Logika popisu

K popisu logiky také nazývají popisné logiku (LD) jsou rodina reprezentace znalostí jazyků, které mohou být použity k reprezentaci terminologické znalosti aplikační oblasti formální a strukturované způsobem. Název logiky popisu souvisí na jedné straně s popisem konceptů použitých k popisu domény a na druhé straně se sémantikou založenou na logice, která může být dána logickým přepisem predikátů prvního řádu. Popisná logika byla vyvinuta jako rozšíření rámcových jazyků , rodiny programovacích jazyků pro umělou inteligenci a sémantických sítí , kterým chyběla formální sémantika založená na logice.

Počátky a aplikace logiky popisu

Logiky popisu byly navrženy z sémantických sítí Quillian ( ref ), které jsou označeny jako směrované grafy, ve kterých jsou pojmy spojeny s uzly a vztahy s oblouky, a ze sémantiky Minsky rámců ( ref ), kde l 'máme koncepty reprezentované rámci, které jsou charakterizovány určitým počtem atributů (nazývaných také sloty), které obsahují informace o jejich obsahu.

Logiky popisu tvoří rodinu jazyků reprezentace znalostí, kterými lze strukturovaným a formálním způsobem reprezentovat terminologické znalosti domény aplikace. Název „logický popis“ lze interpretovat dvěma způsoby. Na jedné straně byly tyto jazyky vyvinuty k napsání „popisu“ příslušných konceptů aplikační domény. Na druhou stranu je zásadní charakteristikou těchto jazyků to, že mají formální sémantiku definovanou v logice prvního řádu (na rozdíl od předchozích tvrzení, jako jsou Minsky frameworks). V tomto smyslu můžeme říci, že LD mají formální „popisnou“ sémantiku.

Logiky popisu se používají pro mnoho aplikací (viz International Workshop on Description Logics and Workshop on Applications of Description Logics ). Aniž bychom byli vyčerpávající, můžeme říci, že tyto aplikace jsou součástí následujících oblastí:

Definice logiky popisu

Většina popisných logik rozděluje znalosti na dvě části:

Všechny známé informace jsou poté modelovány jako pár , kde je sada vzorců vztahujících se k terminologické informaci (T-Box) a kde je sada vzorců vztahujících se k informacím o tvrzeních (A-Box).

Dalším způsobem, jak vidět oddělení těchto informací, je spojit T-Box s pravidly, kterými se řídí náš svět (např. Fyzika, chemie, biologie atd.), A spojit jednotlivce našeho světa s A-Boxem (např. Jean, Marie, kočka atd.).

Sémantika

Logika popisu používá pojmy koncept , role a jedinec . Koncept odpovídá „třídě prvků“ a je interpretován jako množina v daném vesmíru. Role odpovídají „vazbám mezi prvky“ a jsou interpretovány jako binární vztahy v daném vesmíru. Jednotlivci odpovídají prvkům daného vesmíru. Sémantika logiky popisu je definována následovně:

Definice 1:

Dovolme být konečnou sadou atomových konceptů, konečnou sadou atomových rolí a konečnou sadou jednotlivců. V případě , , jsou po dvou disjunktní, je znamením . Jakmile je podpis nastaven, interpretace pro je pár , kde:

Jinými slovy, interpretace logiky popisu není nic jiného než model konkrétního typu podpisu prvního řádu, kde jsou povoleny pouze unární a binární predikáty a kde je sada funkcí symbolů prázdná.

Databáze

Standardní znalostní báze používaná logikou popisu je obvykle definována takto:

Definice 2:

Vzhledem k jazyku popisu a podpisu je znalostní báze v dvojici , například:

Terminologické axiomy byly původně považovány za definice a bylo na ně uloženo mnohem více omezujících podmínek. Dvě nejdůležitější omezení jsou:

Tato omezení souvisí s myšlenkou považovat terminologické axiomy za definice pojmů.

Různé logiky popisu

Logiky popisu mají společnou základnu obohacenou o různé přípony (viz tabulka níže). Můžeme tedy mít složité koncepty složené z atomových konceptů a stejné pro role.

Dopis Stavitel Syntax Sémantika
název konceptu
název role
horní
spojení
univerzální kvantifikátor
popření pojmů, které nemusí být nutně primitivní
disjunkce
zadaný existenční kvantifikátor
omezení mohutnosti

kvalifikované omezení mohutnosti

zemřít
výplň rolí
spojení rolí
obrácené role
hierarchie rolí
tranzitivita rolí Nejmenší přechodný vztah obsahující

Jednou z prvních logik popisu je jazyk [Brachman and Levesque, 1984], který je definován jako logika popisu umožňující použití univerzálních kvantifikátorů, konjunkcí a existenciálních kvantifikátorů formy . Jazyk byl navržen jako formalismus pro sémantiku minských rámců. Spojení konceptů je implicitní ve struktuře rámce, která vyžaduje splnění souboru podmínek. Kvantifikace rolí umožňuje charakterizovat sloty.

Logika [Schmidt-Schauss a Smolka, 1991] rozšířila logiku přidáním negace atomových konceptů. Tuto logiku lze považovat za základní logiku dalších logik popisu.

Logiky popisu, které existují, jsou kombinací různých prvků výše uvedené tabulky. Například pokud do logiky přidáme úplnou negaci , dostaneme logiku .

Určité logiky jsou rovnocenné, zejména a . Tyto dvě logiky rozšířené o jsou známé . Jazyky používané OWL jsou jeho rozšířením, respektive pro OWL-Lite a pro OWL-DL .

Závěry

V LD je pojem závěru popsán níže:

Definice 3:

Buď výklad a terminologický axiom nebo tvrzení. Pak model (notaci ), pokud:

Dovolit být znalostní základnou a interpretací, pak je modelem (notace ), pokud pro všechny . Říkáme v tomto případě, že jde o model znalostní báze . Vzhledem k tomu, vědomostní základnu a terminologického axiom nebo tvrzení , jestliže pro každý model of my .

Úvahové úkoly

V LD výraz T-Box uvažování odkazuje na schopnost dělat závěry ze znalostní báze, kde je neprázdná, a podobným způsobem je A-Box uvažování implikací pro neprázdnou A-schránku.

Definice 4:

Pojďme být znalostní základnou a definujeme následující dedukční úkoly:

Základní dedukční úlohy lze použít k definování složitějších úkolů. Zejména:

Sytost A-Boxu se používá k doplnění informací o A-Boxu v souladu se znalostmi T-Boxu, proto získáme: Definice 5:

Vzhledem k znalostní bázi říkáme, že je nasycený, pokud pro každého jednotlivce atomový koncept a role :

Příklad

Nebo znalostní základnu, kde:

Vzorec říká, že mužští koně jsou hřebci, a vzorec říká, že stínový kůň je hřebec. Formální sémantika, kterou dáváme v definici 3, nám umožňuje ověřit, že má alespoň jeden model (tj. Je konzistentní). A z toho můžeme odvodit několik informací, například s nimiž je tento koncept v souladu (existuje uspokojivá interpretace, která přiřadí neprázdnou příponu  :

Všimněte si, že kvůli syntaktickým omezením v základní definici tvrzení není možné představovat silné důsledky (které vycházejí z ), jako například skutečnost, že ve všech modelech rozšíření není neprázdné:

)

Se základními znalostmi máme nasycený A-Box:

Reference

Podívejte se také

externí odkazy


<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">