Anar a: Buscar
FIB > Els estudis > Pàgines de les assignatures > Departament LSI > IL Castellano | English
RI
P1
LI
ALG
A
IA
BD
COM
DABD
SIO
GSI
ASAI
PESBD
SGBDO
CL
PGPSI
VIG
DSBW
VA
ER
AIA
ES2
IL
TC
ES1
ALCC
PCD
ADA
PRAP
PROP
PS
LP
PLN
PRED
SGI



Introducció a la Lògica ( IL )

Crèdits: Departament: Tipus: Requisits:
7.5 LSI
  • Obligatòria per l'EI
  • Obligatòria per l'ETIG
  • Obligatòria per l'ETIS
  •    

    Professors

    Responsable:  Lluis Vila Grabulosa (vilalsi.upc.edu).
    Altres:(Informació no introduïda)

    Objectius Generals

    Els objectius generals son dos:

    1.- Conèixer que és la lògica i quin és el rol que aquesta ciència juga en la informàtica.

    2.- Conèixer, tant de la Lògica Proposicional (LProp) com de la Lògica de Primer Ordre (LPO) els següents aspectes: la sintaxi, el significat, els mètodes de demostració més importants i les possibilitats d'aplicació a la informàtica.

    Objectius Específics

    Coneixements

    1. Fer-se una primera idea de que és la lògica i quin és el rol que aquesta ciència juga en la informàtica.
    2. Conèixer amb precisió la sintaxi i el significat de les fórmules de la Lògica Proposicional (LProp) i de la Lògica de Primer Ordre (LPO).
    3. Entendre de forma precisa les nocions de
      (1) equivalència lògica de dues fórmules,
      (2) satisfactibilitat d'un conjunt de fórmules, i
      (3) conseqüència lògica d'una fórmula a partir d'un conjunt de fórmules.
    4. Conèixer els mètodes més importants de demostració automàtica en LProp i LPO.
    5. Conèixer els fonaments i l'aplicació pràctica de la Programació Lògica,
      en particular el PROLOG i el seu ús com a llenguatge de programació.
    6. Descobrir les possibilitats i limitacions de la lògica com a eina per especificació i verificació en diferents àmbits de la informàtica.

    Habilitats

    1. Llegir, entendre i escriure correctament i amb agilitat fórmules en LProp i LPO
      amb especial èmfasi a fòrmules de dominis relacionats amb la d'informàtica.
    2. Ser capaç d'escriure fòrmules en LProp i LPO
      que formalitzin un coneixement donat d'un determinat domini,
      amb especial èmfasi a dominis relacionats amb la d'informàtica.
    3. Ser capaç de manipular fòrmules de LProp i LPO amb agilitat
      i transformarles a formes equivalents més simples.
    4. Ser capaç d'aplicar els mètodes de demostració automàtica com ara la Resolució
      a la demostració formal de les nocions esmentades en els objectiu.
    5. Ser capaç de fer petits programes en PROLOG,
      amb recursivitat, llistes, estuctures, negació-per-fracàs, ...
      pero sense el "cut".

    Competències

    (Informació no introduïda)

    Continguts

    Hores estimades de:

    T P L Alt L Ext. Est A Ext.
    Teoria Problemes Laboratori Altres activitats Laboratori extern Estudi Altres hores fora d'horari fixat

    1. Introducció Informal
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     2,0   0   0   0   0   2,0   0   4,0 
    Història: lògica i filosofia, lògica i matemàtica i lògica i informàtica.
    Objectius de la lògica: Estudi formal de la validesa de raonaments i altres relacions de veritat.
    Components d'una lògica: sintaxi, semàntica, sistema deductiu (axiomes + regles + procediment).
    Problemes centrals que estudia la lògica: Equivalència Lògica, Conseqüència Lògica, Satisfactibilitat d'un conjunt de fórmules.
    Lògiques que estudiarem (LProp, LPO, programació lògica, LPO amb igualtat) i lògiques que no.

    2. Sintaxi de Lògica Proposicional
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     1,0   0   0   0   0   1,0   0   2,0 
    Vocabulari i Regles sintàctiques.
    Abreviacions: Abreviació de parèntesis.
    Forma textual / forma d'arbre.

    3. Semàtica de Lògica Proposicional
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     4,0   0   0   0   0   4,0   0   8,0 
    Noció d'Interpretació.
    Regles semàntiques, avaluació de fórmules i noció de model.
    Definicions semàntiques relatives a una fórmula (o un conjunt de formules): validesa, insatisfactibilitat i contingència.
    Definicions semàntiques que relacionen varies fórmules:
    noció d'equivalència lògica / no equivalència,
    noció de conseqüència lògica / no conseqüència i
    noció de satisfactibilitat d'un conjunt de fórmules / insatisfactibilitat.
    Interrelació entre aquestes definicions.
    Sistemes de decisió i sistemes deductius.
    Demostració de satisfactibilitat d'un conjunt de fórmules.
    Demostració de no equivalència lògica.
    Demostració de no conseqüència lògica.

    4. Formalització en Lògica Proposicional
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     2,0   0   0   0   0   2,0   0   4,0 
    Formalització de conjuncions i disjuncions.
    Formalització amb negacions, doble negacions, negació combinada amb conjunció i disjunció.
    Formalització amb Implicacions: Condició Suficient i Condició Necessària.
    Formalització amb Doble Implicació: Condició Necessària i Suficient.

    5. Equivalència en Lògica Proposicional
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     2,0   0   0   0   0   2,0   0   4,0 
    Definició i Propietat d'Equivalència Lògica.
    Transformació Preservant Equivalència.
    Taula d'equivalències bàsiques en LProp.
    Reemplaçament de subfórmules.

    6. Arbres de Decisió per a Lògica Proposicional
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     2,0   0   0   0   0   2,0   0   4,0 
    Arbres de decisió binaris (BDT).
    Arbres de decisió binaris amb substitucions.
    Diagrames de decisió binaris ordenats (OBDD).

    7. Taulers Analítics en Lògica Proposicional
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     4,0   0   0   0   0   4,0   0   8,0 

    8. Resolució en Lògica Proposicional
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     4,0   2,0   0   0   0   6,0   0   12,0 
    Formes Normals
    Definició
    Pas a forma normal en LProp
    Aplicacions del pas a forma normal:
    Demostració d'equivalència, Simplificació i Demostració de Conseqüència lògica.
    Simplificació de Clàusules.
    Resolució en Lògica Proposicional.
    Regla de Resolució.
    Algorisme i estratègies de Resolució: Estratègia lineal i amb conjunt suport.

    9. Deducció Natural i Altres Sistemes Deductius de Lògica Proposicional
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     2,0   0   0   0   0   2,0   0   4,0 
    Regles de DN per LProp.
    DN amb regles derivades, axiomes i equivalències.
    Comentari sobre altres sistemes deductius.

    10. Preliminars de Lògica de Primer Ordre (LPO)
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     1,0   0   0   0   0   1,0   0   2,0 
    Conjunts: teoria, conjunt de parts, conjunt de seqüències. Relacions i funcions.
    Consideracions sobre Cardinalitats.
    Estructures algebraiques bàsiques: Estructura de Primer Ordre.

    11. Sintaxi de Lògica de Primer Ordre
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     1,0   0   0   0   0   1,0   0   2,0 
    Vocabulari de Primer Ordre: relacions, constants i funcions.
    Regles sintàctiques de LPO.
    Conceptes: abast dels quantificadors, variables lliures i variables lligades, etc.
    Abreviacions.
    Forma textual / forma d'arbre.

    12. Semàntica de la Lògica de Primer Ordre
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     4,0   4,0   0   0   0   8,0   0   16,0 
    Nocions d'Interpretació i model.
    Propietats semàntiques relatives a una fórmula.
    Propietats semàntiques que relacionen varies fórmules.
    Cerca de Models i Contramodels.
    Demostració de Satisfactibilitat d'un conjunt de fórmules.
    Demostració de no equivalència.
    Demostració de no conseqüència.

    13. Formalització en Lògica de Primer Ordre
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     0   3,0   0   0   0   3,0   0   6,0 
    Metodologia informal d'escritura de fòrmules corresponents a un text.
    Formalització amb Quantificació Restringida.
    Formalització de Condicions.
    Formalització amb Igualtat.

    14. Taulers Analítics en LPO
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     2,0   0   0   0   0   2,0   0   4,0 

    15. Manipulació Sintàctica de Fórmules de LPO
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     2,0   2,0   0   0   0   4,0   0   8,0 
    Substitucions: Aplicació de substitucions, substitucions lliures i lligades, composició de substitucions.
    Equivalència Lògica en LPO i Reemplaçament.
    Transformació a Forma Normal.
    Transformacions que només preserven la Satisfactibilitat: Skolemització.

    16. Resolució en Lògica de Primer Ordre
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     4,0   2,0   0   0   0   6,0   0   12,0 
    Unificació de termes: Algorisme de Martelli-Montanari.
    Regla de Resolució.
    Algorisme general i estratègies de Resolució.
    Regla de Factorització.

    17. Deducció Natural en LPO i comentari d'altres sistemes deductius
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     2,0   0   0   0   0   2,0   0   4,0 

    18. Programació Lògica
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     4,0   2,0   10,0   0   0   16,0   0   32,0 
    Sintaxi
    Semàntica
    SLD-Resolució
    PROLOG
    Exemples.
    • Laboratori:
      Aquestes classes de laboratori tenen com objectius:
      1. Aprendre que és la programació lògica.
      2. Utilitzar PROLOG per formalitzar i demostrar propietats sobre teories de primer ordre senzilles.
      3. Saber programar en (un subconjunt de) PROLOG.

      El laboratori esta organitzat en varies sessions:
      - Que comencen a partir d'una determinada setmana,
      entre la setmana 4 i la 10.
      - Per a cada sessió hi ha un guió preparat amb les coses
      que cal saver, les coses que cal probar i els problemes a resoldre, al laboratori i a casa per entregar a la següent sessió.

    19. Teories de Primer Ordre
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     2,0   0   0   0   0   2,0   0   4,0 
    Ordres.
    Igualtat.
    Axiomes de Peano.
    Teories per a Tipus Abstractes de Dades.
    Exemples de demostració.

    20. Introducció a l'Especificació i Verificació de programes.
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     8,0   0   0   0   0   8,0   0   16,0 


    - Total per tipus
      T     P     L    Alt  L Ext  Est  A Ext Total
     53,0   15,0   10,0   0   0   78,0   0   156,0 
    - Hores addicionals dedicades a l'avaluació:
    0
    - Total hores de treball per l'estudiant
    156,0

    Metodologia docent

    En aquesta assignatura es combinen teoria, problemes i laboratori. En tot cas, la metodologia docent està basada en els següents principis:
    1. Plantejar la classe com un inici de l'estudi i el treball que l'estudiant ha de continuar i aprofundir després de la classe.
    2. Proporcionar el màxim de materials (apunts, exercicis resolts, exercicis per fer, guies de classe, programes exemple, ref. bibliogràfiques) per tal de facilitar l'adquisició de coneixements per part de l'alumne.
    3. Aprofitar les classes al màxim per fomentar la motivació a l'estudiant (amb exemples, debats, comentaris, etc.) i transmetre l'enfoc i les intuïcions darrera de les definicions, propietats i tècniques que s'expliquen en l'assignatura.

    Les sessions de teoria i problemes es coordinen de manera flexible i segueixen el temari, canviant en totes aquelles ocasions en que la teoria requereixi una primera presa de contacte (sovint informal) de l'alumne amb la seva aplicació.

    Les sessions de laboratori estan organitzades en base a guies de classe que tenen com a objectiu familiaritzar a l'alumne amb una séries de principis i tècniques que després haurà de treballar per fer (començant a classe i desenvolupant en la seva major part fora de classe) l'exercici d'entrega obligatòria per la propera sessió.

    Mètode d'avaluació

    Nota = Examen Parcial (25%) +
    Examen Final (60%) +
    Nota de Laboratori (15%).

    Si la nota de l'examen final és superior a la del parcial,
    la nota del parcial no es te en compte
    i la nota de l'examen final passa a valer el 85%.

    Examen PARCIAL
    - Examen de preguntes curtes sobre tot el que s'ha donat al curs fins aquell moment.
    - Es realitza més o menys a meitat de curs.
    - Té una durada aprox. d'entre 1 i 2 hores.
    - No es pot emprar cap tipus de material
    - No elimina matèria.

    Examen FINAL
    - Examen de preguntes curtes sobre tot el que s'ha donat al curs.
    - L'examen pot estar organitzat en una o més parts.
    - Es realitza a final de curs.
    - Té una durada aprox. d'entre 2 i 3 hores.
    - No es pot emprar cap tipus de material.

    Nota de LABORATORI,
    és la nota que l'EXAMEN DE LAB que te les següents característiques:
    - Examen que consta d'un exercici pràctic amb preguntes,
    similar en forma i complexitat als realitzats en les sessions de lab,
    i que es ser, o be amb ordinador o be sobre paper.
    - Es realitza cap al final de curs, o be durant la darrera sessió de laboratori o be després.
    - Té una durada aprox. d'1 hora
    - És un examen individual i sense apunts.

    Exercicis pràctics per casa:
    Al llarg de les sessions de laboratori es plantejaran problemes fer durant la setmana i entregar a la següent sessió de laboratori.
    Les entregues són voluntàries però fortament recomanades, i poden
    servir per pujar la nota de laboratori en casos dubtosos a criteri del professor.

    En cas de còpia parcial o total en qualsevol de les avaluacions de l'assignatura s'aplicarà el que preveu la Normativa Acadèmica General de la UPC: realitzar de forma fraudulenta qualsevol acte d'avaluació comporta, com a mínim, una qualificació 0 de tota l'assignatura, i, possiblement, processos disciplinaris més severs. Més informació a l'apartat "L'avaluació de les assignatures" de la Guia Docent.

    Bibliografía bàsica

    (Informació no introduïda)

    Bibliografía complementària

    (Informació no introduïda)

    Enllaços web

    (Informació no introduïda)

    Capacitats prèvies

    Introducció a la programació i a la programació recursiva.



    versió per imprimir