Кіріспе
Ресми білімді бейнелеу тілдерінің отбасы – сипаттама логикасы (DL) – формалды білімді бейнелеу тілдерінің отбасы. Көптеген DL тілдері сөйлемдік логикадан гөрі көбірек мәнді, бірақ бірінші реттік логикадан кем мәнді болады. Соңғысына қарағанда, DL тілдерінің негізгі есептеу мәселелері (әдетте) шешіледі, және осы мәселелер үшін тиімді шешімдерді табу процедуралары жасалған және іске асырылған. Жалпы, кеңістіктік, уақыттық, кеңістіктік-уақыттық және бұлыңғыр сипаттама логикасы бар, және әрбір сипаттама логикасы математикалық құрастырушылардың әртүрлі жиынтығын қолдау арқылы мәнділіктің күші мен есептеудің күрделілігі арасындағы әртүрлі тепе-теңдікті ұсынады. DL жасанды интеллектте қолданбалы саланың тиісті түсініктерін сипаттау және олар туралы ой жүргізу үшін қолданылады (бұл терминологиялық білім деп аталады). Ол онтологиялар мен Семантикалық Желі үшін логикалық формализмді қамтамасыз етуде ерекше маңызға ие: Веб-онтология тілі (OWL) және оның профильдері DL-ге негізделген. DL және OWL-дің ең маңызды қолданылуы биомедициналық информатикада, онда DL биомедициналық білімді кодтауға көмектеседі.
Description logics (DL) are a family of formal knowledge representation languages. Many DLs are more expressive than propositional logic but less expressive than first order logic. In contrast to the latter, the core reasoning problems for DLs are (usually) decidable, and efficient decision procedures have been designed and implemented for these problems. There are general, spatial, temporal, spatiotemporal, and fuzzy description logics, and each description logic features a different balance between expressive power and reasoning complexity by supporting different sets of mathematical constructors. DLs are used in artificial intelligence to describe and reason about the relevant concepts of an application domain (known as terminological knowledge). It is of particular importance in providing a logical formalism for ontologies and the Semantic Web: the Web Ontology Language (OWL) and its profiles are based on DLs. The most notable application of DLs and OWL is in biomedical informatics where DL assists in the codification of biomedical knowledge.
Кіріспе
Сипаттамалық логика (DL) ұғымдарды, рөлдерді және жеке тұлғаларды, сондай-ақ олардың арақатынастарын модельдейді. DL-дің негізгі модельдеу түсінігі – аксиома, рөлдер мен/немесе ұғымдарды байланыстыратын логикалық тұжырым. Бұл фреймдер парадигмасынан басты айырмашылық, онда фреймнің сипаттамасы класты толық жариялап, анықтайды. Рұқсат етеді:
|
| ||
Ұғымдардың қиылысуы
Жалпылама шектеулер
Шектелген экзистенциалдық квантификация
Рөлдік шектеу
|
| ||
|
| ||Экзистенциалдық тіл, рұқсат етеді:
|
| ||
Ұғымдардың қиылысуы
Экзистенциалдық шектеулер (толық экзистенциалдық квантификация)
|}
Одан кейін келесі кеңейтулердің кез келгені:
Функционалдық қасиеттер, бірегейлік квантификациясының ерекше жағдайы. Толық экзистенциалдық біліктілік (экзистенциалдық шектеулер, олар тек қана емес, басқа толтырушыларға ие). Ұғымдардың біріктірілуі. Күрделі ұғымның жоққа шығарылуы. Рөлдердің иерархиясы (кіші қасиеттер: rdfs:subPropertyOf). Шектелген күрделі рөлдерді қосу аксиомалары; рефлексивтілік және иррефлексивтілік; рөлдердің өзгешелігі. Номиналдар. (Объектінің мәнін шектеудің тізімделген кластары: owl:oneOf, owl:hasValue). Кері қасиеттер. Кардиналдылық шектеулері (owl:cardinality, owl:maxCardinality), сандық есептеудің ерекше жағдайы. Квалификацияланған кардиналдылық шектеулері (OWL 2-де қол жетімді, кардиналдылық шектеулері, оларда тек қана емес, басқа толтырушылар бар). Деректер түрінің қасиеттерін, деректерді немесе дерек түрлерін пайдалану.
|
| ||
Concept intersection
Universal restrictions
Limited existential quantification
Role restriction
|
| ||
|
| ||Existential language, allows:
|
| ||
Concept intersection
Existential restrictions (of full existential quantification)
|}
Followed by any of the following extensions:
Functional properties, a special case of uniqueness quantification. Full existential qualification (existential restrictions that have fillers other than ). Concept union. Complex concept negation. Role hierarchy (subproperties: rdfs:subPropertyOf). Limited complex role inclusion axioms; reflexivity and irreflexivity; role disjointness. Nominals. (Enumerated classes of object value restrictions: owl:oneOf, owl:hasValue). Inverse properties. Cardinality restrictions (owl:cardinality, owl:maxCardinality), a special case of counting quantification Qualified cardinality restrictions (available in OWL 2, cardinality restrictions that have fillers other than ). Use of datatype properties, data values or data types.
Мысалдар
Мысал ретінде, басқа түрлерімен салыстыруға болатын орталық маңызды сипаттама логикасы болып табылады. Бұл кез келген түсінік толықтығымен, атомдық түсініктер ғана емес, рұқсат етіледі. орнына эквиваленттісі қолданылады. Тағы бір мысал, сипаттама логикасы – бұл логика плюс кеңейтілген кардиналдық шектеулер, транзитивті және кері рөлдер. Атау конвенциялары толыққанды жүйелі емес, сондықтан логика " " деп аталуы мүмкін, және мүмкін болған жағдайда басқа да қысқартулар жасалады. Protégé онтология редакторы үш негізгі биомедициналық ақпараттама терминология базасын қолдайды: SNOMED CT, GALEN және GO, олар (қосымша рөлдік қасиеттерімен) арқылы өрнектеледі. OWL 2, OWL DL-дің экспрессивтілігін қамтамасыз етеді, ал OWL DL негізінде құрылған, ал OWL Lite үшін ол болып табылады.
A further example, the description logic is the logic plus extended cardinality restrictions, and transitive and inverse roles. The naming conventions aren't purely systematic so that the logic might be referred to as and other abbreviations are also made where possible. The Protégé ontology editor supports Three major biomedical informatics terminology bases, SNOMED CT, GALEN, and GO, are expressible in (with additional role properties). OWL 2 provides the expressiveness of , OWL DL is based on , and for OWL Lite it is .
Тарих
Сипаттама логикасы 1980-ші жылдары қазіргі атауын алды. Оған дейін ол (хронологиялық ретпен) терминологиялық жүйелер және түсінік тілдері деп аталды.
Білімді бейнелеу
Фреймдер мен семантикалық желілерде формалды (логикалық негізделген) семантика болмайды. Осы кемшілікті жою мақсатында DL алғаш рет білімді бейнелеу (KR) жүйелеріне енгізілді. RACER (2001), CEL (2005) және KAON 2 (2005) сияқты жүйелер, FaCT, FaCT++ сияқты DL есептеу машиналарын талдамалық кестелер әдісін қолдану арқылы іске асырады. KAON2 SHIQ(D) білім базасын дизъюнктивті деректер журналына дейін қысқартатын алгоритмдермен іске асырылған.
Аңдаушылар
OWL және DL-мен жұмыс жасайтын бірнеше семантикалық есептеу құралдары бар. Ең танымалдары: CEL – ашық кодты, LISP негізіндегі есептеу құралы (Apache 2.0 лицензиясы). Cerebra Engine – 2006 жылы webMethods компаниясы сатып алған коммерциялық, C++ негізіндегі есептеу құралы. FaCT++ – C++ негізіндегі тегін, ашық кодты есептеу жүйесі. KAON2 – Java негізіндегі тегін (коммерциялық емес пайдалану үшін) есептеу құралы, OWL онтологиялары үшін жылдам есептеуді қолдайды. MSPASS – көптеген DL модельдері үшін тегін, ашық кодты C есептеу құралы. Pellet – екі лицензиялы (AGPL және меншік құқығы) коммерциялық, Java негізіндегі есептеу құралы. Racer Systems компаниясының RacerPro – коммерциялық (тесттік нұсқалары мен зерттеу лицензиялары бар) lisp негізіндегі есептеу құралы болды, қазіргі күні RACER-дің BSD 3 лицензиясымен Любек университетінің бастапқы әзірлеушілерінен ашық кодты нұсқасы бар, сондай-ақ Franz Inc. компаниясымен коммерциялық нұсқасы да сатылады. Sim DL – ALCHQ тілі үшін Java негізіндегі тегін, ашық кодты есептеу құралы. Бұл құрал ұғымдардың ұқсастығын өлшеу мүмкіндігін де ұсынады. Бұл мүмкіндікті пайдалану үшін Protégé плагинін қолдануға болады. HermiT – «гиперкесте» есептеуіне негізделген ашық кодты есептеу құралы. Оны Оксфорд университеті әзірледі. Owlready2 – Python-да онтологияға бағытталған бағдарламалауға арналған пакет. Ол OWL 2.0 онтологияларын Python объектілері ретінде жүктеуге, өзгертуге, сақтауға және HermiT арқылы есептеулер жүргізуге мүмкіндік береді (қосылған). Owlready2 OWL онтологияларына тікелей қол жеткізуді қамтамасыз етеді (әдеттегі Java негізделген API-ден өзгеше).
CEL is an open source LISP based reasoner (Apache 2.0 License). Cerebra Engine was a commercial C++ based reasoner, acquired in 2006 by webMethods. FaCT++ is a free open source C++ based reasoner. KAON2 is a free (for non commercial use) Java based reasoner, offering fast reasoning support for OWL ontologies. MSPASS is a free open source C reasoner for numerous DL models. Pellet is a dual licensed (AGPL and proprietary) commercial, Java based reasoner. RacerPro of Racer Systems was a commercial (free trials and research licenses are available) lisp based reasoner, today both an open source version of RACER exists from the original developers at Lübeck University using the BSD 3 license, and also a commercialized version, still named RacerPro by Franz Inc.
Sim DL is a free open source Java based reasoner for the language ALCHQ. It also provides a similarity measurement functionality between concepts. To access this functionality a Protégé plugin can be used. HermiT is an open source reasoner based on the "hypertableau" calculus. It is developed by the University of Oxford. Owlready2 is a package for ontology oriented programming in Python. It can load OWL 2.0 ontologies as Python objects, modify them, save them, and perform reasoning via HermiT (included). Owlready2 allows a transparent access to OWL ontologies (contrary to usual Java based API).
Басшылар
Protégé – тегін, ашық кодты онтология редакторы және білім базасының құрылғысы, DIG интерфейсін қолдайтын DL есептеу машиналарын тұтастығын тексеру үшін артқы жүйе ретінде пайдалана алады. Бұл стандартты веб-браузерді негізгі UI парадигмасы ретінде қабылдайтын OWL браузері/редакторы.
Интерфейстер
, DL Implementation Group (DIG) әзірлеген DL жүйелеріне стандартталған XML интерфейсі. , Семантикалық веб онтологияларын ұсынуға арналған Веб-онтология тілі үшін Java интерфейсі және іске асырылуы.