Universidade de Aveiro

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Universidade de Aveiro

1998/99

1^o¯ Semestre 2^o¯ Semestre Anual

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Disciplina Introdu¸cão à Programa¸cão em Lógica (IPL)

Curso MAC

Docente Delfim Fernando Marado Torres – 1107

Aula Sum´ario

Te´orica 03.03.99

4^a¯-feira, 10h30–12h00

Apresenta¸c˜ao:

– Enquadramento e Objectivos da disciplina;

– Organiza¸c˜ao e esquema de funcionamento;

– Avalia¸c˜ao;

– Programa e Bibliografia.

No¸c˜ao de Programa¸c˜ao e seus Paradigmas:

– Caracteriza¸cão do conceito de problema, resolu¸cão e solu¸cão.

– Fases da programa¸c˜ao: da an´alise aos testes, passando pela prototipagem.

– Compara¸cão do Paradigma de Programa¸cão Imperativo com o Declarativo (Procedimental e Lógico); referência a linguagens t´ıpicas de cada um destes paradigmas.

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 05.03.99

6^a¯-feira, 9h00–10h30

Introdu¸cão à Programa¸cão Lógica:

– Conceitos e defini¸cões base: constante, variável, predicado, termo, átomo lógico, cláusula (facto e regra)

– Outros conceitos: Base de Conhecimento, programa l´ogico,

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Te´orico–Pr´atica 05.03.99

6^a¯-feira, 10h30–12h30

Como representar conhecimento em Prolog e como “ques- tionar” a base de conhecimento:

– exemplo de uma pequena base de conhecimento sobre video-gravadores;

– exemplo de um sistema de informa¸c˜ao para uma unidade de arqueologia.

Ida aos computadores e introdu¸c˜ao ao uso do SWI-Prolog:

– como introduzir/alterar conhecimento usando um editor de texto em ambiente Win31;

– como chamar o interpretador e sair;

– como consultar uma base de conhecimento;

– cria¸cão do ficheiro “arqueologia.pl”. Coloca¸cão de várias questões (recorrendo já ao conceito devariável).

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 10.03.99

4^a¯-feira, 10h30–12h00

Os enunciados dos primeiros trabalhos pr´aticos. Algumas considera¸c˜oes a esse respeito.

Programa¸cão Lógica: do enunciado informal às cláusulas que descrevem o Universo de Conhecimento —as diferentes alternativas de representa¸cão e as escolhas que terão de ser feitas.

V´arios exerc´ıcios de consolida¸c˜ao.

O Docente

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Te´orica 12.03.99

6^a¯-feira, 9h00–10h30

Mecanismo de inferˆencia e unifica¸c˜ao.

Programa¸c˜ao em L´ogica e a linguagemProlog.

O que se espera de um programa em l´ogica?

Introdu¸cão à Programa¸cão Lógica:

– Conceitos: substitui¸cão, instância e unifica¸cão;

– O processo de prova e resolu¸c˜ao de quest˜oes: o conceito de

´

arvore de prova

O Docente

Aula Sum´ario

6^a¯-feira, 10h30–12h30 – Forma¸c˜ao de grupos de trabalho.

– Consolida¸c˜ao, atrav´es de exerc´ıcios, de alguns conceitos:

– Regras (implica¸c˜ao e conjun¸c˜ao);

– Defini¸c˜ao de regras recursivas;

– Como é que o prolog responde às questões (retrocesso ou

“backtracking”).

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 17.03.99

4^a¯-feira, 10h30–12h00

Introdu¸cão à Programa¸cão Lógica: o processo de prova e a constru¸cão (não determin´ıstica) de uma árvore de prova.

V´arios exerc´ıcios de consolida¸c˜ao.

O Docente

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Te´orica 19.03.99

6^a¯-feira, 9h00–10h30

Significado operacional determin´ıstico: constru¸cão deárvores de procura. Uso da “estrat´egia standard”. Exemplifica¸cão.

Introdu¸c˜ao ao conceito de lista; defini¸c˜ao formal (recursiva).

Implementa¸cão do predicado pertence/2: pertence(O,L) resulta verdadeiro se, e sómente se,Opertence à lista L. Uso deste predicado para mostrar que uma árvore de procura pode ter ramos infinitos (e também pode ter um número infinito de folhas com sucesso).

Influˆencia da ordem das cl´ausulas.

O Docente

Aula Sum´ario

6â¯-feira, 10h30–12h30 – Aritmética em Prolog: +,−,∗,/,mod,//; e o operadoris – Operadores de compara¸cão: >,<,>=, =<, =:=, =\= – Resolu¸cão do “Problema do macaco e das bananas”

– Ida aos computadores:

– testein loco da resolu¸c˜ao adoptada para o problema do macaco e das bananas;

– esclarecimento de d´uvidas acerca dos trabalhos.

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 24.03.99

4^a¯-feira, 10h30–12h00

Entrega dos primeiros trabalhos pr´aticos.

Os enunciados dos segundos trabalhos.

Visão procedimental da programa¸cão em lógica.

Introdu¸cão ao controlo: o corte. Significado operacional do corte e sua influência no percurso standard da árvore de procura. Aplica¸cões do corte. Vários exemplos.

O Docente

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Te´orica 26.03.99

6^a¯-feira, 9h00–10h30

Apresenta¸cão, discussão com os grupos e avalia¸cão das resolu¸cões dos primeiros trabalhos práticos.

O Docente

Aula Sum´ario

6^a¯-feira, 10h30–12h30

Continua¸cão da apresenta¸cão, discussão com os grupos e avalia¸cão das resolu¸cões dos primeiros trabalhos práticos.

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 07.04.99

4^a¯-feira, 10h30–12h00

Para al´em do formalismo l´ogico. O predicadocall/1.

Defini¸c˜ao do predicado ifthenelse/3 (condicional) e do predicado repeat/0. Exemplifica¸c˜ao da utilidade dos predicados implementados.

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 09.04.99

6^a¯-feira, 9h00–10h30

Nega¸c˜ao como falha.

A constantefail.

A hip´otese do “Mundo Fechado”.

Resolu¸c˜ao de exerc´ıcios.

O Docente

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6^a¯-feira, 10h30–12h30

Manipula¸c˜ao de listas:

– Defini¸c˜ao (recursiva) de lista (introduzida na aula te´orica);

– Representa¸c˜ao de listas em Prolog (introduzida na aula te´orica);

– Consolida¸cão do conceito de lista, à custa da resolu¸cão de vários exerc´ıcios: adiciona/3, tira/3, concatena/3, adiciona fim/3, inverte/2, comprimento par/1, comprimento impar/1.

Fez-se notar a versatilidade dos predicados implementados, os quais podem ser usados com fins não pensados à priori (uso de várias configura¸cões poss´ıveis para inputs e out- puts).

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 14.04.99

4^a¯-feira, 10h30–12h00

Conceito dePilha.

As nota¸cões infixa, préfixa e pósfixa.

Algoritmo para o cálculo do valor de uma expressão pósfixa.

Constru¸cão e decomposi¸cão de termos: =.. ename. O predicado pré-definidonumber/1.

Come¸co da implementa¸cão em Prolog do programa para o cálculo do valor de expressões matemáticas (ficheiromath.pl).

Concretamente, implementaram-se os seguintes predicados principais: primeiros/4, postfix/2, str list/2, valor/2.

(Deixou-se apenas a defini¸c˜ao do predicado infix to postfix/2 para a pr´oxima aula.)

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 16.04.99

6^a¯-feira, 9h00–10h30

Algoritmo de conversão de uma expressão infixa para pósfixa.

Conclusão da implementa¸cão em Prolog do programa para o cálculo do valor de expressões matemáticas (ficheiromath.pl).

O Docente

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6^a¯-feira, 10h30–12h30

Resolu¸cão do Problema“ Élle-é-érre”, proposto no CeNPL’99 (Concurso/encontro Nacional de Programa¸cão em Lógica de 1999).

Resolu¸c˜ao do Problema“Os dez degraus do Miguel”, proposto no CNPL’98.

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 21.04.99

4^a¯-feira, 10h30–12h00

Grafos. V´arios tipos de grafos: n˜ao orientados, orientados (digrafos) e grafos pesados (redes). Uma poss´ıvel representa-

¸c˜ao de grafos em Prolog, usando o predicadoarco. Resolu¸c˜ao dos seguintes problemas:

– encontrar um caminho entre dois v´ertices;

– caminho de Hamilton;

– o caminho de custo m´ınimo;

– o caminho de custo m´aximo.

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 23.04.99

6^a¯-feira, 9h00–10h30

Grafos: representa¸cões alternativas emProlog. Compara¸cão das várias representa¸cões: identifica¸cão das vantagens e desvantagens de acordo com os problemas a resolver.

Constru¸c˜ao de predicados que transformam grafos de uma representa¸c˜ao para outra.

Arvores. Implementa¸c˜´ ao do predicadoeArvoreque indica se um determinado grafo é ou não uma árvore. Árvore geradora:

implementa¸c˜ao do predicadoeArvoreGeradora.

O Docente

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6^a¯-feira, 10h30–12h30

Resolu¸c˜ao do ProblemaDiofanto:

– Cálculo do Máximo Divisor Comum de dois números. Im- plementa¸cão do predicadomdc/4usando o algoritmo de Eu- clides.

– Algumas equa¸cões em números inteiros. Implementa¸cão do predicadodiofantina/5.

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Aula Sum´ario

Te´orica 05.05.99

4^a¯-feira, 10h30–12h00

Arvores Bin´´ arias:

– Defini¸c˜ao e representa¸c˜ao emProlog.

– Travessias: préfixa; infixa e pósfixa. Cálculo do valor de uma expressão matemática com operadores binários (tra- vessia pósfixa numa árvore binária).

– Resolu¸c˜ao de exerc´ıcios: pertence/2enodos/2.

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 07.05.99

6^a¯-feira, 9h00–10h30

Introdu¸cão ao conceito de autómato finito determinista (AFD): exemplos de motiva¸cão e defini¸cão formal.

Os AFDs como reconhecedores de uma linguagem. Alguns exemplos e exerc´ıcios:

– Dado um AFD determinar a linguagem por ele definida (reconhecida).

– Dada uma linguagem, definir um aut´omato que a aceite.

Aut´omatos completos eincompletos. Como tornar um AFD incompleto num completo.

O Docente

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6^a¯-feira, 10h30–12h30

Os mecanismos de Entrada/Sa´ıda do Prolog. Terminal e teclado encarados como um ficheiro e referidos pelo nome user.

– Os predicados: see,tell,seen,told.

– O ´atomoend of file.

– Ler caracteres com ogeteget0.

– Escrever caracteres com oput.

Exemplo da leitura de um ficheiro com informa¸cão na forma item(NumItem,Descri¸c~ao,Pre¸co,NomeFornecedor) e cria¸cão de um outro ficheiro que só contém items de um dado fornecedor especificado.

Resolu¸c˜ao, com um grafo, do problema Parentes proposto no CeNPL’99.

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 14.05.99

6^a¯-feira, 9h00–10h30

Exemplos de modela¸c˜ao de sistemas reais com aut´omatos.

Implementa¸cão em Prolog de autómatos deterministas e de programas genéricos de simula¸cão / reconhecimento guiados por AFD’s com açcões semânticas (autómatos reactivos).

Simula¸cão de umamáquina de venda de cafés.

O Docente

Aula Sum´ario

6^a¯-feira, 10h30–12h30

Gera¸cão de números primos pelo algoritmo do Crivo de Eratóstenes. Implementa¸c˜ao do predicadoprimos/2.

Resolu¸c˜ao do problemaCodificaproposto no CNPL’98.

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Te´orica 19.05.99

4^a¯-feira, 10h30–12h00

Simula¸c˜ao de um multi-banco por meio de um aut´omato reactivo.

Aut´omatos finitos n˜ao deterministas. Exemplos.

Aut´omatos finitos com transi¸c˜oes vazias. Exemplos.

Implementa¸c˜ao destes aut´omatos emProlog.

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 21.05.99

6^a¯-feira, 9h00–10h30

Defini¸cão de gramática. Gramáticas Independentes do Con- texto (GIC) na nota¸cão BNF (“Backus-Naur Form”). Exem- plos.

Introdu¸cão de argumentos nos s´ımbolos não terminais de uma gramática: as Gramáticas de Cláusulas Definidas (DCGs).

Sintaxe das DCG’s em Prolog: defini¸cão; conversão (au- tomática) para cláusulas; execu¸cão.

Exemplo de uma DCG reconhecedora de um subconjunto da l´ıngua portuguesa.

O Docente

Aula Sum´ario

6^a¯-feira, 10h30–12h30

Modela¸cão, por meio de um autómato finito determinista, de um controlador à distância para uma aparelhagem electrónica de som. Resolu¸cão do problema Comandos proposto no CeNPL’99.

O Docente

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Te´orica 26.05.99

4^a¯-feira, 10h30–12h00

Conclusão do estudo das Gramáticas de Cláusulas Definidas (DCGs). Exemplos:

– DCG “email”;

– Cria¸c˜ao de um interface em l´ıngua natural para descri¸c˜ao de grafos:

– DCG “grafo”;

– transforma¸c˜ao de uma frase em l´ıngua natural, dada como uma string de palavras separadas por espa¸cos, numa lista cujos elementos s˜ao as palavras.

Entrega dos segundos trabalhos práticos. Algumas considera¸cões sobre aapresenta¸cão dos trabalhos.

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 02.06.99

4^a¯-feira, 10h30–12h00

Apresenta¸cão oral, discussão com os grupos e avalia¸cão das resolu¸cões dos segundos trabalhos práticos.

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 04.06.99

6^a¯-feira, 9h00–10h30

Continua¸cão da apresenta¸cão oral, discussão com os grupos e avalia¸cão das resolu¸cões dos segundos trabalhos práticos.

O Docente

Aula Sum´ario

6^a¯-feira, 10h30–12h30 – Resolu¸c˜ao do problema das oito rainhas.

– Implementa¸c˜ao, recorrendo a uma DCG, de um interface em l´ıngua natural que permita interagir (acrescentar e con-

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Te´orica 09.06.99

4^a¯-feira, 10h30–12h00

Sistemas Periciais (SP):

– Introdu¸c˜ao e generalidades sobre os SP.

– Implementa¸c˜ao de um SP emProlog.

O Docente

Aula Sum´ario

Te´orica 11.06.99

6^a¯-feira, 9h00–10h30

Os Sistemas Periciais e o tratamento da Incerteza. Conjuntos difusos (vagos) e a lógica difusa. Implementa¸cão da lógica difusa emProlog.

O Docente

Aula Sum´ario

6^a¯-feira, 10h30–12h30

O “paradoxo” da programa¸cão: muitas vezes, a maneira mais fácil de resolver um problema consiste em resolver uma sua generaliza¸cão! Ilustra¸cão deste princ´ıpio na resolu¸cão do Problema das Torres de Hanoi, através de uma abordagem generalista e recursiva.

O Docente

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Estat´ısticas

Turno Dadas N˜ao dadas

Te´oricas

1 24 0

Te´orico-Pr´aticas

1 12 0