Introducción a Prolog

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Introducción a Prolog

Contenido

  • Introducción
  • Historia
  • Paradigma de programación basado en lógica
  • Dialectos de Prolog
  • Aplicaciones de Prolog
  • Características destacadas de Prolog
    • Enfoque relacional y declarativo
    • Sintaxis mínima
    • Programación lógica con cláusulas de Horn
    • Programación lógica con gramáticas de cláusulas definidas (DCGs)
    • Programación lógica con restricciones (CLP)
  • Código de ejemplo: El problema de las reinas
  • Recursos para aprender Prolog
    • Exorcism
    • Página oficial de Prolog
    • The Power of Prolog
    • Libro "Seven Languages in Seven Weeks"

Introducción

¡Hola a todos! Bienvenidos a una breve introducción a Prolog. En este video, hablaré sobre la historia del lenguaje, las características que lo hacen genial y profundizaré en algunos aspectos destacados de Prolog que lo diferencian de otros lenguajes. También haré una demostración de código resolviendo uno de los ejercicios de la pista de Prolog en Exorcism. Al finalizar, compartiré algunos recursos que puedes utilizar para aprender más sobre Prolog. Estoy emocionado por compartir este contenido contigo, así que ¡comencemos!

Historia

Prolog fue desarrollado e implementado por Alan Colmerauer y Philip Roussel en Marsella en 1972, lo que significa que el año pasado celebró su 50 aniversario. Es un lenguaje bastante antiguo. El nombre "Prolog" es una abreviatura de "programmation en logique", que se traduce al español como "programación en lógica".

Paradigma de programación basado en lógica

Prolog es un lenguaje de tipo dinámico, pero lo más interesante es el paradigma de programación que soporta, que se basa en la lógica. Es un paradigma completamente diferente a la programación funcional y orientada a objetos, y resulta muy interesante en la forma en que se abordan las cosas. Más adelante profundizaremos en los detalles, pero por ahora recuerda que Prolog soporta el paradigma de programación basado en lógica, que es muy diferente a lo que probablemente conozcas de otros lenguajes.

Dialectos de Prolog

Existen dos dialectos principales de Prolog. Uno de ellos es ISO Prolog, que se publicó y estandarizó en 1995. El otro dialecto es Edinburgh Prolog. De estos dialectos, existen muchas implementaciones, incluyendo SWI Prolog, que es la que utilizamos en la pista de Prolog en Exorcism. También existe Sicstus Prolog, Nu Prolog y una implementación más reciente llamada Scryer Prolog, que está implementada en Rust.

Aplicaciones de Prolog

Prolog se utiliza en una amplia gama de aplicaciones. El caso de uso más conocido es en inteligencia artificial. Por ejemplo, el sistema de inteligencia artificial Watson de IBM utiliza Prolog internamente. Es un gran ejemplo porque Watson participó e incluso ganó en el programa de televisión Jeopardy! contra oponentes humanos, y utiliza Prolog para su funcionamiento interno. Otras aplicaciones incluyen el procesamiento del lenguaje natural, la participación en bases de conocimiento y la especificación de la máquina virtual de Java.

Características destacadas de Prolog

Prolog tiene varias características destacadas que lo hacen único. A continuación, mencionaré algunas de ellas:

Enfoque relacional y declarativo

En muchos lenguajes, estás acostumbrado a encontrar declaraciones que se ejecutan en orden. En Prolog, las cosas son diferentes. En lugar de eso, defines tu programa como un conjunto de relaciones que forman una base de datos, y luego puedes consultar esa base de datos para encontrar respuestas y realizar cálculos. Prolog se encargará de todo eso. Existe un proceso llamado unificación que veremos más adelante, que es una especie de coincidencia de patrones, y unido al modelo relacional de Prolog hace que el lenguaje sea muy poderoso, perfecto para sistemas basados en reglas.

Sintaxis mínima

Prolog tiene una sintaxis muy sencilla. Solo tiene un tipo de dato principal llamado "term" (término) que tiene algunos subtipos, como átomos (atoms), números (numbers), variables (variables) y términos compuestos (compound terms). Solo tiene un elemento estructural llamado "cláusulas" (clauses), que están compuestas completamente por términos. Una cláusula puede ser un hecho (fact) que es verdadero, o una regla que es verdadera si se cumple una condición. Esta es toda la sintaxis, lo que facilita mucho el aprendizaje del lenguaje.

Programación lógica con cláusulas de Horn

La programación lógica en Prolog se basa en cláusulas de Horn, que son un concepto matemático donde solo puede haber a lo sumo un literal positivo verdadero. Pero por ahora, solo recuerda que las cláusulas de Horn son completas en términos de cálculo, es decir, cualquier cosa que puedas calcular, puedes calcularla en Prolog.

Programación lógica con gramáticas de cláusulas definidas (DCGs)

Las gramáticas de cláusulas definidas (DCGs) son otra característica distintiva de Prolog. Permiten definir reglas para estructurar el texto de manera muy eficiente. Son como una biblioteca de combinadores de análisis sintáctico. Si tienes, por ejemplo, una descripción estructurada de JSON, puedes crear reglas para definir los diferentes elementos, como números, cadenas, matrices, etc. Las DCGs tienen una sintaxis muy agradable y Prolog hace la mayor parte del trabajo por ti, ya sea para verificar si los datos de entrada cumplen con un formato específico, analizarlo, generar datos, etc. Son muy versátiles y se pueden utilizar en cualquier dominio donde haya datos estructurados.

Programación lógica con restricciones (CLP)

La programación lógica con restricciones (CLP) es otra característica de Prolog. Permite definir relaciones y agregar restricciones adicionales. Por ejemplo, existe CLP(FD) que significa "dominios finitos" y se puede especificar que un determinado valor debe estar dentro de un rango de valores. También se pueden especificar restricciones más complejas. La programación con restricciones es muy poderosa en Prolog y puede ser utilizada en cualquier dominio donde haya datos estructurados con restricciones.

Ejemplo de código: El problema de las reinas

Para ver en acción a Prolog, vamos a resolver un problema clásico: el problema de las reinas. Se trata de un tablero de ajedrez con dos reinas posicionadas en él, y debemos determinar si pueden atacarse entre sí. Una reina puede atacar en horizontal, vertical o diagonalmente. Por ejemplo, si tenemos una reina blanca en la posición (2, 3) y una reina negra en la posición (5, 6), debemos determinar si pueden atacarse. En este caso, la respuesta es verdadera porque están en la misma diagonal.

Voy a cargar el código necesario en un entorno de programación para que puedas ver cómo funciona. En este caso, utilizaré el complemento SWI Prolog en Visual Studio Code. Vamos a definir dos predicados: "create" (crear) y "attack" (ataque). "create" verifica si una posición (fila, columna) es válida en el tablero. "attack" verifica si dos posiciones indican que las reinas se pueden atacar. Utilizaremos estos predicados para resolver el problema de las reinas.

Recursos para aprender Prolog

Hay varios recursos que puedes utilizar para aprender Prolog. Aquí te mencionaré algunos:

  • Exorcism: Exorcism tiene una pista dedicada a Prolog con 40 ejercicios que tratan sobre cadenas de texto, números y muchos otros temas. Incluso hay ejercicios específicos de Prolog como "El problema de las reinas", "Floored" y "Garden party". Resolver estos ejercicios te ayudará a familiarizarte con Prolog y a practicar tus habilidades en el lenguaje.

  • Página oficial de Prolog: El sitio web oficial de Prolog contiene una gran cantidad de recursos de aprendizaje, desde tutoriales hasta ejemplos de código. Aquí encontrarás una introducción paso a paso al lenguaje, donde aprenderás los conceptos básicos y construirás tus conocimientos de forma progresiva. También hay enlaces a otros recursos de aprendizaje y ejemplos de código.

  • The Power of Prolog: "The Power of Prolog" es un libro que cubre tanto los conceptos básicos como los avanzados de Prolog. Es un recurso muy completo y tiene ejemplos de código que te ayudarán a comprender mejor el lenguaje. Si estás interesado en profundizar en Prolog, este libro es altamente recomendado.

  • Libro "Seven Languages in Seven Weeks": Este libro también abarca Prolog. Dentro del libro, encontrarás una serie de ejercicios y problemas que te ayudarán a aprender Prolog y a aplicar tus conocimientos en el lenguaje. Además, también cubre otros lenguajes de programación, lo que te permitirá ampliar tus horizontes y explorar diferentes paradigmas de programación.

Estos son solo algunos de los recursos disponibles para aprender Prolog. Te animo a que los utilices y sigas explorando el lenguaje. Si completas y publicas al menos cinco ejercicios de Prolog en Exorcism este mes y me dejas un comentario con tu nombre de usuario de Exorcism, entrarás en un sorteo para ganar el libro "Seven Languages in Seven Weeks". Así que ¡avísame si estás interesado! Espero que esta introducción a Prolog te haya sido útil y que ahora tengas una idea de la singularidad de este lenguaje. ¡Gracias por tu atención y nos vemos en el próximo video! ¡Adiós!

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