›
›

Các phương pháp tích hợp các Ontology và các quy tắc đối với web ngữ nghĩa

Download
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế  
Tập 7, Số 1 (2017)  
CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍCH HỢP CÁC ONTOLOGY VÀ CÁC QUY TẮC  
ĐỐI VỚI WEB NGỮ NGHĨA  
Hoàng Nguyễn Tuấn Minh  
Phòng Công tác học sinh, sinh viên, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế  
Email: [email protected]  
TÓM TẮT  
Trong tiến trình phát triển Web ngữ nghĩa, việc tích hợp các lớp khác nhau trong kiến trúc  
của nó đóng vai trò cốt lõi. Các quy tắc và ontology đóng vai trò rất quan trọng trong kiến  
trúc phân lớp của Web ngữ nghĩa, trong đó chúng được dùng để gán ý nghĩa và suy luận  
dữ liệu trên web. Việc tập trung vào nghiên cứu tích hợp lớp ontology với lớp các quy tắc  
là một hướng đang tập trung thu hút của rất nhiều nhà nghiên cứu trong những năm gần  
đây. Tuy đã có một số đề xuất được đưa ra để giải quyết vấn đề này song các giải pháp này  
vẫn còn các trở ngại khác nhau và chưa đạt hiệu quả như mong muốn. Bài viết này đưa ra  
một cái nhìn khá toàn diện về tổng quan và có sự so sánh, đánh giá các giải pháp như vậy  
trong việc kết hợp các quy tắc và ontology trong kiến trúc Web ngữ nghĩa.  
      a: Lập tr nh logic,  ogic m  tả,  ntology,  e  ngữ nghĩa.  
1. MỞ ĐẦU  
Web                                                                                
                                                                                    c sử dụng  
       ý          s     ận d  liệu trên Web. Trong khi l p Ontology c a Web ng            
phát tri n và ngôn ng  W   O        (OWL)  ã      t khuy n nghị c a W3C từ m        ă  
           ò    p các quy t c ít phát tri    ơ [1,2]. Việc tập trung vào nghiên cứu l p quy t c và  
tích h p nó v i l p ontology là m              tập trung thu hút c a rất nhiều nhà nghiên cứu  
trong nh     ă         . M t số  ề xuấ   ã    c thực hiệ     giải quy t vấ   ề           
không có m t giả        ơ    ản do trở ngạ                     ạ     c hiệ             ốn.  
Trong bài vi t, chúng ta xem xét vấ   ề kỹ thuậ   ơ  ản trong việc tích h p các quy t c và các  
ontology và phân loạ       ề xuấ                  ơ           p cận khác nhau cụ th  là các  
   ơ        t                                     ơ        t               ạ             ồng  
thờ         các ví dụ tiêu bi u là  
+log       ơ     ì          ô  ả cùng             , so sánh  
gi a chúng           ng phát tri n sau này.  
11  
Các phương pháp tích hợp các ontology và các quy tắc đối với web ngữ nghĩa  
2. CÁC NGHI N C    I N   AN  
2.1. Ontology  
Thuậ       O          ã   ấ    ệ   ừ  ấ  s  . T       ố  s    M      s  s     
   s       ã  ị        :  Ontology là một nhánh của triết học, liên quan đến sự t n tại và  ản  
chất các sự vật trong thực tế . Các nhà nghiên cứu trong khoa h               c biệt là trong Trí  
tuệ nhân tạ  ( I)    n thuật ng  này nhằm mụ        ỗ tr  việc chia sẻ và tái sử dụng ki n thức  
trong hệ thống AI. Cách ti p cậ       ã    c Neches và các c ng sự  ề xuất [3] “Một ontology  
định nghĩa các thuật ngữ và các mối quan hệ cơ  ản g m từ vựng của một chủ đề cũng như các  
quy tắc kết hợp các thuật ngữ và mối quan hệ để định nghĩa các mở rộng cho từ vựng”. Theo  
 ị               t ontology không chỉ bao gồm các thuật ng        ị                    ờng  
minh trong nó mà còn có tri thức có th  suy diễ     c từ         . V    ă  1998  S  d          
c ng sự  ã         ị                        ù                   ơ . “ ntology là một đặc tả  
tường minh, mang tính hình thức của sự khái niệm hóa có thể chia sẽ được. Sự khái niệm hóa đề  
cập đến một mô hình trừu tượng của một số hiện tượng trong thế giới thực bằng cách xác định  
khái niệm liên quan đến hiện tượng đó. Tường minh có nghĩa là các khái niệm được sử dụng và  
các ràng buộc trên chúng được định nghĩa một cách rõ ràng. Hình thức đề cập đến máy có khả  
năng đọc và hiểu Ontology. Chia sẽ phản ánh quan điểm rằng một Ontology nắm bắt tri thức  
được chấp nhận bởi một c ng đ ng.”Theo W3C m t Ontology cung cấp m t mô tả cho các  
ph n tử sau: các l p (hay các thực th ) trong m         ự       ịnh, các quan hệ gi a các l p,  
các thu c tính c a các l p.  
Chúng ta xem xét ví dụ về          s             s  :  
Hình 1. Ví dụ về ontology  
12  
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế  
Tập 7, Số 1 (2017)  
T       :  
M t Student có th  là m t UnderGradStudent ho c GraduateStudent;  
M t GraduateStudent có th  là MasterStudent ho c PhDStudent;  
M t Student có th  có Scholarship;  
M t Student có th  tham gia Course(s);  
Work có th  là giảng dạy m t Course ho c làm Reseach;  
M t Assistant có th  là TA (Teaching Assistant) ho c RA(Reseach Assistant);  
M t Assistant phải làm Work;  
M t GraduateStudent có th  có m t Assistant;  
M t TA làm việc trên m t Course và m t RA làm việc Reseach  
2.2. Quy tắc và chƣơng trình logic trong Web ngữ nghĩa  
2.2.1. Cú pháp  
Cho Φ =( , ) là m t b  từ vựng ngôn ng  bậc nhất v i là tập h u hạn khác rỗng  
các hằng và  
là tập các ký hiệu vị từ không chứa ký hiệu hàm. Cho  
là tập các bi n.  
M t hạng thức là m t bi n từ  
ho c m t ký hiệu hằng từ Φ. M t nguyên tố là m t  
³
bi u thức có dạng p(t1, t2,..., tn)          p là ký hiệu vị từ n ngôi, n 0 từ Φ     t1, t2,..., tn là các  
hạng thức. M t literal l là m t nguyên tố p (l            d ơ  )    c nguyên tố ph   ịnh p (l là  
Ø
literal âm). Phần bù c a l d ơ      p và c a l âm là p. M t literal phủ định ngầm (viết tắt  
Ø
NAF-literal) là m t literal l ho c m t literal ph   ịnh m    ịnh not l.  
¬
Một quy tắc r là bi u thức có dạng : a  
b , b ,..., b , not b ,..., not b v i m k 0  
1 2 k k+1 m  
³ ³  
(1)  
         a là literal và b1,..., bm là các literal ho c các nguyên tố đẳng thức (bất đẳng thức) có  
¹
dạng t1=t2 (t1 t2) v i t1 và t2 là các hạng thức. Literal a    c g i là đầu c a quy t c r và phép  
h i b1, b2,..., bk, not bk+1,..., not bm là thân c a quy t c r           b1, b2,..., bk (ho c, not  
bk+1,...,not bm) là thân dương (hoặc thân âm). N  ời ta dùng H(r)    ký hiệu literal a   u c a  
+
-
+
È
quy t c, và B(r)    ký hiệu tập tất cả literal B (r) B (r) thân c a quy t            B (r) = { b1,  
b2,..., bk} và B-(r) = { bk+1,..., bm}. N u thân c a quy t c r rỗ   (         ờng h p k = m = 0) thì r  
¬
là m t dữ kiện (Fact), chúng ta s  bỏ              ờng h p này. M t chương tr nh chính tắc P  
(hay đơn giản là chương tr nh P) là m t tập h p h u hạn các quy t c. P là một chương tr nh  
dương n u m i quy t c c       ều không chứa ph   ị    not”.  
2.2.2. Ng        
M t vũ trụ Herbrand c a m      ơ     ì   P, ký hiệu HUP, là m t tập h p tất cả các ký  
hiệu hằng xuất hiện trong P. N u không có ký hiệu hằng trong P thì HUP = {c}           c là  
m t ký hiệu hằng tùy ý trong Φ. N      ờng lệ, các hạng thức, các nguyên tố, các literal, các  
quy t           ơ     ì   …    nền n u và chỉ n u chúng không chứa bi n nào. M t cơ sở  
Herbrand c a m      ơ     ì   P    c ký hiệu là HBP là tập tất cả các literal nề     c xây  
13  
Các phương pháp tích hợp các ontology và các quy tắc đối với web ngữ nghĩa  
dựng từ các ký hiệu vị từ xuất hiện trong P và các ký hiệu hằng trong HUP. M t hiện hành nền  
Î
c a m t quy t c r P nhậ     c từ quy t c r bằng cách thay th  mỗi bi n trong r bằng m t ký  
hiệu hằng trong trong HU , bằng cách sử dụng m t phép th  cho mỗi bi n trong r và loại bỏ  
q
P
¹
tất cả nguyên tố  ẳng thức và bấ   ẳng thức t =t và t  
1q 2q  
t
. M t hiện hành nền c a m t  
2 q  
1q  
quy t c r là nhất quán khi và chỉ khi nó không chứa các nguyên tố  ẳng thức ho c bấ   ẳng thức  
nào. Chúng ta ký hiệu ground(P) là m t tập h p tất cả các hiện hành nền nhất quán c a các quy  
t c trong P.  
Í
Ø
M t tập X  
HBP c a các literal nhất quán khi và chỉ khi {p, p}  
X cho m i  
Î
nguyên tố p HBP. M t diễn dịch I trong m      ơ     ì   P là m t tập con nhất quán c a  
Í
Í
I
HBP. M t mô hình c a m      ơ     ì   d ơ   P là m t diễn dịch I  
HBP sao cho B(r)  
Í
Î
I  ối v i m i r ground(P).  
dẫ    n H(r)  
Phép chuyển đổi (hay phép chuyển đổi Gelfond-Lifschitz) c a m      ơ     ì   P liên  
       n m t diễn dịch I  
HB (ký hiệu là PI) là m      ơ     ì   d ơ    ề        c nhận  
Í
P
-
Ç
   c từ ground(P) bằ                ất cả các quy t c r mà B (r)  
ph   ịnh trong các quy t c còn lại.  
I =              n thân  
M t tập trả lời c a m      ơ     ì   P là m t diễn dịch I  
HB mà I là m t tập trả lời  
Í
P
c a PI. Tập h p c a tất cả các tập trả lời c a m      ơ     ì   P    c ký hiệu là ans(P).  
3. TÍCH HỢP CÁC QUY TẮC VÀ CÁC ONTOLOGY  
Ph n trên cung cấp cho chúng ta m t cái nhìn tổng quan c a ontology v i mụ        ỗ  
tr , chia sẻ và sử dụng lại các tri thứ     c bi u diễn hình thức trong hệ thố    I  ũ         t  
ph    ơ  ản về quy t         ơ     ì               Web ng       . Trong nh     ă  qua l p  
          ã  ạ              ô     n m t mứ     nhấ   ịnh v i các khuy n nghị c   W3C     
RDF và OWL. G                        ứ   ã            n việc tích h p các l p này và l p  
các quy t c v i các mụ       s  :  
Nhìn từ         m lập trình logic, chúng ta có th  sử dụ                   cung cấp  
     ịnh các cá th        ố     ng từ các nguồ               chia sẻ và tái sử dụng.  
Nhìn từ         m ontology, ngôn ng  quy t c giố              ơ     ì            
khả  ă      c phục nh ng trở ngại trong các hệ hình thức ontology dựa trên logic mô tả     
khả  ă   d ễ   ạt mối quan hệ      ơ    i các vị từ nhiều ngôi, ràng bu c toàn vẹn và các  
   ờng h p ngoại lệ khác.  
M t số    ơ                       giải quy t vấ   ề này song các giải pháp này vẫn  
cò            ă                     ạt hiệu quả            ốn. Ti p theo, chúng ta s      
ra các vấ   ề phát sinh                   ơ            và xem xét hai các ti p cận trong việc  
tích h p các quy t                    ù                         .  
14  
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế  
Tập 7, Số 1 (2017)  
3.1. Các vấn đề tích hợp các quy tắc và các ontology  
3.1.1. CWA so v i OWA  
Logic bậc nhấ                ạn c a logic mô tả áp dụng trên giả thiết thế giới mở  
(OW )              "nếu một mệnh đề không thể được suy ra từ những g  được biểu diễn trong  
một hệ thống, thì nó vẫn không thể được suy ra là sai.". S  là h p lý khi xem xét Web ng        
     ệ thố           ậy áp dụng OWA lên nó. Trái lại, giả thiết thế giới đóng (CWA) [Reiter,  
1978] giả  ịnh rằng "những gì hiện đang kh ng được biết đến là đúng được giả định là sai.".  
Đ ều này không thực sự h p lý trong cu c sống thực. Trong lập trình logic, CWA liên quan ch t  
ch    n phủ định khi thất bại (NAF) mà nó nhậ     c not p từ sự thất bại trong việc nhận p. Đ  
thấy rõ sự khác nhau gi a OWA và CWA chúng ta xem xét ví dụ sau :  
Ví dụ 1 :  
wine (X )  
←
←
whiteWine (X ).  
nonWhite(X)  
wine(myDrink ).  
not whiteWine(X).  
Theo cái không sẵn có whiteWine(myDrink),    ơ     ì     t luận nonWhite(myDrink),  
trong khi m t bi u diễ    ơ    ự theo logic mô tả s  không chứng minh cho k t luậ    ơ    ự:  
Ví dụ 2:  
WhiteWine  
¬WhiteWine  
myDrink  
⊑
Wine  
⊑
NonWhite  
Wine  
∈
Nguyên nhân cho cách xử lý             OW     ô           ô           ảm bảo m t  
trong hai myDrink ∈ WhiteWine ho c myDrink ∈ ¬ WhiteWine  d       ô        t luận nào  
có th  ti p tụ     c thực hiện.M   dù CW    ô      c áp dụng trong Web ng        vì  
ontology dựa trên logic mô tả           ẫn c n thi t trong nhiều ứng dụng trong tích h p thông  
tin.  
3.1.2. Ph   ịnh mạnh so v i ph  truyền thống  
Đô          ờ        ồng ph   ịnh mạnh v i ph   ịnh truyền thống             ịnh  
mạ      c sử dụng trong ASP trong thực t   ơ        ản truyền thống c a nó. Ví dụ s       
cho thấy sự khác nhau này:  
Ví dụ 3:  
 ine(X) ←  hite ine(X).  
−Wine(myDrink).  
WhiteWine ⊑ Wine.  
myDrink ∈ ¬Wine.  
T                ơ sở tri thức logic mô tả, chúng ta s  k t luận myDrink∈ ¬ WhiteWine  
      d  kiện -WhiteWine(myDrink) không th     c chứng minh trong các thi t lập trình logic.  
Tuy nhiên, thêm m t quy t c WhiteWine(X)∨-WhiteWine(X) trong ví dụ này s  giúp lấ     c  
d  kiện này.  
3.1.3. UNA vs non-UNA  
ASP hay h        ất cả các ngôn ng  lập trình dựa trên logic hoạ    ng trên Giả thi t  
15  
Các phương pháp tích hợp các ontology và các quy tắc đối với web ngữ nghĩa  
tên duy nhất (UNA), mà về  ơ  ản có th  nói rằng hàm liên quan hằng số trên ngôn ng  và các  
 ố     ng trên các miền c a diễn dịch là m t song ánh. Giả  ịnh này không h p lệ trong logic  
mô tả tổng quán. Các hàm ràng bu c hằng số         ố     ng trong miền có th    ô       ơ  
     ũ     ô         n ánh. Ví dụ     ơ     ì          ô  ả sau không có bất kỳ mô hình nào:  
Ví dụ 4 :  
← friend f (tweety, X), friend f (tweety, Y), X ≠ Y.  
friendOf (tweety, joe ).  
friendOf (tweety, pluto).  
Trong khi bi u diễn logic mô tả   ơ   ứng :  
weety ∈ ≤ 1friend f  
friendOf (tweety, joe )  
friendOf (tweety, pluto)  
có m    ô  ì            joe = pluto. Sự khác biệt trong giả  ị    ơ  ản khi không  
   c xem xét ch c ch n s  gây ra vấ   ề khi chúng ta chú ý ng        trong sự tích h p c a hai  
hệ thống.  
3.1.4. Khả  ă   quy    ịnh  
Chúng ta muố          m t tích h p có thu c tính khả  ă          ịnh trong khi cho  
phép khả  ă      u diễn càng nhiều càng tố . Lý   ởng nhất, chúng ta muốn có m t hệ thống mà  
hệ thố       ố g ng bi u diễn càng nhiều càng tốt theo các ràng bu c c a m t số l      phức  
tạp c a tính toán. Vấ   ề phát sinh trong việc k t h p hai hệ thống logic mô tả và lập trình dựa  
trên logic là khi chúng ta xem xét thực t  rằng hai hệ thống này s  cố g       ti p cận và giải  
quy t vấ   ề khả  ă          ị      c từ            khác nhau:  
Khả  ă          ị          SP  ạ     c từ thực t        c dựa trên không có ký tự  
hàm, khi mà sự k  thừa thứ tự nền có th     c ki m tra bằng sử dụng mô hình ki m tra trong  
các tập con h u hạn c        ơ sở Herbrand c      ơ     ì  . Nói cách khác, khả  ă     ụ  
thu c vào sự h u hạn c a miền. Ngay cả ng        P      (sử dụng SLDNF), khi chúng ta xem  
xét các hàm trong ngôn ng  k t h p v           ệ quy trái-phải có th  k t quả  ũ     ô      
khả  ă          ị      c.  
Trái lại, ng        logic mô tả duy trì khả  ă          ịnh bằng cách hạn ch  các cấu  
trúc nó cung cấ     k t thúc trong m t tập h p con cụ th  c a logic bậc nhất. Nhiệm vụ lý luận  
quy    ịnh thành viên c a l p, x p g p, tính thỏ   ã  … còn lại trên thực t  là chỉ có m t số  
h u hạn các cấu trúc cho phép trong các hệ thống thuật ng .  
3.2. Các phƣơng pháp tích hợp các quy tắc và các ontology  
Có hai    ơ          ổ bi n    k t h p các quy t c và các ontology phố bi n hiện nay  
là tích h p ch t ch  ng                  p linh hoạt ng        [5]. Bây giờ chúng ta s  phân tích  
các nguyên t c c a hai    ơ                         ô     ệ              n chúng.  
16  
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế  
Tập 7, Số 1 (2017)  
3.2.1. Tích h p ch t ch  ng        
Trong    ơ        này, các quy t      c gi i thiệu trực ti p trong l p ontology, tức là  
các tên khái niệm và vai trò có th     c sử dụ                   ị từ trong các quy t c. Cách  
ti p cậ       ậy có th  dễ dàng dẫ    n khả  ă     ô          ị      c, ví dụ CARIN và  
SWRL. M         DPL       ề xuất bởi Grosof (2003) bảo tồn khả  ă          ịnh rất hạn ch  
trong cú pháp c       d      ạn ch  khả  ă      u diễn. SWRL và DLP có th               
               é    t số    ng l n cho cách ti p cậ          phù h p, chẳng hạn n   
-log,  
các quy t c DL-safe, r-hybrid KBs, và +log. Nh ng cách ti p cậ      duy trì khả  ă       t  
 ịnh và mở r ng khả  ă   d ễ   ạ    ò   ỏi các ràng bu     ều kiện an toàn c a các bi n trong  
các quy t c.[5]  
Hình 2. Tích h p ch t ch .  
3.2.2. Tích h p linh hoạt ng        
T        ơ                                         (OWL/RDF)            ò       
          ực khác nhau. Trong khi các quy t c tập trung vào công việc lý luận thì OWL/RDF  
nhằ   ă    ục        a chúng trong vai trò là ngôn ng  mô tả. Hai thành ph n này không bị  
bu c bởi bất kỳ ràng bu c cú pháp nào, miễn là bên riêng mỗi chúng có khả  ă          ịnh, và  
s                    p v i nhau thông qua m t "giao diện an toàn".  
Nhìn từ         m l p các quy t c, các ontology phục vụ       t nguồn thông tin mở r ng v i  
m t ng          c lập có th     c cập nhật ho c truy vấn thông qua m t vị từ   c biệt. Cách  
ti p cậ       ậ        ơ     ì          ô  ả [Eiter và c ng sự  2005  2007  Ł   s     z  2005,  
Eiter và c ng sự, 2008] và công cụ thực thi các quy t c TRIPLE [SINTEK và Decker, 2002]  
chúng g i các b  suy luận logic mô tả bên ngoài.P  ơ        này thu hút sự quan tâm rất l n  
c a các nhà nghiên cứu trong nh     ă                   i dung c a báo cáo chúng ta s  tập  
trung vào các vấ   ề c a việc tích h p này bằng cách ti p cậ     ơ     ì          ô  ả [6].  
Hình 3. Tích h p linh hoạt.  
3.3. Các đại diện tiêu biểu của các phƣơng pháp và các đánh giá  
3.3.1. Tích h p linh hoạt ng       : C  ơ     ì   logic mô tả  
C  ơ     ì          ô  ả mở r           ơ     ì    ập trả lời (ASP) v i các truy vấn  
        ơ sở tri thức logic mô tả thông qua nguyên tử logic mô tả [8,9]                       ử  
này có th         ều chỉ      cho phép truy vấ    n m    ơ sở tri thức logic mô tả theo nh ng  
cách khác nhau. Bằ             ậ       ơ sở tri thức logic mô tả           ơ     ì         
   c k t h   d  i sự ki m soát c a các nhà thi t k  tri thức.  
17  
Các phương pháp tích hợp các ontology và các quy tắc đối với web ngữ nghĩa  
Trong c         t thực t  k t h p có sự   ơ          c tách biệt rõ ràng gi a công cụ  
logic mô tả và m t b  xử lý ASP. Hai bên có th  chuy n giao ki n thức hai chiều thông qua  
nguyên tử logic mô tả                     ò          t giao diệ . Ý   ở    ơ  ản c a nguyên  
tử logic mô tả nhằm cung cấp m      ơ     ệ       t ra các truy vấ       ơ sở tri thức mô tả  
từ    ơ     ì   P, bằng cách khai thác các truy vấn gốc c a công cụ tri thức mô tả. Trong  
      ì         ũ      n thức có th  chuy n từ P   n  
.
Chi ti    ơ     t truy vấn Q có th  là m t th  hiện khái niệm/vai trò C(X)/R(X,Y), ho c  
m t bao hàm C D. Khi gửi m t truy vấn, m t nguyên tử logic mô tả cho phép sử   ổi các  
ph n mở r ng (ABox) c a , bằng cách thêm các khẳ    ịnh tích cực ( ) hay tiêu cực (⩁)  
   c tính toán bằ          ơ     ì         P. Các nguyên tử logic mô tả                      
chỉ khi  ã    c sử   ổi chứng minh Q.  
Ví dụ nguyên tử logic mô tả DL[Wine] ("ChiantiClassico") yêu c u xem nó thỏa |=  
Wine ("ChiantiClassico") không; m t nguyên tử logic mô tả v i m t bi n DL[Wine](X)  ã      
              ất cả các cá th     c bi     n x        | = Wine(x) thỏa.  
Nguyên tử DL[RedWine my_red; Wine](X) thêm tất cả các khẳng RedWine(c) vào  
,
   my_red (c) thỏ     ơ     ì         P, trong khi DL[RedWine ⩁ my_white; hasColor] (X,  
"Red") thêm tất cả các khẳng ¬RedWine(c) vào    my_white(c) thỏa trong P.  
Cụ th   ơ     ơ     ì          ô  ả [8,9] là m t c p ( , P)          P gồm các quy  
¬
t c r có dạng a1, a2,..., al  
b1, b2,..., bk, not bk+1,..., not bm  
với l 0 và k m 0.  
³
³
³
         a1, a2,..., al là các literal. Chúng ta g i a1, a2,..., al là đầu của r và phép h i b1,  
b2,..., bk, not bk+1,..., not bm là thân c a quy t c r           b1, b2,..., bk (ho c, not bk+1,...,not bm )  
là thân dương (hoặc thân âm). N  ời ta dùng H(r)    ký hiệ    u c a quy t c, và B(r)    ký  
+
-
+
-
È
hiệu tập tất cả literal B (r) B (r) thân c a quy t            B (r) = { b1, b2,..., bk} và B (r) = {  
bk+1,..., bnm}. M t quy t     ô        u (l=0) là m t ràng buộc toàn vẹn. Một quy tắc r trong  
ph     u chỉ có m t literal (l=1) là m t quy tắc   nh thường. N u thân c a quy t c r rỗng (trong  
¬
   ờng h p n = m = 0 ) thì r là m t dữ kiện (Fact), chúng ta s  bỏ              ờng h p này.  
Tập câu trả lời c a m      ơ     ì          ô  ả ( , P)           ịnh thông qua nền  
tảng tất cả các quy t c trong P v i m t tập h p các hằng C,          C có chứa các hằng trong P  
và hằng số bổ sung từ . M t mô hình là m t tập nhất quán c a literal nền M    c xây dựng từ  
các vị từ trong P và các hằng trong C. M t nguyên tử logic mô tả nền DL[<Add>; Q](c)      
trong M, n u và chỉ n u   <Add>M |= Q(c). L   ý  ằng <Add>M phụ thu c vào M;   ều này  
cho phép m t dòng tri thức chạy từ P   n . M t mô hình M    c g i là m t tập câu trả lời  
mạnh c a ( , P), n u nó là mô hình nhỏ nhất c a sPM.  
C  ơ     ì          ô  ả quy    ị      c, v     ều kiệ                   ử logic mô tả  
trên  
quy    ị      c; Cụ th   ơ            phức tạp là NEXP-        v i     
(D)và  
PNEXP-        v i       (D) [8.9].  
18  
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế  
Tập 7, Số 1 (2017)  
3.3.2. Tích h p ch t ch  ng       :  
+log  
+log là phiên bản m i nhất trong các ph n mở r ng c a logic mô tả     v i các  
quy t         - log, r- và r+  ơ sở tri thức lai. Các ng                a  
tóm t       s  :  
+log có th     c  
a, Có sự phân biệt gi a các vị từ quy t c và các vị từ truyền thống.  
b, miền vô hạ              c cố  ịnh và các y u tố e c a nó có th     c truy cập  
trong tất cả các các diễn dịch v i hằng số phân biệt ce         ơ   ứng m t m t; miề         c  
g i là giả thiết tên chuẩn (UNA Standard Names Assumption).  
c, Mô hình (còn    c g i là mô hình NM) c a  = < ,P> có dạng  
  M          
là m t mô hình c a các vị từ truyền thống, M là mô hình c a các vị từ quy t c, sau khi xóa  
các nguyên tử truyền thống    c thỏa bởi trong P.  
d, Ngôn ng  không có ph   ịnh mạnh và ph   ịnh y      c gi i hạn trong các vị từ  
quy t              ị từ truyền thống có th  xuất hiện trong các ph     u c a các quy t c; nh ng  
các ký hiệ       ũ     ô      c xem xét.  
e, Đ   ảm bảo tính quy    ịnh, ngôn ng  logic mô tả an toàn y u (weak DL-safety)  
   c sử dụng: mỗi bi n X trong m t quy t c r phải xuất hiện trong m t số nguyên tử      d ơ   
c a r và nguyên tử này phải có m t vị từ quy t c n u X xuất hiện trong m t nguyên tử v i vị từ  
truyền thống trong ph     u c a r.  
L   ý  ằng ngôn ng  logic an toàn y u cho phép truy cập các cá th  không tên trong  
nguyên tử truyền thống. Ví dụ cho  = < , P>          
author(turing)} và P bao gồm các quy t c an toàn y u:  
= {author   isAuthorOf,  
scientist(X)   isAuthorOf(X,Y), not likes(X, astrology);  
Ở     isAuthorOf là m t vị từ truyền thống và scientist và likes là các vị từ quy t c.  
Bi n Y không xuất hiện trong bất kỳ nguyên tử v i m t vị từ nguyên t    ũ          truy cập  
các cá th  không tên. Ta có  = < ,P>   scientist (turing), m c dù Y có th    ô      c  
NM  
th  hiện và có th        ổi từ diễn dị         n diễn dịch khác. Các quy t     ơ    ự th  hiện  
           ơ     ì          ô  ả     s  :  
scientist(X)      isAuthorOf](X,Y), not likes(X, astrology);  
  ều này không dẫ    n scientist (turing)  T                 ơ     ì          ô  ả    c  
vi t lại scientist(X)       isAuthorOf](X,Y), not likes(X, astrology) mang lại câu trả lời mong  
muốn; bằng cách sử dụng cú pháp mở r     ề xuất trong [6, 7], các nguyên tử logic mô tả này  
có th     c th  hiệ         DL[father(X, Y)] (X).  
+log là quy    ị      c n u phép h p các truy vấn nối ti p là quy    ị      c trong  
19  
Các phương pháp tích hợp các ontology và các quy tắc đối với web ngữ nghĩa  
3.3.3. Đ        
M t số       ă            ý  ề ng               ơ     ì          ô  ả và  
   c tóm t t bảng sau:  
+log  
+log  
Bảng 1. Bả   s  s              ă           ơ     ì          ô  ả và  
+log  
(T       : C:     K: K ô    CN: Đ             n l          ờng h p.)  
Tiêu chí  
P      ệ        ị  ừ     ị  ừ         
Miền vũ trụ cho P  
Chƣơng trình logic mô tả  
C
K
Vũ   ụ H      d     P  
Ký   ệ          
C       d     ấ         ũ   ụ H      d     P  
Vị  ừ  ì    ẳ         ệ  
K
C
C
CN  
CN  
C
CN  
CN  
Tri thức tích hợp: từ lý thuyết  ậc nhất đến các quy tắc  
Mỗ   ô  ì    ơ  
T         ừ  
K
C
K
N
Tri thức tích hợp: từ các quy tắc đến lý thuyết  ậc nhất  
Mỗ   ô  ì    ơ  
T         ừ  
K
C
C
K
T           ị   
CN  
CN  
H                  ịnh các hình thức nào có các từ vự              ối v i các tên vị từ  
truyền thống và vị từ quy t  . L   ý  ằ         ă         ô     ả                      ơ   
pháp tích h p ng               ạt, m c dù nó có th                    t dấu hiệu cho thấy  
mứ     c a các kh p nối gi a ng         ập trình truyền thống và lập trình logic.  
Nhóm thứ hai c a bả        ịnh lựa ch          c thực hiệ              n tậ   ũ   ụ  
 ối v i các lập trình logic P c a m    ơ sở tri thức. Sự lựa ch n là khác nhau gi a dùng m t  
miền  ơ  tùy ý (           SWRL chẳng hạn) ho c áp dụng m t k t h p các ký tự (có th  là  
chồ     é               ơ     ì          ô  ả). M t ký tự      ậ     ờ    ị             miền  
khác nhau c a tậ   ũ   ụ      ơ         a chúng. Trong thi t lập sau này,    ời ta lấy  ũ   ụ  
H      d     là miền cho P.  
T   ũ     ấy trong           ă   nhóm thứ         ơ     ì   logic mô tả và  
+log có  
tên duy nhất (UNA)        ũ   ụ Herbrand. Trong thực t , +log     ứng UNA trong toàn b  
tri thức     c suy diễn ra bởi các     ời ta áp dụng giả  ịnh tên chuẩn. L   ý             
+log không cam k t Herbrand giải thích c a các hằng số trong ph        ịnh.  
L           n sự   ơ        ừ ontology (lý thuy t bậc nhất)   n các quy t c, chúng ta  
phân biệ     c cho dù             a literal v i vị ng  truyền thống trong m t quy t c phụ thu c  
vào việc mô hình xây dựng trên trên m t mô hình duy nhất c a ph n bậc nhất trong m    ơ sở  
tri thức lai, ho c trên k  thừa từ nhiều mô hình.  
+log làm việc trên mô hình duy nhất, trong  
khi       ơ     ì   logic mô tả suy luận ra từ nhiề   ô  ì  ;          ơ     ì   logoc mô tả,  
thông tin từ các lý thuy t bậc nhất    c lấy từ các quy t c chỉ khi m t truy vấ     c chứng  
minh từ các thi t lập c a các mô hình c a ph n bậc nhất.  
20  
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế  
Tập 7, Số 1 (2017)  
Đối v             c lại (từ các quy t c vào ph n bậc nhất)    ơ        ô  ì    ơ      
   c hi                  ỗi mô hình c a ph n các quy t c ràng bu c mô hình c a ph n  
bậc nhất      ậy chỉ các mô hình này s            é            ất cả các vị từ truyền thống  
có m t mứ     l    ơ        . K  thừa dự    ơ        ơ    ản chỉ c n thêm k t luận tích cực  
về các vị từ truyền thống mà chúng có th     c rút ra từ mô hình c      ơ     ì           n  
ph n bậc nhất. L   ý  ằ     ều này có th  làm cho m t sự khác biệt, n u chúng ta có th  có các  
y u tố trong các diễn dịch mà không th     c truy cập thông qua hạng thức nền. Ở        ỉ có  
   ơ     ì   logic mô tả    c hình thành theo nguyên t c thứ hai, thông qua các thi t bị   c  
biệt là nguyên tử logic mô tả dl-atom, chúng thêm các k t luận về các vị từ cổ    n vào các  
ontology.  
Là m t tham số cuố   ù         rất quan tr ng, chúng ta xem xét   n tính quy    ịnh.  
C  ơ     ì   logic mô tả là quy    ị      c v     ều kiện ki m tra tính thỏa  ối v        ơ sở  
logic mô tả  ơ  ản là quy    ị      c và ph n quy t c là DL-safe.  
   ờ    ơ     DL-safety y u.  
+log  ũ                  
4. KẾT LUẬN  
Các framework suy diễn tiên ti n cho các ứng dụng web có ng          ơ         n  
phải giải quy t các vấ   ề v i cả các quy t c và các ontology m t cách thống nhất trong các  
   ơ               p mà hiệ         ô      c hỗ tr  tốt. Trong bài vi t này, chúng ta  ã     
xét m t số hệ hình thức dựa trên các quy t      làm việc v        ơ sở ontology. Chúng làm  
việc ở các cấ     khác nhau trong quá trình tích h p, từ   ì      thấ    n m t mứ     cao, lúc  
     t ng              ự                    ệc tích h p c a các quy t c và các ontology.  
Ngoài các ki n thứ   ơ  ả              n ontology và các quy t c, tôi  ã   ì           
vấ   ề kỹ thuậ   ơ  ản trong việc tích h p các quy t                                 ơ        
ti p cận khác nhau cụ th            ơ                                              ơ        
                ạ             ồng thờ                dụ tiêu bi u là  
+log       ơ     ì   
logic mô tả  ù                 s  s                         ng phát tri n sau này.  
TÀI LIỆU THAM KHẢO  
[1]. T. Berners-Lee (1999), Weaving the Web, Harper, San Francisco, CA.  
[2]. T. Berners-Lee, J. Hendler, O. Lassila (2001), The Semantic Web, Scientific American 34–43.  
[3]. R. Neches, R. Fikes, T. W. Finin, T. R. Gruber, R. S. Patil, T. E. Senator, and W. R. Swartout.  
Enabling technology for knowledge sharing. AI Magazine, 12(3):36–56, 1991. 1.2  
[4]. I. Horrocks, P.F. Patel-Schneider (2003), Reducing OWL entailment to description logic  
satisfiability, in: Proceedings ISWC-2003, in: LNCS, vol. 2870, Springer, pp. 17–29.  
21  
Các phương pháp tích hợp các ontology và các quy tắc đối với web ngữ nghĩa  
[5]. Thomas Eiter, Giovambattista Ianni, Axel Polleres, Roman Schindlauer, Hans Tompits (2006),  
Reasoning with Rules and Ontologies, Lecture Notes in Computer Science, vol. 4126, Springe, pp  
93-127.  
[6]. T. Eiter, G. Ianni, T. Krennwallner, and R. Schindlauer. Exploiting conjunctive queries ꢀin  
description logic programs. In Proceedings of the 2007 International Workshop on Description  
Logics (DL2007), pages 259–266, 2007.  
[7]. T. Eiter, G. Ianni, T. Krennwallner, and R. Schindlauer. Exploiting conjunctive queries in  
description logic programs. Technical Report INFSYS RR-1843-08-02, Institut fur  
Informationssysteme, Technische Universitat Wien, A-1040 Vienna, Austria, Mar. 2008. Extended  
   s     f     DL’07/IS IM’08   s     .  
[8]. T. Eiter, G. Ianni, T. Lukasiewicz, R. Schindlauer, and H. Tompits. Combining Answer Set  
Programming with Description Logics for the Semantic Web. Technical Report INFSYS RR- 1843-  
07-04, Institut fur Informationssysteme, TU Wien, Mar. 2007. To appear in Artificial Intelligence.  
[9]. T. Eiter, T. Lukasiewicz, R. Schindlauer, and H. Tompits. Combining answer set program- ming  
with description logics for the Semantic Web. In Proceedings KR-2004, pages 141–151, 2004.  
APPROACHES TO INTEGRATING ONTOLOGIES AND RULES  
IN SEMANTIC WEB  
Hoang Nguyen Tuan Minh  
Office for Student Affairs, Hue University College of Sciences  
Email: [email protected]  
ABSTRACT  
For realizing the Semantic Web vision, the integration of different layers of its architecture  
is a fundamental issue. Rules and ontologies play an important role in ontological layer of  
the Semantic Web, of which they are used to ascribe meaning and to inference data on the  
Web. Recently, researchers have been interested in the integration of ontology layer and  
the rule layer for developing it. Although there have been some proposals to solve this  
problem, these solutions still meet the different obstacles and have not achieved the desired  
effect. This article gives a fairly comprehensive overview, provides evaluation and  
comparision of such solutions in relation to the combination of rules and ontologies in the  
Semantic Web architecture.  
Keyworks: Description logics, Logic programing, , Ontology, Semantic Web.  
22  
pdf 12 trang baolam 23160 Free
Download
Bạn đang xem tài liệu "Các phương pháp tích hợp các Ontology và các quy tắc đối với web ngữ nghĩa", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfcac_phuong_phap_tich_hop_cac_ontology_va_cac_quy_tac_doi_voi.pdf