4.2 Semántica de los programas lógicos. 

Fundamentos de la Semántica de la Programación Lógica

1. Modelo Declarativo: La semántica declarativa define el significado de un programa lógico en términos de lógica matemática. Un programa lógico se considera una teoría lógica, y su semántica se basa en modelos que satisfacen esa teoría.

2. Modelo Operacional: La semántica operacional describe cómo se ejecutan los programas lógicos en un sistema informático. Se enfoca en el proceso de inferencia y el mecanismo de resolución que el intérprete de Prolog utiliza para responder consultas.

3. Modelo de Herbrand: En el contexto de la programación lógica, un modelo de Herbrand es un modelo específico que se construye utilizando un conjunto de constantes, funciones y predicados definidos en el programa. Es la base para entender cómo se satisfacen los hechos y reglas de un programa lógico.

Interpretación Declarativa

La interpretación declarativa de un programa lógico se basa en conceptos de la lógica de primer orden. Aquí se utilizan los siguientes elementos:

• Hechos: Afirmaciones que se consideran verdaderas. Ejemplo: padre(juan, maria).

• Reglas: Expresiones que indican cómo se relacionan los hechos. Ejemplo: hermano(X, Y) :- padre(P, X), padre(P, Y), X \= Y.

Un programa lógico se interpreta como una colección de cláusulas de Horn, donde cada cláusula es una implicación lógica. La semántica declarativa define que una cláusula es verdadera si, siempre que se cumplan las premisas (antecedentes), se cumple la conclusión (consecuente).

Interpretación Operacional

La semántica operacional describe cómo el intérprete de Prolog procesa las consultas mediante un mecanismo conocido como resolución SLD (Selective Linear Definite clause resolution). Este proceso incluye:

1. Unificación: Proceso de hacer coincidir términos lógicos (variables, constantes, estructuras).

2. Resolución: Aplicación de reglas y hechos para derivar nuevas conclusiones.

3. Backtracking: Técnica para explorar múltiples caminos posibles cuando una rama de inferencia no conduce a una solución.

Aplicaciones de la semántica de los programas lógicos 

1. Desarrollo de Sistemas Expertos: Los sistemas expertos utilizan la semántica de los programas lógicos para representar el conocimiento experto en un dominio específico. Estos sistemas pueden hacer inferencias sobre problemas complejos y proporcionar soluciones o recomendaciones basadas en el conocimiento codificado.

2. Procesamiento de Lenguaje Natural (PLN): En PLN, la semántica de los programas lógicos se utiliza para analizar y comprender el significado de las estructuras lingüísticas. Esto incluye tareas como análisis sintáctico, análisis semántico y generación de lenguaje natural.

3. Bases de Datos Deductivas: Las bases de datos deductivas utilizan la semántica de los programas lógicos para realizar consultas complejas y deducir nueva información a partir de los datos almacenados. Esto permite realizar consultas más expresivas y obtener resultados precisos.

4. Sistemas de Diagnóstico y Resolución de Problemas: Los sistemas de diagnóstico utilizan la semántica de los programas lógicos para identificar y solucionar problemas en sistemas complejos, como sistemas de producción o equipos electrónicos. Estos sistemas pueden analizar datos de entrada, hacer inferencias sobre posibles problemas y recomendar acciones correctivas.

5. Planificación y Programación Automática: En la planificación y programación automática, la semántica de los programas lógicos se utiliza para representar el conocimiento sobre el entorno y las metas del sistema. Esto permite a los sistemas autónomos tomar decisiones y ejecutar acciones de manera inteligente y adaptativa.