स्थिति गणना

स्थिति गणना एक तर्क औपचारिकता है जिसे गतिशील कार्यक्षेत्र के बारे में प्रतिनिधित्व और तर्क करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसे पहली बार 1963 में जॉन मैक्कार्थी (कंप्यूटर वैज्ञानिक) द्वारा प्रस्तुत किया गया था। इस आलेख में प्रस्तुत स्थितिजन्य गणना का मुख्य संस्करण 1991 में रे रेइटर द्वारा प्रस्तुत किए गए संस्करण पर आधारित है। इसके बाद मैक्कार्थी के 1986 संस्करण और एक तर्क क्रमादेशन सूत्रीकरण के बारे में अनुभाग दिए गए हैं।

अवलोकन

स्थिति कलन प्रथम-क्रम तर्क सूत्रों के एक समूह के रूप में बदलते परिदृश्यों का प्रतिनिधित्व करता है। गणना के मूल तत्व हैं:

• संसार में जो कार्य किये जा सकते हैं
• स्पष्टता (कृत्रिम बुद्धि) जो विश्व की स्थिति का वर्णन करती है
• परिस्थितियाँ

एक कार्यक्षेत्र को कई सूत्रों द्वारा औपचारिक रूप दिया जाता है, अर्थात्:

• प्रत्येक क्रिया के लिए एक पूर्वपेक्षित सिद्धांत क्रिया
• प्रत्येक स्पष्टता के लिए एक अनुक्रम स्थिति सिद्धांत
• विभिन्न स्थितियों में दुनिया का वर्णन करने वाले सिद्धांत
• स्थिति गणना के मूलभूत सिद्धांत

एक साधारण रोबोट दुनिया को एक चालू उदाहरण के रूप में तैयार किया जाएगा। इस दुनिया में एक रोबोट और कई निर्जीव वस्तुएं हैं। दुनिया को एक ग्रिड के अनुसार व्यवस्थित किया गया है ताकि स्थानों को इसके अनुसार निर्दिष्ट किया जा सके $(x,y)$ समन्वय बिंदु. रोबोट के लिए दुनिया भर में घूमना और वस्तुओं को उठाना और छोड़ना संभव है। कुछ वस्तुएं रोबोट के उठाने के लिए बहुत भारी हो सकती हैं, या इतनी नाजुक हो सकती हैं कि गिराए जाने पर वे टूट जाएं। रोबोट अपने पास मौजूद किसी भी टूटी हुई वस्तु की मरम्मत करने की भी क्षमता रखता है।

तत्व

स्थिति गणना के मुख्य तत्व क्रियाएं, प्रवाह और स्थितियां हैं। दुनिया के वर्णन में आमतौर पर कई वस्तुएं भी शामिल होती हैं। स्थिति गणना तीन प्रकार के क्रमबद्ध कार्यक्षेत्र पर आधारित है: क्रियाएं, स्थितियां और वस्तुएं, जहां वस्तुओं में वह सब कुछ शामिल होता है जो कोई क्रिया या स्थिति नहीं है। प्रत्येक प्रकार के वेरिएबल का उपयोग किया जा सकता है। जबकि क्रियाएँ, परिस्थितियाँ और वस्तुएँ कार्यक्षेत्र के तत्व हैं, प्रवाह को या तो विधेय या कार्यों के रूप में तैयार किया जाता है।

कार्रवाई

क्रियाएँ एक प्रकार का कार्यक्षेत्र बनाती हैं। सॉर्ट एक्शन के वेरिएबल्स का उपयोग किया जा सकता है। क्रियाओं को परिमाणित किया जा सकता है। उदाहरण रोबोट की दुनिया में, संभावित कार्य शर्तें होंगी $move(x,y)$ रोबोट को एक नए स्थान पर ले जाने का मॉडल बनाना $(x,y)$, और $pickup(o)$ किसी वस्तु को उठाने वाले रोबोट का मॉडल बनाना o. एक विशेष विधेय Poss का उपयोग यह इंगित करने के लिए किया जाता है कि कोई कार्रवाई कब निष्पादन योग्य है।

परिस्थितियाँ

स्थिति गणना में, एक गतिशील दुनिया को दुनिया के भीतर किए जा रहे विभिन्न कार्यों के परिणामस्वरूप स्थितियों की एक श्रृंखला के माध्यम से प्रगति के रूप में तैयार किया गया है। एक स्थिति क्रिया घटित होने के इतिहास का प्रतिनिधित्व करती है। यहां वर्णित स्थिति गणना के रेइटर संस्करण में, एक स्थिति एक स्थिति का प्रतिनिधित्व नहीं करती है, शब्द के शाब्दिक अर्थ के विपरीत और मैककार्थी और हेस द्वारा मूल परिभाषा के विपरीत। इस बिंदु को रेइटर द्वारा इस प्रकार संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है:

एक स्थिति क्रियाओं का एक सीमित क्रम है। अवधि। यह कोई स्थिति नहीं है, यह कोई स्नैपशॉट नहीं है, यह एक इतिहास है।

किसी भी कार्य को करने से पहले की स्थिति को आम तौर पर दर्शाया जाता है $S_{0}$ और प्रारंभिक स्थिति को बुलाया। किसी क्रिया के निष्पादन से उत्पन्न नई स्थिति को फ़ंक्शन प्रतीक का उपयोग करके दर्शाया जाता है do (कुछ अन्य सन्दर्भ इसका भी प्रयोग करें result). इस फ़ंक्शन प्रतीक में तर्क के रूप में एक स्थिति और एक क्रिया होती है, और परिणाम के रूप में एक स्थिति होती है, बाद वाली स्थिति वह स्थिति होती है जो दी गई स्थिति में दी गई कार्रवाई को करने के परिणामस्वरूप होती है।

तथ्य यह है कि परिस्थितियाँ क्रियाओं का क्रम हैं न कि अवस्थाएँ, यह कहते हुए एक सिद्धांत द्वारा लागू किया जाता है $do(a,s)$ के बराबर है $do(a',s')$ अगर और केवल अगर $a=a'$ और $s=s'$. इस स्थिति का कोई मतलब नहीं है यदि स्थितियाँ स्थिति की हों, क्योंकि दो अलग-अलग स्थितिों में निष्पादित दो अलग-अलग कार्रवाइयों का परिणाम एक ही स्थिति में हो सकता है।

उदाहरण रोबोट की दुनिया में, यदि रोबोट की पहली क्रिया स्थान पर जाना है $(2,3)$, पहली क्रिया है $move(2,3)$ और परिणामी स्थिति है $do(move(2,3),S_{0})$. यदि इसकी अगली क्रिया गेंद को उठाना है, तो परिणामी स्थिति यह होगी $do(pickup(Ball),do(move(2,3),S_{0}))$. स्थितियां जैसे शर्तें $do(move(2,3),S_{0})$ और $do(pickup(Ball),do(move(2,3),S_{0}))$ निष्पादित कार्यों के अनुक्रम को निरूपित करें, न कि निष्पादन के परिणामस्वरूप होने वाली स्थिति का विवरण।

धाराप्रवाह

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ऐसे कथन जिनका सत्य मान बदल सकता है, उन्हें संबंधपरक प्रवाह, विधेय द्वारा प्रतिरूपित किया जाता है जो किसी स्थिति को अपने अंतिम तर्क के रूप में लेते हैं। कार्यात्मक प्रवाह भी संभव हैं, फ़ंक्शन जो किसी स्थिति को अपने अंतिम तर्क के रूप में लेते हैं और स्थिति-निर्भर मूल्य लौटाते हैं। फ़्लुएंट्स को दुनिया की संपत्ति माना जा सकता है'।

उदाहरण में, धाराप्रवाह $\mathit{\text{isCarrying}}($