Mecanismos avançados para manipulação de tabelas em sistemas Prolog com suporte para tabulação

Flávio Manuel Fernandes CruzOrientador: Ricardo RochaInstituição: CRACS / FCUP

Palavras-chave

Prolog

Tabulação

Call-Subsumption

YAP

XSB Prolog

Prolog

SLD (Selective Linear Definite) é a estratégia de avaliação tradicional do Prolog

Apesar de ser muito usada tem algumas lacunas...

path(X, Y) :- path(X, Z), edge(Z, Y).path(X, Y) :- edge(X, Y).

edge(1, 2). edge(2, 3).

Prolog

E agora?

path(1, Z)

path(1, Z), edge(Z, Y)

CICLO INFINITO

Tabulação

A tabulação é uma forma diferente de avaliar Prolog

Resolve as incapacidades da SLD quanto aos ciclos infinitos e computações redundantes

Consiste em guardar numa tabela as soluções intermédias de determinados objectivos para que possam ser reutilizadas quando surgirem chamadas repetidas

Tabulação

1. path(1, Z)

2. path(1, Z), edge(Z, Y) 3. edge(1, Y)

4. Y = 2 5. fail6. edge(2, Y)

7. Y = 3

9. edge(3, Y)

10. fail8. fail

Z = 2 Z = 3

11. complete

path(1, VAR0):

4. VAR0 = 2

7. VAR0 = 3

Call-Subsumption

A extensão do YAP para Tabulação (YapTab) só suporta chamadas variantes (Call-Variance)

O objectivo do trabalho é alterar o YapTab para também suportar Call-Subsumption

Call-Subsumption

Call-Variance só reaproveita soluções de um golo se este for variante de um já colocado na tabela. Exemplo: p(X, 1, Y) é variante de P(X, 1, Z)

No entanto podemos fazer ainda melhor, reaproveitando as soluções de golos mais gerais caso existam

Dizemos assim que um golo T1 subsume um golo T2 quando T1 é mais geral que T2: path(X, Y) subsume p(1, X)

Com este mecanismo podemos reutilizar resultados computados e diminuir a redundância nas tabelas do engine, poupando espaço e tempo

Perspectivas de solução

O mecanismo de tabulação do XSB Prolog já implementa Call-Subsumption

Existem dois artigos que descrevem soluções implementadas para o XSB

A ideia principal será usar as TST (time stamped tries) como base e tentar melhorar a partir daí

Plano de Trabalhos

Estudo dos modelos de execução de tabulação em sistemas Prolog com particular ênfase na implementação do sistema YapTab (feito)

Estudo dos algoritmos e estruturas de dados utilizados para suporte de Call-Subsumption e Common Global Trie (feito)

Plano de Trabalhos

Tentar reutilizar algoritmos e estruturas de dados do XSB Prolog e integrá-los na máquina do Yap (2,5 meses)

Melhorar os algoritmos e estruturas de dados do XSB. O objectivo será que ambos, XSB e YAP, façam proveito das novas melhorias (2 meses)

Plano de Trabalhos

Testes e validação (1 mes)

Escrita de 1 ou 2 artigos sobre o trabalho efectuado

Dissertação! (1 mes)

:- Fim.

Obrigado pela vossa atenção!Prasad Rao, C. R. Ramakrishnan, I. V. Ramakrishna. A Thread in Time Saves Tabling Time. 1996.

Ernie Johnson, C. R. Ramakrishnan, I.V. Ramakrishnan, Prasad Rao. A Space Efficient Engine for Subsumption-Based Tabled Evaluation of Logic Programs. 1999.

Ricardo Rocha, Fernando Silva, Vítor Santos Costa. The YapTab Tabling System. 2003.

http://github.com/flavioc/yap

http://flaviocruz.net

Call-Subsumption

path(X, Y) :- edge(X, Y).path(X, Y) :- edge(X,Z), path(Z, Y).

edge(1, 2). edge(2, 3). edge(3, 4).

1. path(X, Y)

2. edge(X, Y)

3. X = 1

Y = 2

4. X = 2

Y = 3

5. X = 3

Y = 46. fail

7. edge(X, Z), path(Z, Y)

8. path(2, Y) 11. path(3, Y) 14. path(4, Y)

9. Y = 3 12. Y = 4

15. fail

16. Y = 4

11. complete

path(VAR0, VAR1):

3. VAR0 = 1, VAR1 = 2

4. VAR0 = 2, VAR1 = 3

5. VAR0 = 3, VAR1 = 4

10. VAR0 = 1, VAR1 = 3

13. VAR0 = 2, VAR1 = 4

17. VAR0 = 1, VAR1 = 4

path(2, VAR0):

9. VAR0 = 3

16. VAR0 = 4

path(3, VAR0):

12. VAR0 = 4