- •Функциональное и логическое программирование
- •Глава 1. Классификация языков и стилей программирования 3
- •Глава 2. Программирование на языКе лисп 16
- •Глава 3. Программирование на языке пролог 89
- •Глава 1. Классификация языков и стилей программирования
- •Основные парадигмы программирования
- •Процедурное (императивное, директивное) программирование.
- •Объектно-ориентированное программирование.
- •Декларативное программирование
- •Логическое программирование.
- •Функциональное программирование.
- •Классификация языков программирования
- •Функциональные языки
- •Логические языки
- •Глава 2. Программирование на языКе лисп
- •История создания языка Лисп
- •Диалекты языка Лисп
- •Лисп-машины
- •Область применения языка Лисп
- •Особенности языка Лисп Одинаковая форма данных и программ
- •Хранение данных, не зависящее от места
- •Автоматическое и динамическое управление памятью
- •Функциональная направленность
- •Динамическая проверка типов
- •Интерпретирующий и компилирующий режимы работы;
- •Пошаговое программирование
- •Единый системный и прикладной язык программирования
- •Основы языка Лисп
- •Понятие функции.
- •Quote блокирует вычисления
- •Базовые функции языка.
- •Функция car возвращает в качестве значения первый элемент списка.
- •Функция cdr - возвращает в качестве значения хвостовую часть списка, т. Е. Список, получаемый из исходного списка после удаления из него головного элемента:
- •Функция cons включает новый элемент в начало списка:
- •Предикат equal проверяет идентичность записей:
- •Предикат equalp проверяет наиболее общее логическое равенство:
- •Другие простейшие встроенные функции Лиспа. Функция null проверяет, является ли аргумент пустым списком:
- •Комбинации вызовов car и cdr позволяют получить любой элемент списка:
- •Наиболее общая функция, выделяющая n-й элемент списка (при этом индексация начинается с 0):
- •Функция last позволяет выделить последний элемент списка:
- •Функция list - создает список из элементов:
- •Функция setq – невычисляющее присваивание:
- •Функция setf - обобщенная функция присваивания:
- •Функции, обладающие побочным эффектом, называются псевдофункциями.
- •С символом можно связать именованные свойства:
- •Функция get - возвращает значение свойства, связанного с символом:
- •Псевдофункция remprop удаляет свойство и его значение:
- •Вызов интерпретатора eval вычисляет значение выражения.
- •Ввод и вывод.
- •Использование файлов.
- •Определение функций
- •Задание параметров в лямбда-списке.
- •Передача параметров и область их действия.
- •Вычисления в лисПе.
- •Предложение let создает локальную связь внутри формы:
- •Последовательные вычисления.
- •Разветвление вычислений.
- •Циклические вычисления.
- •Передача управления.
- •Другие циклические структуры.
- •Динамическое управление из другого контекста
- •Внутреннее представление списков
- •Функциональное программирование Рекурсия. Различные виды рекурсии.
- •Функции более высокого порядка.
- •Применяющие функционалы.
- •Отображающие функционалы.
- •Макросы
- •Типы данных
- •Основные типы данных:
- •Глава 3. Программирование на языке пролог
- •Общие сведения о языке Пролог. Язык Пролог как система, реализующая логический вывод в исчислении предикатов первого порядка.
- •Фразы Хорна как средство представления знаний.
- •Синтаксис языка Пролог.
- •Фразы, термы, факты, правила.
- •Константы:
- •Простейшая программа на Прологе
- •Выполнение запроса в Прологе.
- •Неудача запроса и возврат назад.
- •Декларативная и процедурная семантика Пролога.
- •Рекурсивные процедуры.
- •Списки.
- •Операторы.
- •Средства управления ходом выполнения программы. Предикат сократить (отсечение).
- •Отрицание как неудача запроса.
- •Встроенные предикаты.
- •Типы отношений.
- •Ограничения, обеспечивающие целостность отношений.
- •Свойства отношений.
- •Подходы к программированию на языке Пролог.
Лисп-машины
С наступлением 70-х годов большие системы искусственного интеллекта и алгебраические системы натолкнулись на ограничения памяти и на больших универсальных ЭВМ. Восемнадцатибитовое поле адреса широко используемых машин PDP-10/20 стало серьезным ограничением, к тому же исследователи искусственного интеллекта не могли работать в системе разделения времени в дневное время из-за большой нагрузки на машины. Из этих проблем родилась идея об отдельной Лисп-машине и о маневре, который известен под названием «бегство из разделения времени». На это направление повлияло также и быстрое развитие микро-электронники в 70-х годах, сделавшее возможным проектирование и производство ориентированных на язык процессоров и персональных ЭВМ.
Первый отчет, связанный с Лисп-машинами, появился в серии изданий лаборатории искусственного интеллекта MIT в 1974 году, а интегральная схема LSI была изготовлена в 1978 году. Первые промышленные Лисп-машины появились на рынке несколько лет спустя.
Часть идей, касающихся Лисп-машин, зародилась в Исследовательском центре Palo Alto фирмы Xerox и была результатом пионерских разработок в области обработки данных на персональных ЭВМ и экранно-ориентированных человеко-машинных интерфейсов. Это были объектно-ориентированный подход, а также специальные интегрированные в среду средства и методы программирования, созданные фирмами Xerox и BBN в ходе работы над ИнтерLispом.
Целью проектирования Лисп-машин была разработка их в виде персональных ЭВМ, которые можно было бы использовать не только для профессиональных исследований в области искусственного интеллекта, но и для различных промышленных и коммерческих приложений. Разработке и их распространению помешала необходимость переноса программного обеспечения большого объема из дорогой среды больших машин.
По производительности оборудования Лисп-машины очень эффективны, кроме того, они имеют большой объем основной памяти. Их аппаратура спроектирована специально для вычислений на Лиспе. С точки зрения эффективности одной из наиболее важных особенностей является проверка типов на уровне аппаратуры, используемая в системах, происходящих из MIT.
Однако наиболее существенным преимуществом такой аппаратуры является возможность использования на Лисп-машине интегрированной программной среды. В ней наряду с самим Лиспом содержатся разнообразные программные средства. Программное обеспечение использует тысячи функций. Во многих системах помимо Лиспа доступны и другие языки (Паскаль, Ада, Си, Пролог и др.). Так, в систему можно добавить реализованные ранее на других языках части или сделать традиционное программирование более эффективным с помощью разнообразнейших средств, имеющихся на Лисп-машине.
Создание Лисп-машин дало новый толчок развитию Лиспа. Кроме высокого быстродействия (первая же Лисп-машина работала в несколько раз быстрее, чем МаcLisp) и огромной виртуальной списковой памяти, достоинством Лисп-машин является и то, что для них это единственный язык программирования. На нем написаны все системные программы, начиная с ОС и кончая всевозможными препроцессорами, и программы пользователя. Такая однородность значительно упрощает как разработку самих системных компонентов, так и взаимодействие с ними. По сути дела, на Лисп-машинах стирается грань между системным и прикладным программным обеспечением.