From 7335a43bbbb82de66132f12e504f2fbea736a45c Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Timotej Lazar
+V oknu, ki ga sedaj bereš, je nekaj praktičnih napotkov in teorije za vsak učni
+sklop. Ob tem je tudi seznam nalog tega sklopa. Naloge lahko načeloma rešuješ v
+poljubnem vrstnem redu, so pa tipično urejene po naraščajoči težavnosti.
+Nekatere naloge tudi lažje rešiš z uporabo rešitev predhodnih nalog. Teh
+rešitev ne potrebuješ prepisovati, sistem si jih zapomni sam od sebe in jih
+lahko takoj uporabljaš, če želiš.
+
+Nalogo začneš reševati s klikom nanjo. S tem se odpre spletna stran, v kateri
+programiraš rešitev. Vsaka stran je povezana s konkretno nalogo in vsebuje
+štiri razdelke.
+Razpored razdelkov lahko spremeniš v nastavitvah.
+
+Navodila, ki na kratko opišejo nalogo. Posebej bodi pozoren na ime predikata,
+ki ga moraš sprogramirati – poimenovati ga moraš točno tako, kot je navedeno,
+da bo sistem razpoznal tvojo rešitev.
+Seveda pa lahko sprogramiraš več pomožnih predikatov; tu ni nobenih omejitev.
+
+Poleg tega bodi pozoren tudi na število argumentov, ki jih ciljni predikat
+zahteva. Npr. predikat
+V levem razdelku, ti bo aplikacija dajala povratne informacije. Te so lahko v
+obliki splošnega plana (kako se neke naloge lotiti), ali pa specifični nasveti,
+kaj je morda narobe s tvojo trenutno rešitvijo.
+Namigi so različni, včasih bodo tudi v obliki protiprimera – konkretnega vhoda,
+na katerem tvoj program deluje narobe. Tukaj bodo tudi prologova opozorila in
+obvestila o napakah v programu.
+
+Če se ti kakšen namig zdi napačen, najprej dobro poglej svoj program.
+Če se ti še vedno zdi napačen, nas obvesti.
+Če bo res napačen, plačamo kavo mi, sicer jo plačaš ti! 😉
+
+(Disclaimer: včasih ni možno z gotovostjo ugotoviti, ali je neka
+napaka prisotna; takrat sistem uporabi besede, kot so mogoče,
+morda in verjetno – tega ne štejemo kot napačno.)
+
+Konzola, tipično črne barve in kjer te čaka prologov poziv
+Nazadnje je tu še osrednji del: urejevalnik besedila, v katerem pišeš svojo
+rešitev. Na prvi pogled morda res manjkajo reči, kot je npr. „autocomplete“, a
+boš hitro ugotovil, da so programi v prologu kratki in ne zahtevajo veliko
+tipkanja.
+
+Če tvoj program prerase 8‒10 vrstic, si ga verjetno preveč zakompliciral! 😉
+Najdaljši program v vseh sklopih nalog ne potrebuje več kot kakšnih 12 vrstic
+(in takšne naloge so redke). Prej omenjeni gumbi pa so opisani spodaj.
+
+Osrednji programerski del vsebuje tudi gumba „Plan“ in „Testiraj“.
+Najpogosteje boš uporabljal slednjega, ki sproži samodejno preverjanje tvoje
+rešitve.
+Gumb „Plan“ ti da splošen nasvet, kako se lotiti dane naloge; včasih ga lahko
+pritisneš večkrat, za zmeraj bolj „izdajalske“ nasvete.
+Seveda pa poskusi vsako nalogo najprej rešiti brez uporabe namigov.
+
+Če program ni pravilen, ti bo CodeQ poleg sporočila
+o opravljenih testih včasih ponudil gumb „Namig“.
+Ta gumb ti poda namig, kaj je morda narobe s tvojim programom.
+Nekateri namigi so pripravljeni ročno s strani avtorjev aplikacije, včasih bo
+na delu umetna inteligenca, včasih boš dobil protiprimer, na katerem program ne
+deluje, včasih pa namiga sploh ne bo.
+V tem primeru je program najbrž grozen! Malce se hecam… morda. 😉
+
+Sistem CodeQ avtomatsko shranjuje tvoje rešitve na
+strežnik, seveda pa moraš biti povezan na internet.
+Vse spremembe se beležijo v realnem času, zato ne potrebuješ skrbeti za
+shranjevanje kode ali se obremenjavati s tem kdaj ti bo potekla seja.
+Trajanje seje je načeloma 60 minut, prekine pa se tudi, če se na drugem
+računalniku ali v drugem zavihku prijaviš z istim uporabniškim imenom.
+
+Opozorilo: glede na to, da sistem v realnem času shranjuje vse, kar v njem
+pišeš (tako je, keylogger je!), priporočamo, da se zaupnih sporočil ne piše
+vanj. Sicer jih bomo prebrali, obljubimo! 😊
+
+Vse svoje rešitve za posamezni sklop si lahko ogledaš s klikom na povezavo ob
+naslovu.
+
+Prvi sklop je seveda namenjen spoznavanju prologa, obenem pa bomo obnovili naše
+poznavanje družinskih relacij – tako je, ukvarjali se bomo s tetami, strici,
+dedki, predniki in potomci.
+
+Načeloma je vse, kar prolog ve, zapisano v njegovi bazi znanja. Ta se tipično
+naloži v sistem iz ene ali več datotek, CodeQ to
+bazo naloži samodejno. Baza pravzaprav ni nič drugega kot (preprost) prologov
+program. Spodnja slika prikazuje bazo za ta sklop nalog.
+
+Baza seveda ni v grafični obliki – to je za nas, ljudi. Za prolog pa (njen
+izsek) izgleda takole:
+
+Kot vidiš, ni težko razbrati formata. In res je, to je povsem legalen prologov
+program. Formalno bomo taki obliki stavka (v vsaki vrstici zgoraj je en stavek)
+rekli dejstvo. V naši bazi imamo definirane tri relacije:
+
+Zadnji dve bi lahko definirali seveda tudi drugače, npr. kot
+
+Ko je prolog bazo prebral, ve vse, kar je v njej zapisano. Obenem ve samo to,
+kar je v njej zapisano, in nič drugega! Pozna torej relacije
+Opazil si, da se je zgoraj vsak stavek končal s piko. Pika seveda označuje
+konec stavka, tako kot v slovenščini. Vsi stavki, ne glede na tip (trije tipi
+so, jih bomo spoznali v kratkem) se končajo s piko! (Klicaj pomeni nekaj
+drugega in tega si danes še ne želiš vedeti, verjemi mi.) Verjetno bo danes
+tvoja najpogostejša napaka, da boš pozabil na piko (navada iz drugih jezikov).
+Še posebej pa bodi pozoren, da stavka ne končaš s podpičjem, to pomeni nekaj
+povsem drugega! 😉
+
+Baza je torej naložena, tako da lahko začnemo z delom v prologu. Navadno to
+poteka tako, da sistemu postavljamo vprašanja. Če odpreš stran s poljubno
+nalogo, lahko v konzolo pišeš primere, ki so opisani v nadaljevanju.
+
+Za začetek lahko prologu zastavimo preprosto vprašanje:
+
+To vprašanje bi se v slovenščini glasilo: je Tina starš od Williama? Prolog iz
+baze znanja ve, da je Tina res starš od Williama, zato odgovori s
+
+Vprašajmo ga kaj bolj zapletenega. Na primer: kdo so Thomasovi otroci?
+
+Aha! Kaj je tisto podpičje na koncu in zakaj je rešitev več? Podpičje v resnici
+pomeni logični „ali“, po vsakem prologovem odgovoru (en odgovor, ena vrstica)
+pa nas (če ve, da je rešitev več) prolog počaka, da mu lahko rečemo, da želimo
+več odgovorov. S podpičjem (ali črno „n“ kot „next“) zahtevamo morebitne
+dodatne rešitve, s pritiskom na tipko „Enter“ pa poizvedbo končamo.
+
+Kot vidiš, so rešitve tri. Odgovor „no“ na koncu pa samo pomeni, da po tretji
+rešitvi ni nobene rešitve več.
+
+Zakaj so imena ljudi v bazi pisana z malo začetnico in zakaj je tisti
+No, kaj pa tole vprašanje?
+
+Čakaj, čakaj, kaj so tu vhodi in kaj izhodi? Tako je, kar navadi se: večinoma
+so vsi argumenti lahko vhodi in izhodi hkrati. Nič ni strogo definirano. Temu
+bomo pogovorno rekli, da prolog deluje v vse (več) smeri. Vprašali smo seveda,
+kdo je starš od Williama.
+
+Privoščimo silahko še več.
+
+Kako pa to ve? Seveda, saj je zapisano v bazi. Prolog nam je lepo začel
+naštevati, kdo vse je komu starš. Pametno, pametno. To je navsezadnje tudi
+pomen našega vprašanja.
+
+Kaj pa je bila tista vejica med obema spremenljivkama zgoraj? Medtem ko
+podpičje pomeni logični „ali“, vejica pomeni logični „in“. Izkoristimo to novo
+znanje in vprašajmo prolog še nekaj malce bolj zapletenega, kdo vse so
+sinovi od Thomasa? Sinovi so seveda osebe moškega spola, ki jim je
+Thomas starš.
+
+Vejico ali podpičje lahko torej uporabimo tudi v vprašanju. Seveda! Če bi
+želeli našteti npr. vse osebe v bazi, tako moške kot ženske, bi zapisali
+naslednje vprašanje:
+
+Ne bo „Hello, world“, ker je prelahek in nesmiselen za logični jezik, kot je
+prolog. Bo pa zato tisto, kar nas je večina spoznala kot svojo prvo besedo v
+življenju – relacija mama. Skratka,
+S tem, kar smo spoznali do sedaj, bi se tega lahko lotili tako, da pogledamo
+osebe v bazi, kje relacija velja in te primere zapišemo, nekako takole:
+
+S tem pravzaprav ni nič narobe in bi povsem lepo delovalo. Problem je le, da je
+zamudno, zelo zamudno. Seveda v nadaljevanju ne bomo popisovali relacij dejstvo
+za dejstvom, ampak bomo stvari poskusili avtomatizirati oz. definirati.
+Avtomatizacija je navsezadnje bistvena lastnost računalnikov.
+
+Spoznali bomo še zadnji, tretji (poleg dejstva in vprašalnega stavka) tip
+stavka: pravilo.
+
+Kaj mora torej veljati, da je
+Poglejmo sestavne dele zapisanega. Piko na koncu že poznamo, ravno tako že
+vemo, da vejica pomeni logični „in“. Torej je
+Za naš primer to pomeni naslednje. Če velja, da je
+Še nekaj zelo pomembnega. Vsakič, ko sprogramiraš kakšno pravilo – in večina
+programov bo preprosto množica enega ali več pravil – ga preberi tako, kot smo
+ga prebrali zgoraj. To je najboljši način razhroščevanja v prologu! Če se ti
+pravilo ob branju ne zdi smiselno, potem skoraj gotovo ni pravilno; kar zaupaj
+svojemu občutku za logiko.
+
+Za konec nekaj besed o slogu programiranja. Kot vidiš, sem pisal posamezne
+konjunkte v svojo vrstico, celotno telo stavka pa sem tudi nekoliko zamaknil.
+Vse to ni nujno potrebno, se pa tako veliko lažje bere in posledično lažje
+najde morebitno napako.
+
+Tako, sedaj si nared, da kaj tudi samostojno sprogramiraš. Vse relacije
+(naloge) v tem sklopu so definirane tako, da je
+Prolog načeloma ne uporablja standardnih kontrolnih struktur, kot so npr.
+while ali for zanke, zamišljen je povsem drugače. Saj to si do sedaj že opazil.
+Zato je rekurzija glavno orodje „avtomatizacije“ oz. nadomešča zanke.
+
+Kako se je lotimo? Načeloma ima vsaka rekurzivna definicija robni primer in
+splošni primer. Obojih je lahko tudi več. Tipično (to je seveda odvisno od
+tvojega sloga) za vsak primer napišeš svoje pravilo.
+
+Robni primer tipično predstavlja najbolj enostaven primer, ko relacija velja.
+Spomnimo se matematične indukcije, rekurzija ji je zelo podobna! Tipično
+najprej dokažeš, da relacija velja za n=1 (robni primer), potem pa se lotiš
+težjega, splošnega primera takole: predpostaviš, da relacija velja za
+nek n in poskusiš pokazati, da če je to res, da potem relacija velja tudi za
+n+1. Pri rekurziji v splošnem primeru razmišljaš takole: kako lahko primer
+preveden na enak, le kanček bolj enostaven primer? Najbolje je to videti na
+primeru, definirajmo relacijo prednik, torej
+Začnimo takole: vprašajmo se, kdaj je nek
+Spomni se, da se to pravilo prebere kot: če je
+Kako bi se lotili splošnega primera? Kaj, če predpostavimo, da poznamo nekega
+prednika od
+Zanimivo pravilo! Pravi naslednje: če (predpostavka!) je
+Pomembno: doseg spremenljivk, kot so zgoraj
+Vidiš, kako smo relacijo prednik definirali s pomočjo same sebe? To lahko
+storimo, če problem „zmanjšamo“. Če pogledamo družinsko drevo, je
+
+Brez skrbi, s precej vaje, ki jo omogačajo naloge v naslednjih sklopih, ti bo
+rekurzija postala zelo domača. Spoznal jo boš do obisti, obljubim!
+
+Kot si opazil, smo prejšni primer (prednik) rešili z dvema praviloma. Tukaj je
+celotna rešitev:
+
+Rešitev bi lahko zapisali tudi takole:
+
+Uporabili smo podpičje, logični „ali“. Preberimo pravilo: če je
+
+Tudi ta rešitev je pravilna. Pravzaprav boš kasneje videl, da je povsem enaka,
+le zapisana je drugače. Katero verzijo uporabiš, je bolj ali manj stvar tvojega
+sloga. Kasneje boš opazil, da je včasih ena verzija bolj primerna (krajša),
+včasih pa druga.
+
+Še dve pomembni opazki za konec:
+ Prvi koraki v prologu – pisanje pravil za različne družinske relacije.
-Za naloge v tem sklopu je že definirana baza podatkov o
+
+Prvi koraki v prologu
+– pisanje pravil za različne družinske relacije. Za naloge v tem sklopu je že
+definirana baza podatkov o
družinskih drevesih.
V prologu so te informacije predstavljene s predikati CodeQ: Prolog
+Kako rešujem naloge?
+
+
+
+mother(?X, ?Y)
zahteva dva argumenta,
+X
in Y
. Vprašaj pred imenom argumenta pomeni, da ta
+argument lahko predstavlja tako vhod kot izhod. Argumenti, ki delujejo le kot
+vhod, so označeni s +
, argumenti, ki delujejo le kot izhod, pa z
+-
.
+Na začetku se ne obremenjuj s tem, ampak preprosto programiraj, vhod/izhod se
+bo večinoma pravilno uredil sam od sebe. Prolog je pameten. 😉
+ ?-
, je
+namenjena tvojemu pogovoru s prologom. V ozadju teče minimalno okrnjen
+SWI Prolog,
+ki mu lahko zastavljaš vprašanja.
+Vse potrebne podatke za posamezno nalogo (npr. bazo znanja) ima sistem že
+naložene. Prav tako vedno samodejni naloži trenutno različico tvojega programa.
+Prologu lahko zastavljaš poljubna vprašanja, ne le ta, povezana s tvojim
+programom.
+ Kako shranim rešitve?
+Prolog: družinske relacije
+Baza znanja
+
+parent(tina, william).
+parent(thomas, william).
+parent(thomas, sally).
+parent(thomas, jeffrey).
+parent(william, vanessa).
+…
+female(tina).
+female(sally).
+female(vanessa).
+…
+male(william).
+male(thomas).
+male(jeffrey).
+…
+
+
+
+
+parent/2
,female/1
inmale/1
.gender(tina, female)
; to je povsem stvar sloga.
+parent/2
, female/1
+in male/1
. Zakaj jih pišem na tak način? Pred poševnico je ime relacije (kot
+npr. ime funkcije ali procedure v kakšnem drugem jeziku), za poševnico pa
+število argumentov. To je standarden zapis, ki ga boš videl v literaturi.
+Prvi koraki
+
+?- parent(tina, william).
+yes.
+
+true
ali yes
(odvisno od dialekta prologa). Gotovo si
+opazil tudi piko na koncu vprašanja. Tako je, čeprav gre za vprašalni tip
+stavka (drugi tip, ki smo ga pravkar spoznali), je na koncu pika. Vprašaj je na
+začetku, skoraj kot v španščini. 😊
+
+?- parent(thomas, X).
+X = william ;
+X = sally ;
+X = jeffrey ;
+no.
+
+X
zgoraj
+z veliko? Je to pomembno? Seveda je pomembno! Prolog avtomatsko ve, kakšnega
+tipa je določen stavčni element: v splošnem vse, kar je pisano z veliko
+začetnico, smatra za spremenljivke, vse z malo pa za konstante (tehnično za
+atome, ampak za zdaj se ne vtikajmo v to). V večini drugih jezikov bi ljudi v
+bazi verjetno pisali kot nize, jih obdali z narekovaji ali čim podobnim, v
+prologu pa je to bolj preprosto. Skratka, zato so vsa imena ljudi z malo
+začetnico – ne zaradi sloga, pač pa, ker tako mora biti. Sicer bi bil pomen
+drugačen.
+
+?- parent(X, william).
+X = tina ;
+X = thomas.
+
+
+?- parent(X, Y).
+X = tina, Y = william ;
+X = thomas, Y = william ;
+…
+
+
+?- parent(thomas, X), male(X).
+X = william ;
+X = jeffrey ;
+no.
+
+
+?- male(X) ; female(X).
+…
+
+
+Moj prvi program v prologu
+mother/2
bo naš ciljni
+predikat, definiran takole: mother(X, Y)
naj pomeni, da je
+X
mama od Y
.
+
+mother(tina, william).
+mother(sally, andrew).
+mother(sally, melanie).
+mother(vanessa, susan).
+…
+
+X
mama od Y
? Dve
+stvari: da je X
starš od Y
in da je X
+ženskega spola. S tem zadnjim ločimo mame od očetov. Pa zapišimo to s
+prologovim pravilom:
+
+mother(X, Y) :-
+ parent(X, Y),
+ female(X).
+
+X
starš in
+ženska hkrati.
+Kaj pa pomeni nenavadni operator :-
, ki je tako značilen za
+prolog? Ta operator nam definira pravilo, loči pa ga na dva dela: tisto pred :-
+imenujemo glava stavka, tisto za njim pa telo stavka. Bere pa se zelo preprosto
+takole: če logično velja telo stavka, potem iz tega sledi, da velja tudi glava
+stavka.
+X
starš
+od Y
in hkrati (vejica!) velja, da je X
+ženskega spola, potem velja, da je X
mama od
+Y
. Pravzaprav je kot pogojni stavek, kajne?
+X
v relaciji z
+Y
in ne obratno. Tako father(X, Y)
pomeni, da je
+X
oče od Y
in ne, da je Y
oče od
+X
.
+Naloge rešuj povsem naravno, ne obremenjuj se s tem, da morajo delovati v „vse
+mogoče smeri“, kot je delovala relacija parent/2
. Boš videl, da bo
+to večinoma prišlo kar samo od sebe kot bonus. Sem se vrni, ko naletiš na prvo
+rekurzijo, to je relacijo ancestor/2
.
+Prva rekurzija
+ancestor/2
.
+X
prednik od
+Y
na najbolj enostaven način? Predniki od Y
so
+njegovi starši, pa dedki in babice, pa pradedki in prababice, pa…. Naštevamo
+(dodajamo predpono pra‐) lahko v nedogled. Ampak najbolj enostaven (najkrajši,
+če relacije gledamo kot družinsko drevo) primer je? Starši, seveda! Robni
+primer je torej:
+
+ancestor(X, Y) :-
+ parent(X, Y).
+
+X
starš od
+Y
, potem je X
prednik od Y
. Sliši se
+smiselno, zato gremo naprej.
+Y
? Recimo mu Z
. Potem so tudi
+Z
-jevi starši predniki od Y
, kajne?
+Znamo to izkoristititi? Seveda!
+
+ancestor(X, Y) :-
+ parent(X, Z),
+ ancestor(Z, Y).
+
+Z
prednik
+od Y
in hkrati (vejica) je X
starš od Z
,
+potem je X
tudi prednik od Y
. Logično, kajne?
+X
, Y
in
+Z
, je omejen na trenutni stavek!
+Globalnih spremeljivk ni – tehnično to ni čisto res, ampak za zdaj to ni
+pomembo. 😊
+Tako sta X
in Y
v prvem stavku (robni primer) druga
+kot X
in Y
v drugem stavku (splošni primer).
+Z
en korak bližji prednik od Y
, kot je to
+X
.
+Tako je, ko smo postavili zahtevo parent(X, Z)
, smo problem
+„zmanjšali“ za en korak. Splošni primer se tako korak za korakom bliža robnemu
+primeru, ki rekurzijo konča.
+Slog programiranja
+
+ancestor(X, Y) :-
+ parent(X, Y).
+ancestor(X, Y) :-
+ parent(X, Z),
+ ancestor(Z, Y).
+
+
+ancestor(X, Y) :-
+ parent(X, Y)
+ ;
+ parent(X, Z),
+ancestor(Z, Y).
+
+X
starš od Y
ali če je X
starš od
+Z
in je hkrati Z
prednik od Y
,
+potem je X
prednik od Y
.
+
+
+
+
+
diff --git a/prolog/problems/family_relations/sl.py b/prolog/problems/family_relations/sl.py
index 81242ed..a808947 100644
--- a/prolog/problems/family_relations/sl.py
+++ b/prolog/problems/family_relations/sl.py
@@ -1,8 +1,11 @@
name = 'Družinske relacije'
description = '''\
-X
in Y
v cilju parent(X, Y)
+druga kot za podpičjem.
+ parent/2
,
-male/1
in female/1
.male/1
in female/1
.
+