Instituto Tecnolgico de Quertaro

Unidad Pinal de Amoles

Divisin de Educacin Presencial a Distancia

Materia: Programacin Lgica y Funcional

Ingeniera en Sistemas Computacionales.

Actividad: Ensayo Temas Unidad 2

Alumno: Jos Luis Prez Ortega

Asesor: Ing. Alfredo Andrs Nez Ugalde

augalde_depad_qro@hotmail.com

Tutor: I.S.C. Dany Josu Molina Aguilar

dmolina_depad_pin@hotmail.com

Martes 02-Febrero-2015

Programacion Lgica y Funcional Unidad Pinal de Amoles

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Unidad 2. Programacin Funcional

Definicin de Programacin Funcional La programacin funcional, o mejor dicho, los lenguajes de programacin funcionales, son

aquellos lenguajes donde las variables no tienen estado no hay cambios en stas a lo largo del

tiempo y son inmutables no pueden cambiarse los valores a lo largo de la ejecucin. Adems

los programas se estructuran componiendo expresiones que se evalan como funciones. Dentro

de los lenguajes funcionales tenemos Lisp, Scheme, Clojure, Haskell, OCaml y Standard ML, entre

otros. Estos lenguajes estn diversidad de tipificacin, donde se encuentran lenguajes dinmicos,

estticos y estticos fuertes.

Que quiere decir con esto de que no hay cambios a lo largo de la ejecucin, sucede que cuando

estas compilando un pequeo programa con valores ya definidos, al momento que quieres

cambiar alguna variable, evidentemente compilador no te dejara moverle piezas al cdigo a

menos que detengas la compilacin del programa y realices los cambios correspondientes al

cdigo, tal es el caso del lenguaje de programacin c# ya sea en consola o aplicacin de Windows

Form, que no te deja hacer modificaciones al cdigo mientras el programa se esta ejecutando.

Software que se utiliza para la Programacin Funcional En este rubro de programacin existe una comunidad de lenguajes de programacin para todo

tipo de aplicaciones los cuales pueden ser imperativos y funcionales, los cuales explicaremos a

continuacin.

Lenguaje de programacin imperativo

Un lenguaje imperativo programa mediante una serie de comandos, agrupados en bloques y

compuestos de rdenes condicionales que permiten al programa retornar a un bloque de

comandos si se cumple la condicin. Estos fueron los primeros lenguajes de programacin en uso y

an hoy muchos lenguajes modernos usan este principio.

Lenguaje de programacin funcional

Un lenguaje de programacin funcional(a menudo llamado lenguaje procedimental) es un

lenguaje que crea programas mediante funciones, devuelve un nuevo estado de resultado y recibe

como entrada el resultado de otras funciones. Cuando una funcin se invoca a s misma, hablamos

de recursividad.

Interpretacin y compilacin

Los lenguajes de programacin pueden, en lneas generales, dividirse en dos categoras:

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lenguajes interpretados

lenguajes compilados

Lenguaje interpretado

Un lenguaje de programacin es, por definicin, diferente al lenguaje mquina. Por lo tanto, debe

traducirse para que el procesador pueda comprenderlo. Un programa escrito en un lenguaje

interpretado requiere de un programa auxiliar (el intrprete), que traduce los comandos de los

programas segn sea necesario.

Lenguaje compilado

Un programa escrito en un lenguaje "compilado" se traduce a travs de un programa anexo

llamado compilador que, a su vez, crea un nuevo archivo independiente que no necesita ningn

otro programa para ejecutarse a s mismo. Este archivo se llama ejecutable.

Un programa escrito en un lenguaje compilado posee la ventaja de no necesitar un programa

anexo para ser ejecutado una vez que ha sido compilado. Adems, como slo es necesaria una

traduccin, la ejecucin se vuelve ms rpida.

En esta ocasion nos centraremos a los lenguajes especializados en programacion funcional los

cuales son los siguientes: Lenguaje R

Es un lenguaje para anlisis estadstico y grfico creado por Ross Ihaka y Robert Gentleaman.

Los anlisis grficos pueden ser visualizados en su propia ventana, permitiendo ser guardada en

varios formatos(pdf, png, etc), mientras que los resultados de anlisis estadsticos los podemos ver

en la misma pantalla.

Lisp

Lisp es un lenguaje tipo funcional, es el segundo lenguaje de alto nivel ms viejo, los dialectos de

Lisp ms ampliamente conocidos son el Scheme y Common Lisp.

El nombre Lisp viene de "LISt Processing" (Proceso de LIStas). Una de las estructuras de datos

importante de Lisp son las listas encadenadas, el cdigo fuente de lisp esta compuesto de listas.

Es un lenguaje til para desarrollar la inteligencia artificial.

Caractersticas, Ventajas y Desventajas de la Programacin Funcional Como vern todo ambito de programacion tiene determinadas caracteristicas, pros y contras que

en este apartado veremos en un dos por tres:

Caractersticas

Los programas escritos en un lenguaje funcional estn constituidos nicamente por

definiciones de funciones

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La no existencia de asignaciones de variables y la falta de construcciones estructuradas

como la secuencia o la iteracin

Existen dos grandes categoras de lenguajes funcionales: los funcionales puros y

los hbridos

En contraste, los lenguajes funcionales puros tienen una mayor potencia expresiva,

conservando a la vez su transparencia referencial.

Ventajas

Ausencia de efectos colaterales

Proceso de depuracin menos problemtico

Pruebas de unidades ms confiables

Mayor facilidad para la ejecucin concurrente

Desventajas

Falta de estandarizacin

Bajo rendimiento de los programas

Que es Prolog Ahora nos centraremos en el lenguaje de programacion funcional llamado Prolog, que al igual que

todos los lenguajes de programacion tiene su propia historia, jerarqua e interfaz de programacion.

Es un Lenguaje de programacin lgico e interpretado (Prolog). La programacin lgica es un

paradigma de los lenguajes de programacin en el cual los programas se consideran como una

serie de aserciones lgicas. De esta forma, el conocimiento se representa mediante reglas,

tratndose de sistemas declarativos.

Historia

Prolog es un lenguaje de programacin simple pero poderoso desarrollado en la Universidad de

Aix-Marseille (Marsella, Francia) por los profesores Alain Colmerauer yPhilippe Roussel, como una

herramienta prctica para programacin lgica. Naci de un proyecto que no tena como objetivo

la implementacin de un lenguaje de programacin, sino el procesamiento de lenguajes naturales.

Alain Colmerauer y Robert Pasero trabajaban en la parte del procesado del lenguaje natural y Jean

Trudel y Philippe Roussel en la parte de deduccin e inferencia del sistema. Interesado por el

mtodo de resolucin SL, Trudel persuadi a Robert Kowalski para que se uniera al proyecto,

dando lugar a una versin preliminar del lenguaje Prolog a finales de 1971 y apareciendo la versin

definitiva en 1972. Esta primera versin de Prolog fue programada en ALGOLW.Inicialmente se

trataba de un lenguaje totalmente interpretado hasta que, en 1983, David H.D. Warren desarroll

un compilador capaz de traducir Prolog en un conjunto de instrucciones de una mquina abstracta

denominada Warren Abstract Machine, o abreviadamente, WAM. Desde entonces Prolog es un

lenguaje semi-interpretado.

Si bien en un principio se trataba de un lenguaje de uso reducido, la aparicin de intrpretes del

mismo para microordenadores de 8 bits (ej: micro-PROLOG) y para ordenadores domsticos de 16

bits (ej: Turbo PROLOG de Borland, entre otros muchos) a lo largo de la dcada de 1980contribuy

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notablemente a su popularizacin.Otro importante factor en su difusin fue la adopcin del

mismo para el desarrollo del proyecto de la quinta generacin de computadoras a principios de la

dcada de los 1980, en cuyo contexto se desarroll la implementacin paralelizada del lenguaje

llamada KL1 y del que deriva parte del desarrollo moderno de Prolog. Las primeras versiones del

lenguaje diferan, en sus diferentes implementaciones, en muchos aspectos de sus sintaxis,

emplendose mayormente como forma normalizada el dialecto propuesto por la Universidad

de Edimburgo , hasta que en 1995 se estableci un estndar ISO (ISO/IEC 13211-1), llamado ISO-

Prolog.

Entorno de desarrollo Prolog

Prolog es un lenguaje de programacin seminterpretado. Su funcionamiento es muy similar a Java.

El cdigo fuente se compila a un cdigo de byte el cul se interpreta en una mquina virtual

denominada Warren Abstract Machine (comnmente denominada WAM).

Por eso, un entorno de desarrollo Prolog se compone de:

Un compilador: Transforma el cdigo fuente en cdigo de byte. A diferencia de Java, no

existe un Standard al respecto. Por eso, el cdigo de byte generado por un entorno de

desarrollo no tiene por que funcionar en el intrprete de otro entorno.

Un intrprete: Ejecuta el cdigo de byte. Un shell o top-level. Se trata de una utilidad que

permite probar los programas, depurarlos, etc. Su funcionamiento es similar a los

interfaces de lnea de comando de los sistemas operativos.

Una biblioteca de utilidades: Estas bibliotecas son, en general, muy amplias. Muchos entornos

incluyen (afortunadamente) unas bibliotecas standard-ISO que permiten funcionalidades bsicas

como manipular cadenas, entrada/salida, etc.

Generalmente, los entornos de desarrollo ofrecen extensiones al lenguaje como pueden ser la

programacin con restricciones, concurrente, orientada a objetos, etc. Sera injusto no mencionar

aqu el entorno de desarrollo ms popular: SICStus Prolog, si bien, se trata de un entorno de

desarrollo comercial (no gratuito).

SICStus, CIAO Prolog, y posiblemente otros ms, ofrecen entornos integrados generalmente

basados en Emacs que resultan muy fciles de usar. CIAO Prolog adems ofrece un auto

documentador similar al existente para Java adems de un preprocesador de programas.

Prcticamente todos ellos son multiplataforma.

Elementos en Prolog

Como hemos especificado antes, para construir programas en Prolog necesitamos una serie de

elementos. Vamos a especificarlos:

tomos: Es una definicin genrica de un objeto del mundo que queremos representar.

Predicados: Nos permite especificar caractersticas de los objetos de nuestro mundo o las

relaciones entre ellos.

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Variables

No es variable con el concepto que se tiene de ella en la programacin habitual. En Prolog, una

variable representa el valor de un tomo. Representan objetos que el mismo PROLOG determina.

Una variable puede estar instanciada no instanciada. Estar instanciada cuando existe un objeto

determinado representado por la variable. Los nombres de variables comienzan siempre por una

letra mayscula.

Un caso particular es la variable annima, representada por el carcter subrayado ("_"). Es una

especie de comodn que utilizaremos en aquellos lugares que debera aparecer una variable, pero

no nos interesa darle un nombre concreto ya que no vamos a utilizarla posteriormente.

Reglas

Las reglas se utilizan en PROLOG para significar que un hecho depende de uno mas hechos. Son

la representacin de las implicaciones lgicas del tipo p ---> q (p implica q).

Una regla consiste en una cabeza y un cuerpo, unidos por el signo ":-".

La cabeza est formada por un nico hecho.

El cuerpo puede ser uno mas hechos (conjuncin de hechos), separados por una coma

(","), que acta como el "y" lgico.

Las reglas finalizan con un punto (".").

La cabeza en una regla PROLOG corresponde al consecuente de una implicacin lgica, y el cuerpo

al antecedente. Este hecho puede conducir a errores de representacin. Supongamos el siguiente

razonamiento lgico: tiempo(lluvioso) ----> suelo(mojado) suelo(mojado)

Que el suelo est, mojado, es una condicin suficiente de que el tiempo sea lluvioso, pero no

necesaria. Por lo tanto, a partir de ese hecho, no podemos deducir mediante la implicacin, que

est, lloviendo (pueden haber regado las calles). La representacin correcta en PROLOG, sera:

suelo(mojado):- tiempo(lluvioso). suelo(mojado).

Advirtase que la regla est "al revs". Esto es as por el mecanismo de deduccin hacia atrs que

emplea PROLOG. Si cometiramos el error de representarla como:

tiempo(lluvioso):- suelo(mojado). suelo(mojado).

PROLOG, partiendo del hecho de que el suelo est mojado, deducira incorrectamente que el

tiempo es lluvioso. Para generalizar una relacin entre objetos mediante una regla, utilizaremos

variables. Por ejemplo:

Representacin lgica Representacin PROLOG es_un_coche(X) ----> tiene(X,ruedas)

tiene(X,ruedas):- es_un_coche(X).

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Con esta regla generalizamos el hecho de que cualquier objeto que sea un coche, tendr ruedas.

Al igual que antes, el hecho de que un objeto tenga ruedas, no es una condicin suficiente de que

sea un coche. Por lo tanto la representacin inversa sera incorrecta.