G_del語言編譯系統(tǒng)中推理機的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、邏輯程序設(shè)計語言提供了一種說明性的編程方法，與基于算法的過程性程序設(shè)計語言如Pascal、Ada和C等相比，邏輯程序設(shè)計語言具有諸多優(yōu)點。首先，邏輯程序豐富的表達(dá)能力和不確定性語言機制，使其非常適合于表達(dá)人工智能和知識工程中的問題；其次，邏輯程序建立在一階謂詞邏輯的基礎(chǔ)之上，具有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，易于進(jìn)行程序的正確性證明和驗證；第三，邏輯程序開發(fā)者不需要考慮程序“如何計算”，而只需要說明要“做什么”，從而有利于其將精力集中到問題的求解

2、上，從計算模型的層面探索問題的求解。由于Prolog語言取得的成功，一直以來Prolog都是邏輯程序設(shè)計的代稱。但是，Prolog基于一階邏輯的Horn子集，作為一種無類型邏輯程序設(shè)計語言，缺乏足夠的可表達(dá)性，而且，由于Prolog中引入了較多的過程性謂詞如cut和retract等，使其缺乏清晰、明確的說明性語義。 鑒于此，邏輯程序設(shè)計的研究者們提出了新型邏輯程序設(shè)計語言G(o)del，它繼承并發(fā)展了Prolog，試圖解決Pro

3、log中存在的諸多語義問題，增強其可表達(dá)性能力，縮小理想的邏輯程序與邏輯程序的具體實現(xiàn)之間的巨大鴻溝。據(jù)此，它引入了參數(shù)型多態(tài)多類類型系統(tǒng)，增加了延遲計算等新的語言成分，支持模塊化程序設(shè)計和元程序設(shè)計，具有靈活的計算規(guī)則和剪枝操作，并以系統(tǒng)模塊形式提供豐富的抽象數(shù)據(jù)類型以支持通用程序設(shè)計，對其適當(dāng)擴展可支持面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計。但是，作為一種新型的邏輯程序設(shè)計語言，G(o)del語言能否真正走向成功，還取決于是否有一個高效率的編譯或解釋實現(xiàn)

4、系統(tǒng)。迄今為止，就是語言的設(shè)計者們，也僅實現(xiàn)了一個旨在驗證語言功能的原型系統(tǒng)。本文圍繞Godel語言的實現(xiàn)，提出并沿著一條全新的技術(shù)路線，初步實現(xiàn)了一個G(o)del編譯程序的實驗室系統(tǒng)，通過了一組典型的程序?qū)嵗疫\行效率很高。本文重點介紹這個實驗室系統(tǒng)中核心部分推理機的設(shè)計與實現(xiàn)。 本文首先對推理機所要實現(xiàn)的G(o)del語言的主要機制：類型系統(tǒng)、延遲計算、剪枝操作等進(jìn)行了分析，討論這些新機制對G(o)del語言程序設(shè)計和SL

5、D反駁一消解過程的影響。進(jìn)一步，借鑒Warren虛擬機的設(shè)計思想，提出了將Godel源程序通過詞法、語法和語義分析把源程序翻譯成帶說明性語義信息的一種高度結(jié)構(gòu)化的中間代碼，然后在中間代碼之上進(jìn)行程序的推理求解的編譯實現(xiàn)技術(shù)路線?；谠撍枷?，我們具體討論了G(o)del語言編譯系統(tǒng)的總體設(shè)計結(jié)構(gòu)，闡述了G(o)del語言推理機實現(xiàn)的基本原理，重點描述了中間代碼結(jié)構(gòu)和基于該中間代碼的推理機實現(xiàn)。最后，通過性能分析驗證了本文實現(xiàn)的推理機具有較