Paradigma-Logico

Repositorio correspondiente a la materia Paradigmas de Programación (UTN). En este proyecto se estudia y ejemplifica el Paradigma Lógico utilizando el lenguaje Prolog.

---

Introducción al Paradigma Lógico

El Paradigma Lógico pertenece a la familia de los paradigmas declarativos, donde se especifica qué relaciones existen entre los datos y qué se desea demostrar, sin indicar cómo realizar la resolución paso a paso. A diferencia del paradigma imperativo o funcional, el lógico se basa en la deducción automática de conclusiones a partir de un conjunto de hechos y reglas declaradas en una base de conocimiento.

---

Características Fundamentales

• Descriptivo: los programas no indican cómo resolver un problema, sino que describen las relaciones lógicas entre las entidades del mismo.
• Declarativo: se expresa qué se quiere obtener, no cómo lograrlo.
• Basado en lógica de primer orden: utiliza predicados y reglas lógicas (cláusulas de Horn) para inferir conclusiones.
• Sin algoritmo explícito: el control de ejecución está a cargo del motor de inferencias, que aplica deducción, recursión y backtracking.
• Transparencia referencial: las variables se comportan como variables matemáticas, sin celdas de memoria ni efectos colaterales.

---

Estructura de un Programa Lógico

Un programa lógico se compone de tres partes principales:

1. Base de Conocimiento (BC): Conjunto de hechos y reglas que representan el conocimiento del dominio.

   • Hechos: enunciados siempre verdaderos que describen relaciones básicas.

     gusta(maria, juan).
     hombre(juan).
     mujer(maria).

   • Reglas: permiten deducir nuevos hechos a partir de los existentes.

     amigo(X, Y) :- gusta(X, Y), mujer(X), hombre(Y).

2. Consultas: Se formulan para demostrar un objetivo a partir de la base de conocimiento.

   • Validación: responde Sí o No.

     ?- mujer(maria).  % Respuesta: Yes

   • Búsqueda: devuelve los valores que satisfacen la consulta.

     ?- gusta(maria, X).  % Respuesta: X = juan

3. Motor de Inferencias: Controla la ejecución del programa mediante unificación, resolución y backtracking, buscando las soluciones que satisfacen la consulta.

---

Conceptos Clave

• Unificación: proceso por el cual las variables de una consulta se asocian con valores de los hechos o reglas.
• Backtracking: mecanismo de búsqueda recursiva que explora distintas ramas del árbol de inferencias.
• Resolución: proceso de demostración, emparejando objetivos con la cabeza de reglas y verificando subcondiciones.
• Reversibilidad: permite consultar a partir de datos conocidos o inferir qué datos producirían un resultado determinado.

---

Tipos de Consultas

• Sin Variables: validación directa de un hecho.
• Con Variables: búsqueda de valores que satisfacen la consulta.
• Con Variable Anónima: consulta de existencia sin identificar el valor exacto.

?- gusta(maria, _).  % Respuesta: Yes

---

Hipótesis del Mundo Cerrado

Todo lo que no está especificado en la Base de Conocimiento se considera falso. Esto permite que el sistema asuma con seguridad que un hecho ausente es no verdadero.

---

Listas en Prolog

Las listas son estructuras homogéneas y recursivas utilizadas para almacenar colecciones de elementos.

• Se representan como secuencias de elementos delimitadas por corchetes.
• La lista vacía se denota con [].
• La cabeza y cola de una lista se representan mediante [X | Xs].
• Pueden recorrerse recursivamente y contener variables, constantes o estructuras anidadas.

% Longitud de una lista
long([], 0).
long([_ | Xs], L) :- long(Xs, L1), L is L1 + 1.

% Suma de elementos de una lista
sum([], 0).
sum([X | Xs], S) :- sum(Xs, S1), S is X + S1.

---

Pasos de la Programación Lógica

1. Modelar el problema mediante una base de conocimiento formada por hechos.
2. Definir reglas que representen las relaciones lógicas entre los hechos.
3. Formular consultas para deducir o demostrar respuestas a partir de la base de conocimiento.

---

Aplicaciones del Paradigma Lógico

• Inteligencia Artificial
• Sistemas Expertos
• Robótica
• Procesamiento de Lenguaje Natural (NLP)
• Compiladores y análisis semántico
• Bases de datos deductivas
• Acceso a información en la web mediante lógica

---

Lenguaje PROLOG

Prolog (Programmation en Logique) es el lenguaje más representativo del paradigma lógico. Es un lenguaje interpretado que cuenta con compilador, intérprete interactivo, shell de ejecución y biblioteca estándar. Prolog combina lógica y control para la resolución de consultas sobre bases de conocimiento.

---

Conceptos Finales

• Sin instanciar: una variable no unificada aún no tiene valor asignado.
• Motor de inferencias: aplica recursión, unificación y backtracking para demostrar objetivos.
• Hipótesis del mundo cerrado: todo lo no declarado se asume falso.
• Reversibilidad: permite razonamiento bidireccional entre causas y consecuencias.

---

Ejecución en Prolog

Para ejecutar programas en Prolog de manera clara y efectiva, se pueden seguir estos pasos:

1. Guardar el archivo: Guardá tu programa lógico con extensión .pl. Ejemplo: base_conocimiento.pl

2. Abrir el intérprete de Prolog: Podés usar SWI-Prolog o GNU Prolog. Desde la terminal se ejecuta:

   swipl

3. Cargar el archivo en el intérprete:

   ?- [base_conocimiento].

4. Realizar consultas:

   ?- gusta(maria, X).
   ?- amigo(maria, juan).

5. Ejecución directa desde Bash (opcional):

   swipl -s base_conocimiento.pl -g "gusta(maria, X), writeln(X), halt."
   swipl -s base_conocimiento.pl -g "sum([2,7,3], S), writeln(S), halt."

   • -s indica el archivo de Prolog a cargar.
   • -g indica la consulta a ejecutar al iniciar.
   • writeln(X) imprime la respuesta en consola.
   • halt. cierra Prolog automáticamente al finalizar.