JPS6249546A

JPS6249546A - 論理型言語処理装置

Info

Publication number: JPS6249546A
Application number: JP60188535A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Konagaya; 明彦小長谷
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1987-03-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、プロログ（Ｐｒｏｌｏｇ）等の論理型言語を
用いて知識処理、推論処理を行なうのに適した論理型言
語処理装置に関する。〔従来技術とその問題点〕論理型言語プロログは非決定的なプログラムが容易に記
述できることで知られている。例えば、よく知られたプ
ロログ記法（ｒＰｒｏｌｏｇプログラミング」中村克彦
訳（マイクロソフトウェア））によれば、「信康は家康
の息子である」と「秀忠は家康の息子である」という２
つの事実は次の２つの節で表わすことができる。また、「家康は将軍である」、「秀忠は将軍である」と
いう２つの事実は次の２つの節で表わすことができる。さらに、「家康の息子で将軍になった人物Ｘは誰か」と
いう質問は下記の質問節で表わすことができる。？−息子（家産、Ｘ）、将軍（Ｘ）。プロログの処理装置は、上記の如き質問節が与えられる
と次のように動作する。この場合、処理装置は上記節（
１）、　　（２＞を格納しているものとする。先ず、質
問節における各ゴール「息子（家産、Ｘ）Ｊと「将軍（
Ｘ）」について左から右の順序で述語呼出しを行なう。最初にゴール「息子（家産、ＸＨについて述語呼出しが
行われる。その結果、同一の述語名を有する節のうち先
ず上位にある節「息子（家産、信康）。」が呼ばれ、こ
の節の先頭のゴール（以下頭ゴールと呼ぶ）と呼出し側
のゴールとの単一化が試みられる。ここで単一化とは、
与えられた２つのゴールを同一のものにする操作をいう
。この場合には、「息子（家産、Ｘ）Ｊの変数Ｘを信康
に置換えることによって、２つのゴールを同一のものに
できるので２つのゴールは単一化されることになる。呼出し側のゴールと呼ばれた側の節の頭ゴールとの間で
単一化が成功すると、呼ばれた側の節が他のゴールを含
んでいるときには残りの他のゴールを左から右に実行す
る。しかし、上記の場合には、呼ばれた側の節は頭ゴー
ルしか含まないので、呼出し側のゴールと呼ばれた側の
頭ゴールが単一化した段階で述語呼出しが終了すること
になる。次にはゴール「将軍（Ｘ）」について述語呼出しが行な
われる。このとき前記述語呼出しによって変数Ｘには「
信康」が代入されているので、呼出し側のゴールは「将
軍（信康）」として扱われる。「将軍（信康）」で呼出
しが実行されると、最初に節「将軍（家産）。」が呼ば
れる。この節の頭ゴールと呼出し側のゴールは同一のゴ
ールにできないので、単一化は失敗する。次にその次の
節「将軍（秀忠）。」が呼ばれることになるが、この場
合も単一化が失敗する。上記の如くゴール「将軍（信康）」について呼出したす
べての節について単一化を失敗すると、呼出し側のゴー
ル「将軍（信康）」が失敗となり、バックトラックが引
き起こされる。バックトラックが生じると変数Ｘは再び
未定義状態に戻され、その後前のゴール「息子（家産、
Ｘ）Ｊがもう一度実行される。今後は節「息子（家産、
秀忠）。」が選ばれ、変数Ｘに「秀忠」が代入され、ゴ
ール「将軍（秀忠）」として実行される。このゴールに
対しては節「将軍（秀忠）。」があるので述語呼出しは
成功する。そして、質問節のすべてのゴールが成功して
プログラムの実行は終了する。以上のような非決定的な処理は、知識処理のように確定
したアルゴリズムがない問題を記述するときに便利であ
る。しかしながら、従来から知られているバックトラッ
クの実現手法は、最も最近に実行された述語から代替解
を求めるものであり、エラー処理などのときに発生する
特定の時点の実行環境に直接戻すような処理はできない
。例えば、以下のようなプログラムを考える。ｐ＋−ｒｅｐｅａｔ、ｒｅａｄ（Ｘ）、ｑ（Ｘ）。ｈ　（Ｘ）　。ｑ（Ｙ）ニーＱＱ　（Ｙ）。ｑ（ａ）。ｈ　　（ａ）ニーｅｒｒｏｒ。ｈ　　（Ｚ）ニーｈｈ　　（Ｚ）。ニーｐ、ｒ　　（ｂ）。ここで、述語ｐが起動され、ｒｅｐｅａｔ、ｒｅａｄ（
Ｘ）、Ｑ（Ｘ）を実行して、ゴールｈ（Ｘ）を呼出した
とき、Ｘがａのときはエラーにして、ｒｅａｄの直前の
状態までバックトラックしたいとしても、述語ｑが代替
節をもっているため、従来型のバックトラック制御方式
ではｒ　ｅａｄの直前の状態に直接バックトラックさせ
ることはできない。すなわち、従来方式ではバックトラ
ックしたとき制御の戻り場所を指定することができない
という問題を有していた。〔発明の目的〕本発明の目的は、上記従来方式の問題点を解決し、指定
されたゴールの実行環境まで直接バックトラックするバ
ックトラック制御機構を備えた論理型言語処理装置を提
供することにある。〔発明の構成〕本発明は、バックトラックに必要なパックトラツク情報
をポインタで結んで管理する実行制御スタックを有し、
述語呼出しが失敗したときに前記実行制御スタックに格
納されたバックトラック情報を用いてバックトラックし
て述語呼出しの別の解を求める実行制御機構を有する論
理型言語処理装置において、バックトラック情報に識別
子を付加して該バックトラック情報を前記実行制御スタ
ックにセーブする第１の命令実行手段と、前記実行制御
スタックにおいて与えられた識別子と同一の識別子を持
つバックトラック情報を検出し該バックトラック情報を
用いてバックトラックを行なう第２の命令実行手段を含
むことを特徴としている。〔実施例〕以下に、図面を用いて本発明の詳細な説明する。本発明に係る論理型言語処理装置ではｃａｔｃｈ命令と
ｔｈｒｏｗ命令という２つの命令実行手段を備えている
。ここでｃａｔｃｈ命令及びｔｈｒｏｗ命令は下記の如
き作用を有する。 ■ｃａｔｃｈ　（ラベル）ラベルで指定される識別子をバックトラック情報に付加
し、このバックトラック情報を実行制御スタックにセー
ブする。この命令を実行した後に上記ラベルと同一のラ
ベルを持つｔｈｒｏｗ命令が実行されるｃａｔｃｈ命令
に制御が戻され、実行環境がｃａｔｃｈ命令を実行した
直後の状態に戻された後、次のゴールが起動される。 ■ｔｈｒｏｗ　（ラベル）ラベルで指定される識別子を有するバックトラック情報
を実行制御スタックより検出し、実行環境を当該バック
トラック情報をセーブした時点に戻す。かかるＣａｔＣｈ命令及びｔｈｒｏｗ命令を用いて、制
御の戻るゴールを名前で指定すれば、バックトラックし
たとき制御の戻り場所を任意に指定することが可能とな
る。次に具体的構成に基づいて本発明の論理型言語処理装置
を説明する。第１図は本発明の一実施例による論理型言
語処理装置のブロック図である。この論理型言語処理装置は、プログラム実行に必要な情
報を格納するレジスタファイル５０と、プログラムのコ
ード及びデータを格納するメモリ１００と、レジスタフ
ァイル５０に格納されている情報及び第１図に図示され
ていないその他の制御情報を用いて、メモリ１００の内
容及びレジスタファイル５０の内容を更新する処理ユニ
ット６０とを含んで構成される。本実施例のメモリ１０
０は、述語呼出しの実行環境及びバックトラック情報を
格納する実行制御スタック１０と、単一化の過程で生成
されたデータ構造を格納するデータスタック２０と、単
一化の過程で結合された変数の位置を格納するトレール
スタック３０と、実行するプログラムを格納するコード
領域４０から構成される。また、レジスタファイル５０
には、現在実行中の述語の引数（以降引数の順にＡ　［
０〕、　Ａ　［：１］　、・・・・・・、　Ａ　（３１
）と記す）５１と、現在実行中の命令を指すプログラム
・カウンタ（以降ＰＣと記す）５２と、現在実行中のゴ
ールが成功したときに実行すべき命令を指すコンティニ
ニエイション・カウンタ（以降ＣＰと記す）５３と、現
在実行中の述語の実行環境を格納する環境フレームを指
すポインタ（以降ＬＥと記す）５４と、現在実行中のゴ
ールが失敗した時のバックトラック情報を格納する選択
フレーム又は識別子付き選択フレームを指すポインタ（
以降ＬＣと記す）５５と、実行制御スタック１０の未使
用領域の先頭を指すポインタ（以降ＣＴＯＰと記す）５
６と、トレールスタック２０の未使用領域の先頭を指す
ポインタ（以降ＴＴＯＰと記す）５７と、データスタッ
ク２０の未使用領域の先頭を指すポインタ（以降ＤＴＯ
Ｐと記す）５８と、現在実行中のゴールが失敗したとき
のデータスタック２０の未使用領域の先頭を指すポイン
タ（以降ＢＤＴＯＰと記す）５９が格納されている。第２図は、述語が呼出された際に実行環境として実行制
御スタック１０中に生成される環境フレームの構成を示
す概念図である。本実施例では述語が呼出されると、そ
の時点でのＬＥ５４及びＣＰ５３の値ＬＥ、ＣＰをセー
ブし、さらに、実行する筒中に含まれる変数の値領域Ｙ
。、Ｙ８．・・・・・・、Ｙ、。が確保される。そして、ＬＥ５４が新たに生成された環
境フレームのＣＰを格納したアドレスを指すようにＬＥ
５４を変更し、またＣＴＯＰ５６が新たに生成した環境
フレームの直下の未使用領域の先頭を指すようにＣＴＯ
Ｐ５６を変更する。第３図は、呼出された述語が２つ以上の節から構成され
ているときに、代替解を求めるためのバックトラック情
報として実行制御スタック１０中に生成される選択フレ
ームの構成を示す概念図である。本実施例では代替解を
持つ述語を呼出すと、これから実行する節が失敗したと
きに実行する代替節の飛び先アドレスと、その時点での
ＣＰ５３゜ＬＥ５４．ＬＣ５５，ＴＴＯＰ５７．ＤＴＯ
Ｐ５８．ＢＧＴＯＰ５９の各内容と呼出された述語の引
数個数ならびに対応する引数Ａ　［０〕、　Ａ　〔１，
ｌ　、・・・・・・。Ａ　［ｎ）を選択フレーム中に格納し、ＬＣ５５が新た
に生成した選択フレームの引数個数を格納したアドレス
を指すようにＬＣ５５を変更し、ＣＴＯＰ５６が新たに
生成した選択フレームの直下の未使用領域を指すように
ＣＴＯＰ５６を変更する。第４図は、ｃａｔｃｈ命令が実行されたときに識別子付
きのバックトラック情報として実行制御スタック１０中
に生成される識別子付き選択フレームの構成を示す概念
図である。ｃａｔｃｈ命令が実行されると、本実施例で
は、その時点でのＰＣ５２、ＣＰ５３．　ＬＥ５４．　
ＬＣ５５，ＴＴＯＰ５７．　ＤＴＯＰ５８．ＢＤＴＯＰ
５９の各内容と、識別子付き選択フレームを表わすフレ
ーム識別子（−１）と、ｃａｔｃｈ命令に引数として与
えられた識別子を格納し、ＬＣ５５が新たに生成した識
別子付き選択フレームのフレーム識別子を指すようにＬ
Ｃ５５を変更し、また、ＣＴＯＰ５６が識別子付き選択
フレームの直下の未使用領域を指すようにＣＴＯＰ５６
を変更する。次に、下記のプログラムを実行した際の上記処理装置の
動作について詳述する。ｐニーｃａｔｃｈ　（ｅｒｒｏｒ）、ｒｅａｄ　（Ｘ）
。ｑ　（Ｘ）　、　ｈ　（Ｘ）　。ｑ　（Ｙ）ニーｑｑ　（Ｙ）。ｑ（ａ）。ｈ　　（ａ）ニーｔｈｒｏｗ　（ｅｒｒｏｒ）。ｈ　　（ｚ）ニーｈｈ　　（Ｚ）。ニーｐ、ｒ　　（ｂ）。第５図は上記プログラムを実行した際の実行制御スタッ
ク１０の内容を示す概念図である。質問節において、ゴ
ールｐが起動されると処理ユニット６０は以下のように
動ず乍する。はじめに、ＣＰ５３が次のゴールｒ　（ｂ）を指し、Ｐ
Ｃ５２が述言吾ｐのエントリを指すよう１こセットされ
、述語ｐを実行する準備が行なわれる。述語ｐは代替節
を持たないので選択フレームは生成されない。また、述
語ｐは引数を持たないので単一化の処理も行なわれない
。ただし、本体部のゴールが２つ以上あるので環境フレ
ーム２１０が生成され、その時点でのＣＰ５３とＬＥ５
４の内容がセーブされる。この時点ではＣＰ５３はゴー
ルｒ　（ｂ）を、またＬＥ５４は図示されていない上位
の環境フレームをそれぞれ指している。また、環境フレ
ーム２１０には変数Ｘのための値領域が用意される。環
境フレームが生成されるとＰＣ５２は本体部のゴールを
指すようにセットされ、ＣａｔＣｈ命令の引数ｅｒｒｏ
ｒがＡ〔０］５１にセットされた後にｃａｔｃｈ命令が
起動される。ｃａｔｃｈ命令ではＰ　Ｃ５２が次のゴールｒｅａ（１
（Ｘ＞を指すようにセットされた後、ＰＣ５２゜ＣＰ５
３．ＬＥ５４．ＬＣ５５，ＴＴＯＰ５７．ＤＴＯＰ５８
の内容と、フレーム識別子（−１）及びＡ

〔０〕５１の
内容がセーブされる。次にｒｅａｄ命令ではＰＣ５２が次のゴールｑ（Ｘ）を
指すようにセットされ、入力装置から読み込まれた項が
変数Ｘに単一化される。ここで、読み込まれた項がａと
すると環境フレーム２１０の変数Ｘの値格納領域にａが
格納される。次に、ゴールｑ　（Ｘ）が起動されるが、
Ｘの値はすてにａとなっているため、ＡＣＯ）５１には
ａが格納される。そして、ＣＰ５３が次のゴールｈ　（
Ｘ）を指すようにセットされたのちＰＣ５２が述語ｑの
エントリを指すようにセットされ、述Ｘｆｑが実行され
る。述語ｑは２つの節から構成されるため選択フレームが生
成され代替節Ｑ（ａ）、への飛び先アドレスとこの時点
でのＣＰ５３．　ＬＥ５４．　ＬＣ５５，ＴＴ○Ｐ５７
．ＧＴＯＰ５８．ＢＧＴＯＰ５９の内容および引数個数
（１）とＡＣＯ）５１の内容がセーブされる。そして、
ＬＣ５５が生成された選択フレーム２３０の引数個数を
指すように変更され、ＣＴＯＰ５６が選択フレーム２３
０の直下の未定義領域の先頭を指すように変更される。述語ｑの第−節は本体部のゴールが１つしかないので本
実施例では環境フレームを生成せず、変数Ｙの値領域は
レジスタファイル５０のうえに確保する。この場合はＡ
Ｉ：０）５１に変数Ｙの値がすでに格納されているので
そのまま述語ｑｑが起動される。ゴールｑｑ（Ｙ）が成
功すると、このときのＣＰ５３の値、すなわち、ゴール
ｈ　（Ｘ）へのポインタがＰ　Ｃ５２にセットされ、述
Ｈｈが起動される。同様にして、述語ｑｑの選択フレー
ムが生成され、述語ｑｑの第−節との単一化が行なわれ
る。呼出し側の引数がａなのでこの単一化は成功し、次に、
ｔｈｒｏｗ命令が起動される。このとき、実行制御スタ
ック１０は第５図に示す通りになっており、Ａ〔Ｏ］５
１にはｅｒｒｏｒが格納されている。ｔｈｒＯＷ命令が起動されると、処理ユニット６０はＬ
Ｃ５５の指す選択フレーム２４０から親の選択フレーム
を指すポインタ２５０を辿って識別子付き選択フレーム
を検出する。本実施例では選択フレームと識別子付き選
択フレームの違いは引数個数が“−１′か否かで判断さ
れる。そして、識別子付き選択フレームが見つかると次
にＡＣＯ）５１の内容と識別子付き選択フレームに格納
されている識別子が一致するか否かをチェックし、一致
しない場合には次の識別子付き選択フレームを探しにゆ
く。一致した場合にはＰＣ５２，ＣＰ５３．　ＬＥ５４
゜ＴＴＯＰ５７．ＧＴＯＰ５８．ＢＧＴＯＰ５９を該識
別子付き選択フレームにセーブされた内容でリセットし
、さらに、ＣＴＯＰ５６が該識別付き選択フレームの直
下のアドレスを指し、ＬＣ５５が該識別子付き選択フレ
ームのフレーム識別子を指すようにセットする。以上の
動作により、本プログラム例では、実行環境はゴールｃ
ａｔｃｈ　（ａｂｏｒｔ）を実行した直後の状態に戻さ
れ、次にゴールｑ（Ｘ）が起動される。〔発明の効果〕以上説明した通り本発明によれば、論理型言語処理装置
のバックトラック制御機構において、バックトラック情
報に識別子を付加して実行制御スタックにセーブする命
令実行手段と、上記識別子で指定されたゴールの実行環
境まで直接にバックトラックする命令実行手段とを備え
るようにしたため、バックトラックしたとき制御の戻り
場所を特定の時点の実行環境に指定することができ、エ
ラー処理のような高度なプロログプログラムの実行制御
が実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る論理型言語処理装置の
ブロック図、第２図は環境フレームの概念図、第３図は選択フレームの概念図、第４図は識別子付きの選択フレームの概念図、第５図は
実行制御スタックの一構成例を示す概念図である。１０　　・・・・・・　実行制御スタック５０　　・・
・・・・　レジスタファイル５１　　・・・・・・　述
語の引数５２　　・・・・・・　プログラム・カウンタ５３　　
・・・・・・　コンティニュエイジョン・カウンタ５４
　　・・・・・・　現在実行中の述語の環境フレームを
指すポインタ５５　　・・・・・・　現在実行中の述語の選択フレー
ム又は識別子付き選択フレームを指すポインタ５６　　・・・・・・　実行制御スタック１０の未使用
領域の先頭を指すポインタ５７　　・・・・・・　トレールスタックの未使用領域
の先頭を指すポインタ５８　　・・・・・・　データスタックの未使用領域の
先頭を指すポインタ５９　　・・・・・・　現在実行中のゴールが失敗した
ときのデータスタックの未使用領域の先頭を示すポインタ６０　　・・・・・・　処理ユニット１００・・・・・・　メモリ代理人　弁理士　　岩　佐　義　幸第１図第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）バックトラックに必要なバックトラック情報をポ
インタで結んで管理する実行制御スタックを有し、述語
呼出しが失敗したときに前記実行制御スタックに格納さ
れたバックトラック情報を用いてバックトラックして述
語呼出しの別の解を求める実行制御機構を有する論理型
言語処理装置において、バックトラック情報に識別子を
付加して該バックトラック情報を前記実行制御スタック
にセーブする第１の命令実行手段と、前記実行制御スタ
ックにおいて与えられた識別子と同一の識別子を持つバ
ックトラック情報を検出し該バックトラック情報を用い
てバックトラックを行なう第２の命令実行手段を含むこ
とを特徴とした論理型言語処理装置。