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Cours Prolog


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Le développement des techniques nées de l'Intelligence Artificielle, leur utilisation dans des domaines d'intérêt général comme la compréhension des langues naturelles, les systèmes experts, les banques de données se sont faites au travers de langages de programmation spécialisés qui offrent les ressources nécessaires à 1'axiomatisation et la résolution des problèmes posés.

C'est ainsi que LISP, langage basé sur le lambda—calcul est né au Etats-Unis au début des années 60. Depuis lors, une somme de travail considérable a été consacrée non seulement au langage lui-même, mais aussi à son environnement (matériel et logiciel) par les universitaires américains.

Dix ans plus tard A. Colmerauer, dans le but de créer un nouveau langage servant à- programmer les problèmes d'analyse et de compréhension de la langue naturelle a été amené à utiliser la Logique du Premier Ordre et la démonstration automatique de théorèmes. La Logique du Premier Ordre sous forme clausale, munie d'une règle d'inférence convenable (principe de résolution de Robinson), est un langage de programmation efficace qui s'est appelé PROLOG. Un programme y est constitué d'un ensemble de relations, et son exécution revient  démontrer une nouvelle relation à partir de celles qui constituent le programme. Le formalisme obtenu est naturel et élégant. Il est en même temps très puissant et présente des possibilités intrinsèques (non—déterminisme, unification,...) qui, essentielles dans les problèmes d'I.A., ne se retrouvent ni dans les langages classiques, ni dans ceux de la famille de LISP.

PROLOG a été utilisé dans diverses applications d'I.A.:
- communication en langue naturelle avec un ordinateur
- calcul formel
- construction de plans en robotique
- écriture de compilateurs
- banques de données,
- C.A.O.
... pour lesquelles il s'est révélé parfaitement adapté.

Le premier interpréteur de PROLOG a été écrit en 1973 dans notre laboratoire par P. Roussel et a eu une forte influence sur ses successeurs.

Il utilisait le principe de non recopie des termes, et de fortes restrictions (démonstration linéaires, ordonnancement des littéraux d'une clause, contrôle du non—déterminisme, unification sans test d'occurence de variable) l'ont rendu uti1isable.comme langage de programmation. Ecrit en Fortran, il a été installé sur la plupart des matériels existants et s'est répandu un peu partout (France, Angleterre, Portugal, Espagne, Etats-Unis, Canada, Pologne, Hongrie,...).

Parmi les autres implantations de PROLOG, il faut citer un compilateur écrit pour DEO10 par D.Warren. Et puis, fait important, PROLDG tourne sur des micro-ordinateurs: une version précédente a été installée sur un Exorciser (M6S00) par nous mêmes et sur un Sorcerer par F.licCabe.

Très vite les programmes écrits en PROLOG sont devenus très gros et complexes. Les limites des implantations existantes ont été atteintes très rapidement, bien sur en ce qui concerne les notions de place mémoire, de facilité d'utilisation et de modularité mais aussi pour certains concepts de base. Nous avons donc entrepris l'étude d'une nouvelle version de PROLOG qui essaye d'Apporter une solution à ces différents problèmes.

On peut mentionner tout particulièrement les points suivants:

PORTABILITE: Grâce à l'utilisation d'une machine virtuelle, le nouveau système Prolog est portable sur des ordinateurs de toutes tailles, y compris les 'micros'.
INTERACTIVITE: Un éditeur de clauses est intégré à PROLOG, qui permet de développer entièrement une application sous PROLOG. Il faut remarquer que cet éditeur est écrit en PROLOG.
MODULARITE: L'espace des clauses est organisé en une hiérarchie de sous mondes structurée en arbre. On dispose également de commandes permettant la manipulation de ces sous-mondes.
EXTENSIBILITE: L'utilisateur a la possibilité d'ajouter des prédicats évaluables qui sont écrits dans le langage de la machine hôte. Cette possibilité ne concerne que certains types de prédicats (arithmétique, mise en page, contrôle de périphériques,...)
FIABILITE: Un gros effort a été fait pour transmettre correctement les erreurs. Toute erreur peut être récupérée par l'utilisateur, quel que soit le niveau auquel elle s'est produite.

NOUVEAUX CONCEPTS:
i) un type de coroutine par le biais des prédicats geler (qui perstet de retarder l'évaluation d'un littéral tant qu'une variable n'est pas instanciée) et dix.
ii) unification étendue aux arbres infinis, ce qui permet de régler d'une certaine façon le test d'occurence.
iii) contrôle de l'exécution par l'introduction du concept de bloc,
iv) structuration compacte des données pour les chai nés et les n-uplets.