Logische Programmiersprache


Logische Programmiersprache

Logische Programmierung (Prädikative Programmierung) ist ein Programmierparadigma, das auf der mathematischen Logik beruht. Anders als bei der imperativen Programmierung besteht ein Logik-Programm nicht aus einer Folge von Anweisungen, sondern aus einer Menge von Axiomen, welche hier als eine reine Ansammlung von Fakten oder Annahmen zu verstehen sind. Stellt der Benutzer eines Logik-Programms eine Anfrage, so versucht der Interpreter die Lösungsaussage allein aus den Axiomen zu berechnen.

Dazu werden eine Menge von so genannten Regeln und Anweisungen, die der Syntax gemäß aufgebaut sind, zusammen mit der Information, welche Lösungsmethode vorgesehen ist, in den Programmcode eingefügt. Logische Programmiersprachen gehören zu den deklarativen Programiersprachen und haben ihre Ursprünge im Forschungsgebiet Künstliche Intelligenz.

In einem imperativen Programm wird genau beschrieben, wie und in welcher Reihenfolge ein Problem zu lösen ist. Im Gegensatz dazu wird in einem logikbasierten Programm idealerweise nur beschrieben, was gilt. Das "wie" ist bereits durch die Lösungsmethode vorgegeben. Die Lösung wird aus den vorhandenen Regeln hergeleitet. Meistens wird schon nur eine Menge von Regeln als "das Programm" bezeichnet, wenn klar ist, welche Lösungsmethode dazugehört: Nämlich die (einzige) in der vom regelbasierten System bereit gestellten Inferenzmaschine verwirklichte.

Die bekannteste logische Programmiersprache ist Prolog.

Inhaltsverzeichnis

Erläuterungen

Die Syntax gibt an, wie Regeln geschrieben werden müssen, damit der Computer sie verwenden kann. Regeln sind "Falls-dann"-Aussagen und Fakten, die das Wissen zu einem Problemkreis beschreiben. Daneben gibt es oft noch spezielle Konstrukte, um die Lösungsmethode zu beeinflussen. Am bekanntesten ist die Rückwärtsabschneidung (engl. cut) in Prolog, womit z. B. "Falls-dann-außer"-Regeln modelliert werden.

Einem regelbasierten Programm kann man Fragen (engl. query) stellen, indem man ein Ziel (engl. goal) vorgibt. Das entspricht grob gesehen dem Aufruf einer Funktion oder Prozedur in anderen Programmiersprachen.

Die Lösungsmethode gibt vor, wie die Inferenzmaschine die Regeln (den Programmtext) interpretiert, um die Frage zu beantworten. In Prolog wird eine Tiefensuche (engl. depth first) mit Unifikation und Backtracking verwendet. Jedoch sind auch andere Methoden geeignet und werden je nach Anwendungsfall auch eingesetzt.

Besonderheiten logischer Programmiersprachen

Dieser Artikel oder Abschnitt bedarf einer Überarbeitung. Näheres ist auf der Diskussionsseite angegeben. Hilf mit, ihn zu verbessern, und entferne anschließend diese Markierung.

Logikorientierte Programmiersprachen haben ungewöhnliche Eigenschaften (Backtracking, Unifikationsalgorithmen), die sie für gewisse Arten von Problemen prädestiniert, die mit anderen Programmiersprachen nur sehr schwer zu lösen sind.

Da logische Programmiersprachen zu den deklarativen Programmiersprachen gehören, treffen deren Besonderheiten auch hier zu.


Beispiel

Dieses Beispiel ist in natürlicher Sprache formuliert, um das Prinzip aufzuzeigen. Die konkrete Anwendung kann man bei der Programmiersprache Prolog ersehen.

Fakten:

Lucia ist die Mutter von Minna.
Lucia ist die Mutter von Klaus.
Minna ist die Mutter von Nadine.

Regel:

Falls X ist die Mutter von Y und Y ist die Mutter von Z Dann X ist die Großmutter von Z.

Frage/Ziel:

Wer ist die Großmutter von Nadine?

Antwort des Computers, Folgerung aus den Fakten und Regeln:

Lucia

Dieses unspektakuläre Beispiel kann man gedanklich leicht um andere Verwandtschaftsbeziehungen erweitern.

Einsatzgebiete

Typische Einsatzgebiete sind Simulatoren, Generatoren, sowie Systeme zur Diagnose und Prognose. Anwendungen der Logikprogrammierung finden sich beispielsweise in folgenden Bereichen:

Beispiele außerhalb der Informatik:

  • Wirtschaft und Handel: Produktkonfigurator, Routenplaner, Marktsimulation (z.B. zur Preisfindung)
  • Medizin: Diagnosesysteme
  • Mathematik: Theorembeweiser und Theoremgeneratoren
  • Naturwissenschaften: Auswerten und Abfragen geologischer und meteorologischer Datensammlungen, Simulatoren und Vorhersagesysteme für Wetter, Erdbeben und Wasserstände
  • Technik: CAD, CAM
  • Soziologie
  • Psychologie
  • Linguistik: Übersetzen natürlicher Sprache, Erkennen und Verstehen gesprochener Sprache
  • und viele weitere

Auf dem Gebiet der Informatik und Computertechnik:

Siehe auch

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Logische Programmierung — (Prädikative Programmierung) ist ein Programmierparadigma, das auf der mathematischen Logik beruht. Anders als bei der imperativen Programmierung besteht ein Logik Programm nicht aus einer Folge von Anweisungen, sondern aus einer Menge von… …   Deutsch Wikipedia

  • Logische Operatoren — Ein Logischer Operator ist eine Funktion die einen Wahrheitswert liefert. Bei der zweiwertigen, booleschen Logik liefert er also wahr oder falsch, bei einer mehrwertigen Logik können auch entsprechend andere Werte geliefert werden. Logische… …   Deutsch Wikipedia

  • Logische Verneinung — Eine Negation (v. lat.: negare = verneinen) bezeichnet die Ablehnung oder Verneinung. (Gegenteil: Affirmation). Inhaltsverzeichnis 1 Linguistik 2 Logik 2.1 Negation in der zweiwertigen Logik 2.1.1 Die Satznegation …   Deutsch Wikipedia

  • Programmiersprache Perl — Perl Paradigmen: prozedural, modular, teilweise objektorientiert Erscheinungsjahr: 1987 Entwickler: Larry Wall, Perl Porter Aktuelle  …   Deutsch Wikipedia

  • Programmiersprache — Quelltext eines Programms in der Programmiersprache C++. Eine Programmiersprache ist eine formale Sprache, die zur Formulierung von Computerprogrammen verwendet wird. Die Anweisungen (Befehle) können dabei entweder in Maschinencode geschrieben… …   Deutsch Wikipedia

  • Programmiersprache Java — Java Objektorientierte Programmiersprache Basisdaten Paradigmen: Objektorientierte Programmiersprache Aktuelle  …   Deutsch Wikipedia

  • logische Programmierung — Art der ⇡ Programmierung, die v.a. in der ⇡ Künstlichen Intelligenz, speziell im Bereich der ⇡ Wissensrepräsentation, große Bedeutung besitzt. L.P. basiert auf der Prädikatenlogik. Bedeutendste Programmiersprache: Prolog …   Lexikon der Economics

  • Regelbasierte Programmiersprache — Logische Programmierung (Prädikative Programmierung) ist ein Programmierparadigma, das auf der mathematischen Logik beruht. Anders als bei der imperativen Programmierung besteht ein Logik Programm nicht aus einer Folge von Anweisungen, sondern… …   Deutsch Wikipedia

  • Prolog (Programmiersprache) — Prolog Paradigmen: logisch, deklarativ, oft auch constraintbasiert Erscheinungsjahr: 1972 Designer: Alain Colmerauer Entwickler: Philippe Roussell …   Deutsch Wikipedia

  • Mercury (Programmiersprache) — Mercury Maintainer Zoltán Somogyi Entwickler Universität Melbourne Aktuelle Version 11.01 (27. April 2011) Betriebssystem plattformunabhängig …   Deutsch Wikipedia