Tìm hiểu Logic mô tả EL LỜI NÓI ĐẦU Logic mô tả từ lâu đã đúng một vai trò quan trọng như một loại hình tiêu biểu biểu diễn tri thức hiệu quả. Logic mô tả cung cấp khả năng biểu diễn tri thức thông qua các khái niệm, các quan hệ và các luật cú pháp tương ứng với từng ngôn ngữ. Logic mô tả ngày càng được phát triển và ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống ứng dụng thông minh. Quá trình tìm kiếm hướng tới sự dễ sử dụng và kiểm soát các ngôn ngữ Logic mô tả đã được bắt đầu từ những năm 1980s [Brachman and Levesque 1984;. Nebel 1988]. Mục đích của quá trình tìm kiếm là tìm ra những thủ tục suy diễn ứng dụng trong thực tiễn, những thuật toán dễ dàng được thực thi và mang lại tính khả quan [Horrocks, 1998; Haarslev and M¨oller, 2001]. Một trong số những hướng nghiên cứu chính được quan tâm dựa trên ý tưởng biểu diễn tri thức theo lĩnh vực và phải được đặc trưng hóa thành các lớp đối tượng và mối quan hệ giữa chúng, các lớp sử dụng để mô tả lĩnh vực quan tâm được tổ chức theo cấu trúc phân cấp. Bên cạnh khả năng biểu diễn thông tin một cách hiệu quả, Logic mô tả còn cho phép thực hiện các dịch vụ suy diễn với độ phức tạp tính toán phù hợp. Các hệ thống miêu tả dữ liệu dựa trên các hệ thống Logic mô tả cung cấp cho người sử dụng các khả năng suy diễn khác nhau để rút ra tri thức ẩn từ các tri thức đã biết. Để đảm bảo một hệ thống Logic mô tả hoạt động hợp lý thì phải giải quyết được các bài toán quyết định của Logic mô tả với độ phức tạp chấp nhận được. Tìm hiểu sự cân bằng giữa khả năng biểu diễn tri thức của Logic mô tả và độ phức tạp của các bài toán quyết định trong Logic mô tả trở thành một trong những kết quả quan trọng trong nghiên cứu Logic mô tả. Logic mô tả ALC và Logic mô tả EL là một trong các ngôn ngữ đạt được các yêu cầu trên. Nhưng Logic mô tả EL có tính vượt trội hơn, do độ phức tạp của các bài toán quyết định trong Logic mô tả EL chỉ là đa thức [Nebel 7] so với Logic mô tả ALC thì độ phức tạp tính toán là ExpTime- Complete [M.Schmidt-SchauB and G. Smolka 1991, 15]. Nhiệm vụ của đồ án là tìm hiểu về Logic mô tả EL và cài đặt ví dụ minh họa. Bố cục của đồ án được phân ra như sau: Chương 1. Tổng quan về Logic mô tả EL. Chương này trình bày về các nội dung cơ bản trong Logic mô tả như: Định nghĩa, cú pháp, ngữ nghĩa của các Logic mô tả cơ sở như FL 0 , ALC, EL và kiến trúc của một hệ Logic mô tả. Chương 2. Các thủ tục suy diễn trong Logic mô tả EL. Chương này trình bày các luật chuẩn hóa EL-TBox, phương thức chuyển một EL-TBox đã chuẩn hóa sang một đồ thị mô tả và các bài toán quyết định trong Logic mô tả EL. Chương 3. Các thuật toán cho Logic mô tả EL. Chương này mô tả các thuật toán cho bao hàm trong Logic mô tả EL. Trong đó trình bày thuật toán cho: bao hàm đối với ngữ nghĩa điểm cố định lớn nhất ( EL gfp ) bằng cách sử dụng phép mô phỏng (simulator) để giải quyết bài toán với thời gian là đa thức bậc ba. Bài toán bao hàm cho bộ thuật ngữ với các tiên đề thuật ngữ dạng tổng quát-TBox tổng quát(EL gci -General Concept Inclusion) được giải quyết bằng cách chuyển EL-TBox sang dạnh chuẩn Horn và áp dụng thuật toán linear-time cho chuẩn Horn-SAT khi đó bài toán được quyết định trong thời gian đa thức bậc ba. Cuối cùng là bài toán bao hàm ngữ nghĩa (EL desc ) cũng được chuyển sang dạng chuẩn Horn và áp dụng Nguyễn Đức Vượng - HTTT - K48 - ĐHBK Hà Nội. 1 Tìm hiểu Logic mô tả EL thuật toán linear-time cho chuẩn Horn-SAT bài toán được giải quyết trong thời gian đa thức bậc bốn. Chương 4. Trình bày về phân tích thiết kế chương trình cho một thuật toán, cài đặt ví dụ minh họa. Trong chương này trình bày các đặc tả của bài toán từ đó xây dựng lên biểu đồ phân tích thiết kế hệ thống chỉ ra các đặc trưng của bài toán, đồng thời cũng chỉ ra các bước thiết kế chương trình, chức năng của từng lớp trong chương trình, và cuối cùng cài đặt một ví dụ thử nghiệm. Do thời gian tìm hiểu và nghiên cứu về Logic mô tả EL còn hạn chế nên trong đồ án còn có những thiếu sót, chưa trình bày đầy đủ về họ Logic mô tả EL như: EL + , EL ++ , ELH, và các Logic mô tả EL có thêm các luật: phép hợp, phép phủ định, giới hạn số, lượng từ với mọi… , khái niệm đáy. Em rất mong sự đánh giá và góp ý bổ sung của các thầy giáo, cô giáo và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn. Nguyễn Đức Vượng - HTTT - K48 - ĐHBK Hà Nội. 2 Tìm hiểu Logic mô tả EL LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em muốn gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới Ban giám hiệu, các thầy cô giáo trong trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội nói chung, cũng như các thầy cô trong khoa Công Nghệ Thông Tin nói riêng đã tạo điều kiện và dạy bảo cho em những kiến thức thiết yếu trong năm năm học tại trường. Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Đình Khang đã tận tình hướng dẫn em học tập và nghiên cứu trong suốt quá trình thực tập và làm đồ án tốt nghiệp. Em xin gửi lời cảm ơn đến anh Đinh Khắc Dũng đã hướng dẫn em trong việc tìm kiếm công nghệ thích hợp cho đồ án. Con xin được gửi lời biết ơn tới bố mẹ đã hy sinh rất nhiều vì việc học tập của con gần hai mươi năm qua. Cuối cùng em gửi lời biết tới chị gái, và cám ơn những người bạn của tôi đã giúp đỡ, động viên tôi trong quá trình học tập và hoàn thành đồ án. Hà Nội, tháng 5 – 2008 SINH VIÊN THỰC HIỆN Nguyễn Đức Vượng Nguyễn Đức Vượng - HTTT - K48 - ĐHBK Hà Nội. 3 Tìm hiểu Logic mô tả EL DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Kiến trúc hệ Logic mô tả 14 Hình 2.1: Đồ thị mô tả-EL của chuẩn hóa EL-TBox gfp-ngữ nghĩa Tgfp 25 Hình 2.2 Đồ thị mô tả EL ứng với ví dụ 2.4 26 Hình 3.1 Đồ thị mô tả trong ví dụ 3.1 29 Hình 3.2 Đồ thị mô tả EL cho ví dụ 3.4.1 37 Hình 3.3 Kết quả thực nghiệm của bài toán bao hàm trên Gene Ontology 39 Hình 4.1. Sơ đồ phân cấp chức năng của hệ thống 41 Hình 4.2. Trường hợp sử dụng của người sử dụng 44 Hình 4.3. Biểu đồ người sử dụng yêu cầu hiển thị nội dung cơ sở tri thức ban đầu 45 Hình 4.4. Biểu đồ người sử dụng yêu cầu khử phép bao hàm trong cơ sở tri thức 46 Hình 4.5. Biểu đồ người sử dụng yêu cầu khai triển TBox 46 Hình 4.6. Biểu đồ người sử dụng yêu cầu hiển thị kết quả TBox đã chuẩn hóa. 47 Hình 4.7. Biểu đồ người sử dụng yêu cầu hiển thị cây đồ thị mô tả 48 Hình 4.8. Sơ đồ quá trình thu thập và hiển thị cơ sở tri thức 50 Hình 4.9. Sơ đồ quá trình khử phép bao hàm 51 Hình 4.10. Sơ đồ quá trình triển khai TBox 52 Hình 4.11. Lớp DynamicTree 53 Hình 4.12. Lớp TboxPanel 54 Hình 4.13. Lớp InclusionPanel 55 Hình 4.14. Lớp ExpensePanel 56 Hình 4.15 Lớp ABoxPanel 56 Hình 4.16. Lớp NormalizeTBox 57 Hình 4.19. Lớp MainClass 59 Hình 4.20. Giao diện hiển thị cơ sở tri thức trước khi chuẩn hóa 60 Hình 4.21. Giao diện thực hiện khử phép bao hàm 60 Hình 4.22. Giao diện triển khai TBox 61 Hình 4.23. Giao diện hiển thị cơ sở tri thức sau khi chuẩn hóa 61 Hình 4.24. Giao diện hiển thị cây đồ thị của TBox đã chuẩn hóa 62 Hình 4.25. Giao diện hiển thị cây đồ thị của TBox sau chuẩn hóa 62 Hình 4.26. Nội dung TBox của bài toán “Gia đình” 64 Hình 4.27. Nội dung ABox của bài toán gia đình 64 Hình 4.29. Khử phép bao hàm trong TBox của bài toán “Gia đình” 65 Hình 4.30. Các khái niệm nguyên thủy mới của TBox trong bài toán “Gia đình” sau khi khử phép bao hàm 66 Hình 4.31. Các luật của TBox trong bài toán “Gia đình” sau khi thực hiện phép khử phép bao hàm 66 Hình 4.32. Kết quả thu được sau khi chuẩn hóa TBox trong bài toán “Gia đình” 67 Hình 4.33. Cây đồ thị mô tả EL 68 Hình 4.34. Cây đồ thị mô tả của TBox đã chuẩn hóa 68 Nguyễn Đức Vượng - HTTT - K48 - ĐHBK Hà Nội. 4 Tìm hiểu Logic mô tả EL DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Cú pháp của ngôn ngữ mô tả FL0 9 Bảng 1.2 Cú pháp của Logic mô tả ALC 10 Bảng 1.3 Các khái niệm trong gia đình của ngôn ngữ ALC 10 Bảng 1.4 Cú pháp của Logic mô tả EL 12 Bảng 1.5 Mô tả khái niệm gia đình trong Logic mô tả EL 12 Bảng 1.6 Cú pháp và ngữ nghĩa của Logic mô tả EL 13 Nguyễn Đức Vượng - HTTT - K48 - ĐHBK Hà Nội. 5 Tìm hiểu Logic mô tả EL Bảng 2.1 Các luật chuẩn hóa 21 Bảng 3.1 Thuật toán tính toán phép simulation lớn nhất của đồ thị mô tả-EL 28 Bảng 3.2 Các mẫu chuẩn hóa GCI 31 Bảng 3.3 Các luật chuẩn hóa GCIs 31 Bảng 3.4 Mở rộng các vai trò cho các tập hợp tương quan 33 Bảng 3.5 Các mệnh đề Horn 34 Bảng 3.6 Các mệnh đề Horn trong T với ngữ nghĩa mô tả 36 Bảng 4.1. Các khái niệm nguyên thủy của bài toán “Gia đình” 63 Bảng 4.2. Các khái niệm phức của bài toán “Gia đình” 63 Bảng 4.3. Các quan hệ nguyên thủy của bài toán “Gia đình” 63 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 LỜI CẢM ƠN 3 DANH MỤC CÁC HÌNH 4 DANH MỤC CÁC BẢNG 5 MỤC LỤC 6 Chương 1 Tổng quan về Logic mô tả EL 8 1.1 Giới thiệu chung 8 1.2 Cú pháp của Logic mô tả 9 1.2.1 Ngôn ngữ mô tả FL0 9 1.2.2 Ngôn ngữ Logic mô tả ALC 10 1.3 Logic mô tả EL 11 1.3.1 Khái niệm Logic mô tả EL 11 1.3.2 Ngữ nghĩa và cú pháp của Logic mô tả EL 12 Nguyễn Đức Vượng - HTTT - K48 - ĐHBK Hà Nội. 6 Tìm hiểu Logic mô tả EL 1.3.3 Kiến trúc của ngôn ngữ Logic mô tả 13 1.4 Tổng kết chương 17 Chương 2 Các thủ tục suy diễn trong Logic mô tả EL 18 2.1 Bài toán suy diễn trong Logic mô tả EL 18 2.1.1 Suy diễn cho EL-TBox 18 2.1.2 Suy diễn cho EL-ABox 19 2.2 Luật chuẩn hóa trong Logic mô tả EL 20 2.3 Chuẩn hóa EL-TBox 23 2.4 Đồ thị mô tả -EL 24 2.5 Tổng kết chương 26 Chương 3 Các thuật toán cho Logic mô tả EL 26 3.1 Giới thiệu chung 26 3.2 Thuật toán bao hàm cho ELgfp 27 3.3 Thuật toán cho bao hàm ELgci 31 3.3.1 Chuẩn hóa EL-TBox với GCI 31 3.3.2 Các luật chuẩn hóa-GCI 31 3.3.3 Thể thức mô tả-ELgci 33 3.4 Thuật toán cho bao hàm ELdesc 35 3.5 Thực nghiệm của bao hàm khái niệm EL trên Gene Ontology 38 3.5.1 Ontology 38 3.5.2 Gene Ontology 38 3.5.3 Các kết quả thực nghiệm trên Gene Ontology 38 3.6 Tổng kết chương 39 Chương 4 Phân tích thiết kế chương trình ứng dụng 40 4.1. Đặc tả yêu cầu 40 4.1.1. Tác nhân và yêu cầu của tác nhân 40 4.1.2. Đặc tả chức năng của hệ thống 41 4.2. Phân tích hệ thống 43 4.3. Thiết kế hệ thống 48 4.3.1. Thiết kế định dạng file lưu trữ cơ sở tri thức 48 4.3.2. Thiết kế khối hiển thị cơ sở tri thức ban đầu 49 4.3.3. Thiết kế khối khử phép bao hàm 50 4.3.4. Thiết kế khối triển khai TBox 51 4.4. Lập trình xây dựng hệ thống 52 4.4.1. Mô hình cài đặt hệ thống 52 4.4.2. Giao diện chương trình 60 4.5. Chương trình thử nghiệm 63 4.5.1. Bài toán “Gia đình” 63 KẾT LUẬN 69 DANH SÁCH THUẬT NGỮ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 Nguyễn Đức Vượng - HTTT - K48 - ĐHBK Hà Nội. 7 Tìm hiểu Logic mô tả EL Chương 1 Tổng quan về Logic mô tả EL 1.1 Giới thiệu chung Biểu diễn tri thức (Knowledge Representation) là một lĩnh vực trong trí tuệ nhân tạo tập trung vào việc đưa ra các hình thức để biểu diễn tri thức về một lĩnh vực xác định. Một trong những phương pháp được quan tâm nhất là biểu diễn tri thức thông qua mô tả các lớp đối tượng và mối quan hệ giữa chúng. Việc tổ chức các lớp theo kiến trúc phân cấp không chỉ cho phép thông tin được biểu diễn một cách hiệu quả chặt chẽ mà còn cho phép suy diễn theo phương pháp tính toán hiệu quả. Dựa trên lý thuyết này đã phát triển ra hệ thống dựa trên cấu trúc[13] và mạng ngữ nghĩa[12] đầu tiên. Tiếp sau đó, hệ thống KL-ONE[14] đã cung cấp nền tảng Logic để thông dịch các đối tượng, các lớp hay các khái niệm và mối quan hệ giữa chúng. Logic mô tả (Description Logic-DL) là một họ ngôn ngữ biểu diễn tri thức, là cốt lõi của các hệ thống biểu diễn tri thức. Logic mô tả cung cấp khả năng biểu diễn tri thức và suy diễn để rút ra được các tri thức đúng đắn, các tri thức mới từ cơ sở tri thức ban đầu trong miền ứng dụng. Việc biểu diễn tri thức được xây dựng từ các khái niệm, các quan hệ nguyên thuỷ và các toán tử. Tập hợp các toán tử khác nhau tạo ra các ngôn ngữ khác nhau. Ngày nay bên cạnh việc xem xét làm giàu thêm ngôn ngữ mô tả cho Logic mô tả, các nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng tối ưu khả năng biểu diễn của Logic mô tả nhằm đạt được cải tiến trong độ phức tạp tính toán cũng nhận được nhiều quan tâm. Việc tìm kiếm đã hướng tới các ngôn ngữ như ALCNR [21] và SHIQ [22] mà thời gian quyết định cho thủ tục bao hàm với TBox tổng quát là EXPTIME hard. Cụ thể hơn, ngay đối với Logic mô tả ALC là Logic mô tả cơ bản nhất thỏa mãn tính chất đúng mệnh đề (propositionally closed), thì các thủ tục suy diễn trên ngôn ngữ Logic mô tả ALC nếu không xét tới TBox đã là PSpace- complete, và khi xét tới TBox tổng quát ( chứa các tiên đề thuật ngữ dạng tổng quát GCI-General Concept Inclusion) thì độ phức tạp tính toán trở thành ExpTime- Complete. Chính vì lý do độ phức tạp tính toán lớn của các bài toán suy diễn trong ngôn ngữ Logic mô tả cũng hạn chế phần nào khả năng ứng dụng của ngôn ngữ Logic mô tả trong thực tế, trong khi đó trong nhiều bài toán ta chỉ cần một Logic con của Logic mô tả ALC cũng đủ để mô tả và giải quyết các bài toán đó. Trong thời gian gần đây, việc tìm kiếm đã chỉ ra rằng đối với Logic mô tả EL là một Logic con của Logic mô tả ALC thì bài toán bao hàm cho thuật ngữ có chứa chu trình hay không có chu trình đều có thể quyết định trong thời gian đa thức [Baader 2003-5]. Và Kết quả cho bài toán bao hàm trong Logic mô tả EL có chứa các tiên đề thuật ngữ-GCIs (hay TBox tổng quát) cũng vẫn được duy trì trong thời Nguyễn Đức Vượng - HTTT - K48 - ĐHBK Hà Nội. 8 Tìm hiểu Logic mô tả EL gian đa thức [Brandt 2004-6]. Logic mô tả EL đã được sử dụng rộng rãi trong thuật ngữ y học SNOMED[23] (Systematized Nomenclature of Medicine [Spackman 2000]), và là ngôn ngữ cơ bản đại diện cho thuật ngữ y học GaLen-[24] [Rector and Horrocks, 1997] mà TBox chứa các GCIs hay TBox tổng quát. Logic mô tả EL đã được thi hành trong Common LISP, Allegro và thu được hiệu quả lớn trong việc sử dụng Gene Ontology[10] như là một tiêu chuẩn đánh giá. 1.2 Cú pháp của Logic mô tả Cơ sở của một Logic mô tả là các mô tả khái niệm và các mô tả vai trò, thường gọi tắt là khái niệm và vai trò. Một cách trực quan, một khái niệm biểu diễn một lớp các đối tượng có chung một số đặc trưng, một vai trò biểu diễn một quan hệ hai ngơi giữa các đối tượng hoặc giữa các đối tượng với các giá trị dữ liệu, tiếp đó sử dụng các khái niệm và các vai trò để mô tả các thuộc tính của các đối tượng trong một miền cơ sở tri thức. Ví dụ: ConNguoi là một khái niệm, Cocon là một vai trò. Một ngôn ngữ mô tả bao gồm: các khái niệm nguyên thủy (kí hiệu: A, B), các vai trò (kí hiệu: r) và các cá thể (kí hiệu: I), cùng với một tập các toán tử (các luật cú pháp) để xây dựng các mô tả khái niệm (kí hiệu C, D) và các khái niệm phức hợp. Như vậy, ta có thể xây dựng các khái niệm phức hợp từ các khái niệm, các vai trò cơ sở ban đầu. Ví dụ: ChaMe ≡ Connguoi ⊓ ∃Cocon.Connguoi. Trong đó ChaMe là một mô tả khái niệm phức hợp định nghĩa cho khái niệm cha mẹ (định nghĩa rằng con người có con thì được gọi là cha mẹ). Các ngôn ngữ mô tả khác nhau phân biệt bằng các luật cú pháp mà chúng cung cấp. Ngôn ngữ mô tả cơ bản đầu tiên được gọi là ngôn ngữ FL 0 là ngôn ngữ mô tả có các luật cú pháp đơn giản. 1.2.1 Ngôn ngữ mô tả FL 0 . Ngôn ngữ mô tả FL 0 được xây dựng từ một tập các toán tử: lượng từ với mọi và các phép toán Logic như: phép giao, khái niệm đỉnh. Do đó các luật cú pháp của ngôn ngữ mô tả FL 0 sẽ là: ┬ Khái niệm đỉnh C ⊓ D Giao khái niệm ∀r.C Lượng từ với mọi Bảng 1.1 Cú pháp của ngôn ngữ mô tả FL 0 Ngôn ngữ mô tả FL 0 ban đầu có thủ tục quyết định với TBox tổng quát là PSpace-Complete[2]. Sau đó với ba loại ngữ nghĩa mô tả được đưa ra bởi Nebel đã đưa thủ tục quyết định cho bài toán bao hàm trong ngôn ngữ mô tả FL 0 có chứa chu trình thuật ngữ với thời gian quyết định trên ngôn ngữ mô tả FL 0 là PSpace-hard Nguyễn Đức Vượng - HTTT - K48 - ĐHBK Hà Nội. 9 Tìm hiểu Logic mô tả EL [20]. Vì vậy ngôn ngữ FL 0 không chỉ mang khả năng biểu diễn tri thức hạn chế mà thời gian tính toán trên ngôn ngữ mô tả FL 0 cũng khá phức tạp, chính vì vậy trong quá trình cải tiến của ngôn ngữ mô tả, các toán tử mới (các tập luật) đã được thêm vào và đã xây dựng nên các ngôn ngữ mô tả khác nhau. Tập hợp các toán tử khác nhau tạo nên các ngôn ngữ Logic mô tả khác nhau. Trong đó có Logic mô tả ALC đã thể hiện khả năng biểu diễn tri thức khá mạnh mẽ bởi các luật cú pháp của ALC. 1.2.2 Ngôn ngữ Logic mô tả ALC Ngôn ngữ Logic mô tả ALC (Attributive Language with Complements) [15] là một ngôn ngữ có các luật cú pháp khá đầy đủ nên ALC có khả năng biểu diễn tri thức rất phong phú, cùng với khả năng biểu diễn tri thức mạnh mẽ đó thì ALC cũng mang độ phức tạp tính toán rất lớn. Tuy nhiên Logic mô tả ALC cũng là một Logic mô tả cơ bản nhất thỏa mãn tính chất đúng mệnh đề (propositionally closed) và ALC được xây dựng từ các toán tử: lượng từ với mọi, lượng từ tồn tại và các phép toán Logic như: phép giao, phép hợp, phép phủ định, khái niệm đáy và khái niệm đỉnh. Các luật cú pháp của Logic mô tả ALC được mô tả như sau: ┬ Khái niệm đỉnh Khái niệm đáy C D Hợp khái niệm C ⊓ D Giao khái niệm ¬C Phủ định khái niệm ∀R.C Lượng từ với mọi ∃r.C Lượng từ tồn tại Bảng 1.2 Cú pháp của Logic mô tả ALC Ví dụ 1.1 Mô tả lại cách sử dụng các luật cú pháp trên để xây dựng các khái niệm phức hợp, đó là các khái niệm trong gia đình. Trong đó, có sử dụng hai khái niệm nguyên thủy là con người "ConNguoi" và giống cái "GiongCai", đồng thời sử dụng một quan hệ nguyên thủy là có con "Cocon". Nu ≡ ConNguoi ⊓ GiongCai Nam ≡ ConNguoi ⊓ ¬Nu Me ≡ Nu ⊓ ∃Cocon.ConNguoi Cha ≡ Nam ⊓ ∃Cocon.ConNguoi Ba ≡ Me ⊓ ∃Cocon.ChaMe Ong ≡ Cha ⊓ ∃Cocon.ChaMe Bảng 1.3 Các khái niệm trong gia đình của ngôn ngữ ALC Nguyễn Đức Vượng - HTTT - K48 - ĐHBK Hà Nội. 10 [...]... ALC chính là Logic mô tả EL 1.3 Logic mô tả EL Logic mô tả EL là một Logic con của Logic mô tả ALC Đặc điểm nổi bật của Logic mô tả EL so với các Logic mô tả con khác của Logic mô tả ALC là suy diễn trên Logic mô tả EL luôn có độ phức tạp tính toán đa thức, bất chấp sự có mặt của TBox tổng quát hay không [Baader 2003, Brandt 2004] Hiện tại EL đang được sử dụng trong một số ứng dụng thực tế và thu được... rI (aI, bI) ∈ rI Bảng 1.6 Cú pháp và ngữ nghĩa của Logic mô tả EL 1.3.3 Kiến trúc của ngôn ngữ Logic mô tả Một hệ Logic mô tả bao gồm các hệ thống thụng tin có sử dụng Logic mô tả để biểu diễn tri thức của miền ứng dụng Các hệ này sử dụng khả năng biểu diễn mạnh mẽ của Logic mô tả kết hợp với các thủ tục suy diễn để tạo nên hoạt động của chúng Logic mô tả EL được mô tả bởi một tập các cá thể để xây... Logic mô tả EL là TBox với ngữ nghĩa điểm cố định lớn nhất (EL gfp), TBox với ngữ nghĩa mô tả (ELdesc), và các tiên đề thuật ngữ với GCIs (EL gci) (hay TBox tổng quát) đã làm cho thời gian tính toán trong Logic mô tả EL giảm đi nhiều Nguyễn Đức Vượng - HTTT - K48 - ĐHBK Hà Nội 26 Tìm hiểu Logic mô tả EL Đối với ELgfp và ELdesc chúng ta sử dụng một phép mô tả thông qua phép simulation(phép mô phỏng)... là thực hiện việc chuyển đổi TBox sang một mô hình chuẩn hóa mà trong đó chứa các mô tả khái niệm phức hợp dạng cơ bản nhất 1.3.1 Khái niệm Logic mô tả EL Logic mô tả EL là một trong những Logic con của Logic mô tả ALC, Logic mô tả EL được xây dựng từ một tập các toán tử bao gồm: phép giao, lượng từ tồn tại, và khái niệm đỉnh Từ đó cú pháp của Logic mô tả EL được biểu diễn như trong Bảng 1.4 dưới đây:... rk, Bk) ET) Ví dụ 2.3 Mĩ tả đồ thị mô tả- EL của chuẩn hóa EL- TBox gfp-ngữ nghĩa(T gfp) trong ví dụ 2.1 Nguyễn Đức Vượng - HTTT - K48 - ĐHBK Hà Nội 24 Tìm hiểu Logic mô tả EL {∅} Thuong Gia {Vang,DoLa,Giau} DoanhNghiep {∅} {DoLa,Giau} TopDoanh Nghiep GiamDoc Boss {DoLa,Giau} {DoLa,Vang} TuBan n Hình 2.1: Đồ thị mô tả- EL của chuẩn hóa EL- TBox gfp-ngữ nghĩa Tgfp Khi đó kích thước của đồ thị mô tả (ký hiệu... GiongDuc Me ≡ Nu ⊓ ∃Cocon.ConNguoi ≡ Nam ⊓ ∃Cocon.ConNguoi Cha Bảng 1.5 Mô tả khái niệm gia đình trong Logic mô tả EL 1.3.2 Ngữ nghĩa và cú pháp của Logic mô tả EL Các mô tả khái niệm được định nghĩa quy nạp từ một tập các toán tử kết hợp với tên các khái niệm và các vai trò Ngữ nghĩa của các mô tả khái niệm trong Logic mô tả EL có được nhờ vào các phép thông dịch Mỗi phép thông dịch, ký hiệu là I, là một... Nội 11 Tìm hiểu Logic mô tả EL Cú Pháp ┬ Tên các toán tử Khái niệm đỉnh C⊓D Giao khái niệm ∃r.C Lượng từ tồn tại Bảng 1.4 Cú pháp của Logic mô tả EL Ví dụ 1.2 Sử dụng các luật cú pháp của Logic mô tả EL ta xây dựng các khái niệm phức hợp, đó là các khái niệm trong gia đình Trong đó, có sử dụng ba khái niệm nguyên thủy là con người "ConNguoi", giống cái "GiongCai", giống đực “GiongDuc” và sử dụng một... TBox có chu trình và TBox tổng quát được diễn giải thông qua việc xây dựng phép simulation giữa các đồ thị Để mô tả hai bài toán TBox có chu trình và TBox tổng quát trong Logic mô tả EL ta thực hiện chuẩn hóa EL- TBox và sử dụng đồ thị mô tả- EL Đồ thị mô tả- EL được xây dựng qua ELTBox chuẩn hỉa 2.1.2 Suy diễn cho EL- ABox ABox chỉ gồm có 2 loại khẳng định: khẳng định khái niệm có dạng C(a) và khẳng định... dạng chuẩn hóa sang một đồ thị mô tả- EL như sau: {ConNguoi} ChaMe {ConNguoi,GiongDuc} {ConNguoi,GiongCai} Ong Ba {ConNguoi,GiongDuc} Cha Nguoi {∅} {ConNguoi,GiongCai} Me Hình 2.2 Đồ thị mô tả EL ứng với ví dụ 2.4 2.5 Tổng kết chương Như vậy trong chương 2 đã trình bày về các bài toán trong Logic mô tả EL, chỉ ra điểm mạnh của ngôn ngữ Logic mô tả EL so với các ngôn ngữ mô tả khác Với một tập cú pháp với... quyết định trong Logic mô tả EL với thời gian là đa thức bậc ba Để thu được kết quả này ta chuyển các EL- TBox sang các đồ thị mô tả- EL, phương pháp này gọi là phép mô phỏng (simulations) của các đồ thị mô tả- EL Trong bài này ta sẽ chỉ ra cách thức làm thế nào để biên dịch một EL- TBox thành một đồ thị mô tả- EL Và đưa ra khái niệm của một phép mô phỏng giữa các nút của một đồ thị mô tả Tiếp đó ta chuyển . chính là Logic mô tả EL. 1.3 Logic mô tả EL Logic mô tả EL là một Logic con của Logic mô tả ALC. Đặc điểm nổi bật của Logic mô tả EL so với các Logic mô tả con khác của Logic mô tả ALC là suy. quan về Logic mô tả EL 8 1.1 Giới thiệu chung 8 1.2 Cú pháp của Logic mô tả 9 1.2.1 Ngôn ngữ mô tả FL0 9 1.2.2 Ngôn ngữ Logic mô tả ALC 10 1.3 Logic mô tả EL 11 1.3.1 Khái niệm Logic mô tả EL 11 1.3.2. về Logic mô tả EL và cài đặt ví dụ minh họa. Bố cục của đồ án được phân ra như sau: Chương 1. Tổng quan về Logic mô tả EL. Chương này trình bày về các nội dung cơ bản trong Logic mô tả như: Định