7.1.2. Декларативное представление данных и знаний

Декларативная часть PILOT-программы состоит из элементов, специфицирующих типы данных, прототипы функций и/или процедур, переменные, а также необходимые базы знаний.

Спецификация типов — мощное средство конструирования новых типов данных, которые поддерживаются системой автоматически на основании базовых типов. В ЯПЗ PILOT/2 фиксированы следующие базовые типы: int, float, char, string, имя-фрейма, prototype, frame, func,proc. Без учета спецификации ограничения это дает почти те же возможности, что и спецификация typedef в языках С и C++. Однако в ЯПЗ PILOT/2 существуют и множественные типы, симметричные по отношению к базовым, а также усечение вновь вводимых типов с помощью

ограничений. Последние задают в базисе И-ИЛИ-НЕ ограничения, которым должны удовлетворять значения соответствующего типа. Так, например, спецификация

(см. скан)

вводит подтип типа Age, значения которого должны быть положительными целыми в интервале [0, 12].

Спецификации

(см. скан)

определяют, что элементами типа Friends являются элементы типа Persons, включающие в себя, по крайней мере, два указанных явно элемента.

Обработка сложно структурированных данных во внешней памяти является отличительным свойством всех ЯПЗ. Но помимо этого нужны и «обычные» переменные. Вот почему в ЯПЗ PILOT/2 введены регистры и стеки. Семантика регистров такая же, как у простых переменных традиционных языков программирования. Иначе обстоит дело со стеками. Для явной спецификации поведения стеков в ЯПЗ PILOT/2 введены префиксы и постфиксы, которые являются одноместными операторами, аналогичными по синтаксису унарным операторам современных языков программирования. Семантика их зафиксирована в табл. 7.1. Одна и та же переменная, в зависимости от наличия или отсутствия префикса (постфикса), трактуется либо как регистр, либо как стек. Для выделения имен переменных в текстах PILOT-программ им предшествует символ

Таблица 7.1. Семантика переменных в языке PILOT/2

Ядром декларативного представления данных и знаний в ЯПЗ PILOT/2 является спецификация баз — временных и постоянных. Все базы в ЯПЗ PILOT/2 фреймовые и поддерживаются на этапе выполнения продукционных программ специализированным пакетом FRAME/2 [Sherstnew et al., 1994].

Спецификация временной базы предполагает, что определенные здесь фреймы имеют «время жизни», совпадающее с периодом выполнения PILOT-программы, а ее имя — встроено в систему и не может быть изменено. Типичный пример определения временной базы — следующий: спецификация-фрейма, спецификация-фрейма

Иначе обстоит дело с постоянными базами. Их «время жизни» никак не связано с конкретной PILOT-программой, а имена выбирает сам пользователь. Такие базы

могут создаваться и/или использоваться в данной PILOT-программе. Примерами определения постоянных баз могут быть следующие спецификации:

И в случае временных, и в случае постоянных баз основным элементом определения является спецификация фрейма:

(см. скан)

Из этих определений следует, что ЯПЗ PILOT/2 является сильно типизированным языком и, следовательно, обеспечивает строгую проверку правильности

использования типов на этапе трансляции. Такой подход повышает надежность проектирования продукционных программ и увеличивает их эффективность. Теперь рассмотрим примеры спецификации фреймов. Первый из них — спецификация прототипа вида:

Из этого описания следует, что у фрейма Person, заданного как корневой прототип, имеются четыре слота с именами Name, Age, Sex и Children. Каждый слот может иметь значение определенного типа. Значениями слотов Name и Sex могут быть строки, слота Age — число, а слота Children — множество ссылок на другие фреймы. Кроме обязательной спецификации типа слот может иметь дополнительную спецификацию. Так, чтобы показать, что значение слота Age должно быть не меньше 0, а слот Sex может принимать только два значения, «male» или «female», использована дополнительная спецификация restr_by. Конструкция, следующая за этим ключевым словом, называется спецификатором и представляет собой логическое выражение особого вида. Другая дополнительная спецификация, by_default, определяет значение слота по умолчанию. Например, если в экземпляре фрейма Person не будет указано конкретное значение слота Sex, оно будет равно «male».

Кроме этих дополнительных спецификаций имеются в ЯПЗ PILOT/2 и спецификации демонов. Они определяют присоединенные процедуры, которые «запускаются» при добавлении (if_added), удалении (if_deleted) или изменении значений (if_changed).

Любой фрейм может стать прототипом для других фреймов:

Приведенные выше фреймы John и Mary — экземпляры фрейма Person. Их слоты получают конкретные значения. Фрейм-экземпляр может не иметь некоторых слотов своего прототипа (имена таких слотов перечисляются после ключевого слова without) и может иметь дополнительные слоты, специфицируемые так же, как и в прототипе.