi các mệnh đề con phải là biến.
. Các kỹ thuật chủ yếu để lập trình trên Prolog là hợp nhất và đệ quy.
Hướng dẫn sử dụng BProlog
7
Chương III. Môi trường lập trình B-Prolog

Trước khi thực thi các chương trình viết bằng ngôn ngữ Prolog ở trên, chúng ta cần phải
chọn một môi trường lập trình cụ thể. Trong môn học này, chúng ta sẽ sử dụng phần mềm lập
trình B-Prolog ( của Neng-Fa
Zhou làm công cụ lập trình cho ngôn ngữ Prolog. Phần này đầu tiên sẽ giới thiệu sơ lược về
B-Prolog: cách cài đặt, một phiên làm việc trên nó, các kiểu dữ liệu và một số vị từ có sẵn.
Phần ti
ếp theo sẽ trình bày cách sử dụng B-Prolog để viết các chương trình ví dụ đơn giản.

III.1 Giới thiệu sơ nét về B-Prolog
B-Prolog ngoài việc hỗ trợ viết các chương trình bằng ngôn ngữ Prolog chuẩn còn cung
cấp một môi trường cho phép người sử dụng có thể nạp (consult, load), dịch (compile), debug
và thực thi chương trình. Đặc biệt là môi trường này cho phép sử dụng lại các lệnh đã gọi
trước đó thông qua phím mũi tên lên và xuống. Ngoài ra, B-Prolog còn có thể liên kế
t với
ngôn ngữ C, C++, Java; hỗ trợ lập trình đồ họa cũng như cho phép lập trình ràng buộc
(Constraint Logic Programming) trên nó.

Trong B-Prolog, chúng ta không cần phải khai báo tường minh các vị từ như Turbo Prolog
mà chúng ta chỉ cần viết các mệnh đề để giải thích về vấn đề quan tâm.
III.2 Cài đặt và làm việc với B-Prolog
Tải chương trình B-Prolog từ địa chỉ và giải nén nó vào một thư mục bất kỳ. Thư mục
mặc định để giả
i nén của B-Prolog là C:\Bprolog. Nếu chúng ta giải nén ngay trong thư mục
mặc định này thì chúng ta chỉ cần chạy file C:\Bprolog\bp.bat để vào môi trường làm việc của
B-Prolog. Nếu chúng ta giải nén vào một thư mục khác thì chúng ta phải sửa lại đường dẫn
(mục BPDIR) trong file bp.bat này đến nơi mà chúng ta đã giải nén. Ngoài ra, nếu chúng ta
muốn sử dụng các gói trong đồ họa thì chúng ta phải chạy file bpp.bat.
Sau khi hoàn tất giai đoạn cài đặt, màn hình khi chạy file bp.bat sẽ như sau:









Hướng dẫn sử dụng BProlog
8
Khi đã vào được môi trường B-Prolog, chúng ta sẽ thấy một dấu nhắc | ?-. Đây sẽ là nơi
mà chúng ta nhập các lệnh vào. Nếu muốn biết các lệnh mà hệ thống B-Prolog này hỗ trợ
chúng ta gõ lệnh help ở dấu nhắc này. Để thoát khỏi B-Prolog chúng ta sử dụng lệnh halt
hoặc nhấn tổ hợp phím Ctrl-D.
Các chương trình Prolog của chúng ta thường được viết dưới dạng một file văn bản bằng
mộ
t chương trình soạn thảo bất kỳ (EditPlus, Notepad...). Phần mở rộng mặc định của các file
chương trình đối với B-Prolog là .pl.

Để dịch một chương trình Prolog trong môi trường B-Prolog thì chúng ta dùng lệnh
compile(file-name) với file-name là tên chương trình cần dịch. Nếu tên file này có phần mở
rộng là .pl thì có thể không cần gõ vào phần mở rộng đó. File được dịch sẽ có cùng tên file-
name với file dịch nhưng có phần mở rộng là .out. Để thực thi một file trong B-Prolog chúng
ta phải n
ạp các file đã được dịch này vào bộ nhớ bằng lệnh load(file-name). Một cách để kết
hợp cả giai đoạn dịch và nạp này là sử dụng lệnh consult(file-name) hoặc đơn giản là gõ [file-
name] ở dấu nhắc lệnh.
Sau khi nạp chương trình, chúng ta có thể thực thi chương trình thông qua các câu hỏi
(query). Với mỗi câu hỏi hệ thống sẽ thực thi chương trình và trả kết quả về là yes
nếu thành
công và no nếu việc thực thi chương trình thất bại. Nếu trong câu hỏi có chứa biến và việc
thực thi thành công thì chương trình sẽ thông báo cho chúng ta giá trị ràng buộc với các biến
đó. Chúng ta có thể yêu cầu hệ thống tìm thêm lời giải khác bằng cách gõ dấu ; và enter sau
lời giải đã biết.
III.3 Gỡ rối chương trình (debugging)
Hướng dẫn sử dụng BProlog
9
Để gỡ rối cho một chương trình Prolog cũng như để hiểu rõ hơn cơ chế hoạt động của
Prolog, chúng ta sẽ sử dụng lệnh trace. Khi gõ lệnh trace ở dấu nhắc, hệ thống sẽ chuyển sang
chế độ gỡ rối. Khi đang ở chế độ gỡ rối, tất cả các lệnh, câu hỏi nhập vào cho hệ thống sẽ
được thực hiện theo từ
ng bước. Để thoát khỏi chế độ gỡ rối, chúng ta sử dụng lệnh notrace.
III.4 Các thuật ngữ cơ bản trong B-Prolog
Toán hạng (term) trong B-Prolog là các hằng, biến hoặc các toán hạng tổ hợp (compound
term). Có 2 loại hằng: atom và số.
Atom là chuỗi các ký tự, số hoặc dấu gạch dưới có ký tự bắt đầu ở dạng chữ thường. Bất
kỳ chuỗi nào nằm giữa cặp dấu nháy đơn đề
u là atom. Đây chính là kiểu litteral mà ở phần
trước chúng ta đã đề cập đến. Một dấu nháy đơn cũng được dùng để biểu diễn ký tự escape.

Ví dụ: chuỗi ‘a’’b’ chứa 3 ký tự là a, ’ và b.
Số có thể là số nguyên hoặc số thực dấu chấm động. Số nguyên thập phân có thể là số có
dấu hoặc không dấu và có tầm trị từ -2
27
+ 1 đến 2
27
-1. Có thể biểu diễn 1 số nguyên ở dạng
cơ số khác 10 theo dạng tổng quát sau: <base>’<digits> với base là cơ số và digits là dãy số
biểu diễn của số nguyên đó. Ví dụ: 2’100 là biểu diễn nhị phân của số 4. Số thực dấu chấm
động bao gồm một số nguyên để biểu diễn phần nguyên, một dấu chấm để phân cách giữa
phần thập phân và phần nguyên và một số nguyên khác để biể
u diễn phần thập phân. Hiện
nay, B-Prolog không hỗ trợ dạng số mũ.
Biến, như đã đề cập ở phần trên, giống như atom nhưng bắt đầu bằng một chữ hoa.
Toán hạng tổ hợp có dạng f(t1, t2,..., tn), trong đó n được gọi là arity, f được gọi là functor
và t1, t2,..., tn là các toán hạng được gọi là component. Danh sách, được đề cập trong các
phần sau, là một cấu trúc đặt biệt có functor là dấ
u chấm ‘.’. Danh sách [H|T] tương đương
với cấu trúc ‘.’[H,T]. Atom đặc biệt ‘[]’ biểu diễn danh sách rỗng.
Hướng dẫn sử dụng BProlog
10
III.5 Các kiểu dữ liệu và các vị từ xây dựng sẵn (built-in) cơ bản trong B-
Prolog
Các kiểu dữ liệu, đối với B-Prolog được định nghĩa là một tập các giá trị và các vị từ trên
các giá trị đó. Các vị từ này không thể được định nghĩa lại.
Các vị từ kiểm tra kiểu:
• atom(X): trả về đúng nếu toán hạng X là một atom
• atomic(X): trả về đúng nếu X là m
ột atom hoặc một number
• real(X), float(X): kiểm tra xem X có là một số thực dấu chấm động hay không

• var(X): kiểm tra X có là một biến hay không
• compound(X): X là một toán hạng tổ hợp. Vị từ này trả về đúng nếu X là một cấu
trúc hay là một danh sách
Các vị từ hợp nhất (sẽ được trình bày chi tiết về phép hợp nhất ở phần sau):
• X = Y: hợp nhất giữa X và Y
• X \= Y : 2 toán hạng X và Y không th
ể hợp nhất
Các vị từ so sánh và thao tác trên các toán hạng :
• Term1 == Term2: hai toán hạng Term1 và Term2 là đồng nhất (strictly identical)
• Term1 \== Term2: hai toán hạng Term1 và Term2 không đồng nhất
Các vị từ trên số:
• Exp1 is Exp2: đã trình bày ở phần trước
• X =:= Y: hai biểu thức số X và Y bằng nhau (numerically)
• X =\= Y: hai biểu thức số X và Y khác nhau
• X<Y, X=<Y, X>Y,X>=Y : là các phép toán so sánh giữa các biểu thức số khác
Các phép toán số học:
• X + Y, X – Y, X * Y, X / Y : các phép toán cộng trừ nhân chia đơn giản
• X // Y : phép chia nguyên
Term Atom
Number
Variable
Compound Term
Floating-point
Integer
Structure
List
Array
Hashtable
Hướng dẫn sử dụng BProlog
11

• X mod Y : phép chia dư
• X ** Y : phép mũ
• abs(X) : trị tuyệt đối của X
• sqrt(X) : lấy căn bậc hai của X

Hướng dẫn sử dụng BProlog
12
Chương IV. Thực thi chương trình. - Đặt câu hỏi và nhận
câu trả lời

Đến đây chúng ta đã có thể sử dụng B-Prolog để viết và thực thi các chương trình đơn
giản viết bằng ngôn ngữ Prolog..
VD6: Viết chương trình hoàn chỉnh cho VD1.
Sử dụng một công cụ soạn thảo văn bản đơn giản (không có định dạng) bất kỳ, nhập vào
nội dung chương trình hoàn chỉnh cho VD1 như sau:
nguoi(‘Socrates’).
chet(X):-nguoi(X).

Giả sử chúng ta đặt tên cho chương trình này là vd1.txt và đặt trong thư mục C:\BaitapBP
thì để thực thi ch
ương trình, chúng ta sẽ gõ ở [‘C:\BaitapBP\vd1.txt’] tại dấu nhắc của môi
trường B-Prolog (xem hình dưới).
Sau khi nạp chương trình vào hệ thống B-Prolog, để thực thi chương trình, người sử dụng
nhập yêu cầu (goal) của mình cho hệ thống.
Câu hỏi chúng ta đặt ra cho hệ thống chỉ được dựa vào các tri thức mà chúng ta đã cung
cấp cho hệ thống hoặc các kiến thức có sẵn của hệ thống. Chúng ta đã cung cấp cho hệ thống
các khái niệ
m nguoi và chet, như vậy chúng ta chỉ có thể đặt các câu hỏi liên quan đến hai
khái niệm này.
Với ví dụ 1 bên trên, chúng ta có thể nhập câu hỏi như sau:

nguoi(‘Socrates’)
Hướng dẫn sử dụng BProlog
13
Dựa trên tinh thần của của khái niệm, câu phát biểu của chúng ta có nghĩa là "Socrates là
người", hệ thống sẽ hiểu rằng chúng ta muốn đặt một câu hỏi nghi vấn "Socrates là người phải
không?"
Sau khi ấn Enter, chúng ta sẽ thấy hệ thống có ngay câu trả lời: yes.
Thay bằng một tên khác, ví dụ:
nguoi(‘Xeda’)
Hệ thống sẽ trả lời no.
Chúng ta thấy các câu trả lời của hệ thống dựa trên kiến thức mà chúng ta đã cung cấ
p.
Dựa vào những gì mà chúng ta đã cung cấp, hệ thống chỉ biết có một người là Socrates, tất cả
những symbol khác đều không phải là người.
Tuy nhiên, với cơ chế suy luận mà chúng ta cung cấp, hệ thống có thể suy luận ra những
điều chưa được cung cấp sẳn. Đây chính là điểm tạo nên sức mạnh lập trình của Prolog.
Nhập vào câu hỏi như sau:
chet(‘Socrates’)
Câu trả lời là: Yes.
Với mộ
t tên người khác:
chet(‘Xeda’)
Câu trả lời là: No.
Hệ thống đã tự động suy luận theo nguyên lý mà chúng ta muốn nó phải "học": ai là người
thì người đó phải chết.
Ngoài những câu hỏi dạng Yes/No, Prolog có thể trả lời các câu hỏi yêu cầu tìm đáp số.
Chúng ta nhập vào một câu hỏi như sau:
chet(X)
Đến đây, trong câu hỏi của chúng ta có một biến: X (nhắc lại: mọi danh hiệu mở đầu là ký
tự hoa đều là biến). Khi trong câu hỏi c

ủa chúng ta chứa một (hoặc nhiều) biến, hệ thống sẽ
tìm các giá trị có thể có của biến để cho câu phát biểu của ta là đúng.
Hiểu ở mức ý niệm, câu hỏi của chúng ta là: ai là người? Kết quả trả lời của câu hỏi (ai) sẽ
được chứa trong biến X.
Câu trả lời sẽ là: X = Socrates
Tương tự như trên, hệ thống sẽ dựa vào cơ chế suy luận đã đượ
c cung cấp để tìm ra lời
giải với những câu hỏi dành cho các vị từ có các mệnh đề tương ứng là các luật. Nhập vào
câu hỏi như sau:
chet(X)
Hệ thống sẽ trả lời như sau:
X = Socrates.

Hướng dẫn sử dụng BProlog
14
VD7: Hoàn chỉnh và thực thi chương trình cho VD2
Chương trình hoàn chỉnh cho ví dụ 2 như sau:
giaithua(0,1):-!.
giaithua(X,Y):- X1 is X -1, giaithua(X1,Y1), Y is X*Y1.
Chúng ta lưu ý là khi kết thúc mỗi mệnh đề đều có ký hiệu '.' và trong mệnh đề đầu tiên có
một ký hiệu đặt biệt ‘!’. Đây chính là vị từ nhát cắt và sẽ được trình bày ở phần sau.
Sau khi nạp chương trình vào hệ thống, chúng ta có thể đặt cho hệ thống câu hỏi dạng
nghi vấn như sau:
giaithua(3,6)
Hiểu theo ngôn ngữ tự nhiên sẽ là: có phả
i giai thừa của 3 là 6 hay không?
Câu trả lời là: Yes
Hoặc chúng ta có thể đặt câu hỏi:
giaithua(3,8)
Câu trả lời sẽ là: No.

Chúng ta sẽ đặt câu hỏi theo dạng tìm lời giải:
giaithua(3,X)
Câu trả lời sẽ là X = 6
Chúng ta cũng có thể đặt câu hỏi ngược:
giaithua(X,6)
Ý tưởng của câu hỏi sẽ là: giai thừa của số nào sẽ bằng 6.
Tuy nhiên chúng ta không cung cấp cho hệ thống cơ chế suy luận để trả lời câu hỏi này
nên h
ệ thống sẽ báo lỗi.
Tất nhiên chúng ta cũng có thể đặt câu hỏi như sau:
giaithua(X,Y)
Cả hai thông số đều là biến. Như vậy câu hỏi có thể hiểu là: số nào (X) giai thừa thì thành
một số khác (Y). Câu hỏi gần như vô nghĩa và những câu trả lời của hệ thống cũng sẽ chẳng
mang một ý nghĩa thực sự có nghĩa nào.

Tóm tắt:
. Chương trình Prolog sẽ hoạt động theo cơ
chế tương tác. Người sử dụng sẽ cung cấp yêu cầu
và hệ thống sẽ trả lời các yêu cầu này.
. Nếu câu hỏi không chứa biến thì hệ thống sẽ kiểm tra phát biểu của chúng ta là đúng hoặc
sai, ngược lại, hệ thống sẽ tìm các giá trị của các biến làm cho phát biểu của ta là đúng.

Hướng dẫn sử dụng BProlog
15
Chương V. IV. Phép hợp nhất - Cơ chế tìm câu trả lời
của Prolog.

V.1 Phép hợp nhất
Công việc quan trọng nhất của Prolog trong việc tìm câu trả lời là thực hiện việc hợp nhất.
Để tiện cho việc theo dõi, phép hợp nhất được ở đây sẽ được biểu diễn bởi dấu =. Nó có hai

thành phần, tạm gọi là vế trái vế phải. Phép hợp nhất sẽ trả về kết quả true (thành công) hoặc
false (thất bại).
Có các trường hợp hợp nhấ
t sau:
a) Cả hai vế đều là hằng hoặc biểu thức chứa toàn hằng. Nếu giá trị của hai vế là
bằng nhau thì phép hợp nhất thành công (đáp số là true), ngược lại phép hợp nhất
sẽ thất bại (kết quả là false)
7 = 7 Æ true
7 = 8 Æ false
‘abc’ = ‘abc’ Æ true
‘abcd’ = ‘abc’ Æ false
2 = 1 +1 Æ false
1+1 = 1+1 Æ true
Một trong hai vế là hằng hoặc trong biểu thức chứa toàn hằng, vế kia là biến hoặc bi
ểu
thức có chứa biến.
Trường hợp 1: Nếu tất cả các biến đều có giá trị (gọi là các biến ở tình trạng
bound), chúng ta quay về trường hợp a
7 = X Æ false nếu X đã có giá trị là 6
7 = X +1 Æ true nếu X đã có giá trị là 6
Y = ‘Socrates’ Æ true nếy Y đã có giá trị là ‘Socrates’
Trường hợp 2: Nếu có biến chưa có giá trị (gọi là biến ở tình trạng unbound),
Prolog sẽ gán giá trị cho biến sao cho hai vế có giá trị như
nhau và trả về kết quả là
true. Nếu không tìm giá trị như vậy, phép hợp nhất sẽ cho kết quả là false.
7 = X Æ true nếu X chưa có giá trị, sau phép hợp nhất này, X sẽ có giá trị là 7
-1 = X*X Æ false vì không thể tìm cho X giá trị nào làm cho giá trị hai vế là
như nhau.
b) Cả hai vế đều là biến hoặc các biểu thức có chứa biến
. Trường hợp 1: tất cả các biến đều có chứa giá trị, chúng ta sẽ quay về tr

ường
hợp a
Hướng dẫn sử dụng BProlog
16
X = Y Æ true nếu cả X và Y đều đã có giá trị và những giá trị này bằng nhau
X -1 = Y Æ false nếu X và Y đều đã có giá trị và X nhỏ hơn Y
. Trường hợp 2: tất cả các biến của một vế đều đã có giá trị, chúng ta sẽ quay
về về trường hợp b
X = Y Æ true nếu X chưa có giá trị và Y đã có giá trị, sau phép hợp nhất, X sẽ
nhận giá trị của Y
X - 1 = Y Æ true nếu X chưa có giá tr
ị, Y đã có giá trị. Sau phép hợp nhất, X
sẽ có giá trị bằng Y +1
. Trường hợp 3: cả hai vế đều còn chứa biến ở tình trạng unbound Æ hợp nhất
vẫn thành công và mỗi khi một biến nào đó trong vế phải hoặc vế trái có giá trị
thì biến còn lại cũng sẽ được ràng buộc với giá trị đó
X = Y Æ true nếu cả X và Y đều chưa gán giá trị
X-1 = Y Æ true nếu cả
X và Y đều chưa gán giá trị
V.2 Cơ chế tìm câu trả lời của Prolog
Nếu chúng ta đặt ra cho Prolog một câu hỏi, Prolog sẽ thực hiện công việc so trùng
(match), tức là tìm mệnh đề đầu tiên đề cập đến khái niệm mà chúng ta muốn hỏi. Nói một
cách chi tiết hơn, Prolog sẽ dùng phép hợp nhất đã trình bày ở phần trên trong quá trình so
trùng cấu trúc dữ liệu một subgoal với một mệnh đề.
Trở lại VD6, sau khi đã hoàn tất ch
ương trình, chúng ta đặt ra câu hỏi như sau:
nguoi(‘Socrates’)
Prolog sẽ tìm mệnh đề đầu tiên có liên quan đến khái niệm nguoi. Hiển nhiên, mệnh đề
đầu tiên (và duy nhất) có liên quan đến khái niệm này là:
nguoi(‘Socrates’)

Như vậy, khi đã có câu hỏi (nguoi(‘Socrates’)) và tìm thấy mệnh đề liên quan
(nguoi(‘Socrates’)), Prolog sẽ tiến hành tìm kiếm lời giải, công việc này tiến hành bằng cách
tạo mối liên kết giữa các thông số ở phần câu hỏi và các thông số ở phần mệnh đề.
Sau khi đã tạo m
ối quan hệ giữa các thông số ở phần câu hỏi và phần mệnh đề, Prolog sẽ
tiến hành các sub-clause (nếu mệnh đề này một luật). Nếu tất cả các sub-clause thành công và
các biến ở phần câu hỏi đã ở tình trạng bound (tức là đã có giá trị), Prolog sẽ thông báo lời
giải.
Nếu là câu hỏi thuộc dạng Yes/No như ví dụ trên, tức là câu hỏi không chứa biến, Prolog
sẽ trả lời Yes nếu công việc h
ợp nhất thành công và các sub-clause đều thành công (nếu mệnh
đề so trùng là một luật).
Quay trở lại với ví dụ của chúng ta, ở đây thông số của câu hỏi là một hằng (‘Socrates’),
và thông số của mệnh đề tương ứng cũng là một hằng (‘Socrates’), hai hằng này hợp nhất
thành công, và kết quả trả lời là Yes.

Hướng dẫn sử dụng BProlog
17
Nếu chúng ta đặt ra câu hỏi khác:
nguoi(‘Xeda’)
Prolog cũng chỉ tìm thấy một mệnh đề liên quan đến khai niệm này (nguoi(‘Socrates’)), và
vì sự hợp nhất giữa hai hằng ‘Socrates’ và ‘Xeda’ thất bại, đáp số sẽ trả lời là No.
Chúng ta xét trường hợp câu hỏi của chúng ta có chứa biến:
nguoi(X)
Hệ thống sẽ tìm thấy mệnh đề có liên quan đến vấn đề này (nguoi(‘Socrates’)) , và tiến
hành hợp nhất giữa X và ‘Socrates’, và vì X chưa có giá trị (unbound) nên phép hợp nhất
thành công, X có giá tr
ị là ‘Socrates’.
Vì việc hợp nhất giữa các thông số giữa phần câu hỏi và phần clause đã thành công, đây là
một sự kiện nên không cần phải thực hiện phần sub-clause, và sau khi hợp nhất, tất cả các

biến cần tìm đã có giá trị (ở đây chỉ có một biến là X), nên hệ thống sẽ công bố đã tìm ra lời
giải và in ra giá trị của X ( X = ‘Socrates’)
Chúng ta xét trường hợp khi ở câu hỏi so trùng với một lu
ật:
chet(Y)
Chúng ta hoàn toàn có thể đặt câu hỏi là chet(X), nhưng chúng ta sẽ đặt tên biến khác để
tiện phân biệt giữa biến trong câu hỏi và thông số cục bộ ở mệnh đề. Thực ra, B-Prolog sẽ tự
tạo ra và quản lý các biến của nó trong quá trình đi tìm lời giải cho một goal nào đó. Chúng ta
có thể thấy rõ điều này qua quá trình debug (dùng lệnh trace) chương trình. Các biến này
được bắt đầu bằng dấu gạch dưới và một dãy 6 số hoặ
c ký tự tiếp theo. Để hiểu rõ cơ chế tìm
câu trả lời của B-Prolog chúng ta có thể chuyển sang chế độ debug khi đặt câu hỏi.
Câu hỏi được so trùng với mệnh đề sau:
chet(X): - nguoi (X).
Vì hai biến X (thông số của mệnh đề) và Y (thông số của câu hỏi) đều chưa chứa giá trị,
hệ thống sẽ xem cả hai biến là một, tức là, khi X có được giá trị thì Y cũng có giá trị đó và
ngược lại.
Do đ
ây là một luật, nên hệ thống sẽ tiến hành thực hiện các sub-clause. Hệ thống sẽ thực
hiện sub-clause đầu tiên nguoi(X).
Quá trình thực hiện các sub-clause ở vế phải sẽ được thực hiện như sau:
• Nếu sub-clause này có thông số là biến unbound, Prolog sẽ tìm giá trị của biến
này để sub-clause có giá trị Yes, nếu không tìm được giá trị như vậy, sub-
clause sẽ thất bại.
• Nếu sub-clause có thông số đều là biến bound (
đã có giá trị) hoặc là hằng,
Prolog sẽ kiểm tra xem sub-clause có trả về giá trị Yes hay không, nếu không,
sub-clause sẽ thất bại.
Các sub-clause sẽ được tiến hành từ trái qua phải, và nếu có một sub-clause thất bại,
mệnh đề được so trùng sẽ thất bại.

Hướng dẫn sử dụng BProlog
18
Trong trường hợp trên, khi tiến hành sub-clause nguoi(X), do biến X là unbound, nên
chúng ta rơi vào trường hợp a, hệ thống sẽ tìm giá trị của X cho sub-clause trên là đúng. Cách
tìm kiếm câu trả lời cho sub-clause này hòan tòan giống như cách hệ thống tìm câu trả lời khi
chúng ta đặt câu hỏi này trong phần câu hỏi, và như vậy X sẽ có giá trị là ‘Socrates’ sau khi
sub-clause này thực hiện xong.
Do X và Y được xem như một, nên khi X có giá trị là ‘Socrates’ thì Y cũng có giá trị này.
Do tất cả các sub-clause đã thực hiện xong, và Y đã có giá trị, nên Prolog công bố là đã
tìm ra lời giải và in ra giá trị của Y.

Tóm tắt:
. Phép hợp nhất là nền tảng của mọi hoạt động của Prolog để tìm ra lời giải
. Để trả lời câu hỏi, Prolog so trùng câu hỏi với mệnh đề và tạo mối liên quan giữa các thông
số.
. Prolog tìm ra lời giải khi thực hiện thành công một mệnh đề và tất cả các biến nếu có
trong các thông số của câu hỏi đều đã có giá trị

Hướng dẫn sử dụng BProlog
19
Chương VI. Sự quay lui - Khống chế số lượng lời giải -Vị
từ nhát cắt và fail

VI.1 Sự quay lui (back-tracing) trên Prolog
Hợp nhất là hòn đá nền tảng cho cơ chế suy luận của Prolog. Tuy nhiên, để tìm ra lời giải
đúng, Prolog cần phải sử dụng cơ chế quay lui, khi giá trị đầu tiên được gán cho thông số
không phải là lời giải.
Chúng ta xét ví dụ sau:
VD9:
nguoi(‘Socrates’).

nguoi(‘Xeda’).
vua(‘Xeda’).
sungsuong(X) :- nguoi(X), vua(X).
Như vậy trong ví dụ này, ngoài khái niệm về người, chúng ta đưa ra khái niệm về vua và
sự sung sướng. Diễn giải những thông tin trong các dữ kiện trên thành ngôn ngữ t
ự nhiên,
chúng ta có được các điều sau: "Thế giới mà chúng ta sống có hai người là Socrates và Xeda.
Chúng ta có một vua la Xeda, và một thực thể nào đó chỉ sung sướng nếu thực thể đó vừa
người vừa là vua."
Lưu ý rằng trong ví dụ trên, các mệnh đề liên quan đến cùng một vị từ phải viết liên tiếp
nhau.
Xét khi hệ thống trả lời câu hỏi sau:
sungsuong(X)
Trước tiên hệ thống sẽ so trùng câu hỏi trên với mệnh đề
sungsuong(X) :-
nguoi(X),vua(X). Lưu ý rằng vào lúc này chúng ta có hai biến X: một biến X là thông số của
câu hỏi và một biến X là thông số của mệnh đề. Về nguyên tắc, hai biến X này hòan tòan
khác nhau.
Tuy nhiên, khi so trùng câu hỏi với mệnh đề, do cả hai biến X lúc này đều chưa chứa giá
trị, nên chúng sẽ được xem như một. Nhưng cần chú ý rằng biến X sử dụng trong các sub-
clause là biến X thông số của mệnh đề.
Sau đó Prolog sẽ tiế
n hành các sub-clause. Ở sub-clause đầu tiên, nguoi(X), tương tự như
VD6, Prolog sẽ tìm được câu trả lời là X = Socrates.
Khi thực hiện sub-clause thứ hai, vua(X), do X đã có giá trị (Socrates), Prolog sẽ kiểm tra
xem giá trị này có làm giá trị của mệnh đề là true hay không.
Như các ví dụ trên, việc tiến hành trả lời một sub-clause cũng tương tự như khi trả lời một
câu hỏi, Prolog lại so trùng sub-clause với một mệnh đề cùng tên. Prolog tìm thấy một mệnh
Hướng dẫn sử dụng BProlog
20

đề liên quan đến vua là vua(‘Xeda’) và tiến hành hợp nhất giữa X và Xeda. Do X đã có giá trị
là Socrates, việc hợp nhất thất bại.
Tuy nhiên khi sub-clause này thất bại, không có nghĩa rằng Prolog sẽ vội kết luận rằng
mệnh đề này thất bại. Ở đây công việc tìm kiếm câu trả lời thất bại sau khi biến X được gán
giá trị và chuyển từ trạng thái bound sang unbound. Hệ thống sẽ quay lại thời điểm biến X
đượ
c gán giá trị (khi trả lời sub-clause nguoi(X)), X được chuyển lại sang tình trạng unbound,
và cố gắng tìm kiếm một giá trị khác của X để cho mệnh đề con này vẩn đúng. Công việc này
được gọi là back-tracing.
Do việc so trùng sub-clause này với mệnh đề nguoi(‘Socrates’) thất bại, hệ thống sẽ so
trùng với mệnh đề khác. Nếu không còn mệnh đề nào khác liên quan đến sub-clause, việc
thực hiện mệnh đề mới thật sự thất bại, tuy nhiên ở
đây hệ thống tìm thấy một mệnh đề khác
liên quan đến khái niệm này là nguoi(‘Xeda’). Việc hợp nhất giữa X và ‘Xeda’ lại được thực
hiện, X sẽ có giá trị là Xeda và sau đó, khi lại tiếp tục thực hiện sub-clause vua(X) thì chúng
ta sẽ dễ dàng thấy rằng sub-clause lần này được thực hiện thành công. Prolog đã tìm ra lời
giải, tuy nhiên, ở trường hợp này, ngoài sự hợp nhất, Prolog còn sử dụng thêm một "vũ khí"
m
ới, đó là sự quay lui.
VI.2 Khống chế số lượng lời giải
Để khống chế số lượng lời giải theo ý mình, chúng ta sử dụng hai vị từ đặc biệt là nhát cắt
(cut) và findall, như các ví dụ sau:
VD10:
P(X) :-Q(X).
P(3).
Q(1).
Q(2).
Với ví dụ này, khi chúng ta đặt câu hỏi P(X) cho hệ thống thì chúng ta sẽ có được tổng
cộng 3 kết quả. Ngược lại nếu chúng ta thêm một vị từ nhát cắt (!) sau vị từ Q(X) ở m
ệnh đề

đầu tiên của ví dụ trên (P(X) :- Q(X), !.) thì chúng ta sẽ chỉ có một kết quả cho dù chúng ta có
dùng dấu ‘;’ để yêu cầu B-Prolog cung cấp thêm lời giải khác.
Vị từ nhát cắt được viết là !, được viết ở thân của một mệnh đề sẽ loại bỏ tất cả các khả
năng lựa chọn có thể của các vị từ đứng trước (bên trái) nó trong mệnh đề.
VD11: sử dụng vị từ
findall để tìm tất cả các lời giải
?-findall(X, member(X,[(1,a),(2,b),(3,c)]), Xs)
Xs = [(1,a),(2,b),(3,c)]
Trong ví dụ trên, vị từ member là một vị từ được xây dựng sẵn (built-in) trong B-Prolog.
Vị từ này có hai đối số, dùng để kiểm tra xem đối số thứ nhất có phải là phần tử của đối số thứ
hai hay không.