Leírás logika

A leíró logika, amelyet leíró logikának (LD) is nevezünk, olyan tudásreprezentációs nyelvcsalád, amely felhasználható egy alkalmazási terület terminológiai ismereteinek formális és strukturált megjelenítésére. A leírási logika megnevezése egyrészt a tartomány leírására használt fogalmak leírásához, másrészt a logikán alapuló szemantikához kapcsolódik, amelyet az első rend predikátumainak logikai átírásával adhatunk meg. A leíró logikát a keretnyelvek , a mesterséges intelligencia programozási nyelvcsaládjának és a szemantikus hálózatoknak a kiterjesztéseként fejlesztették ki , amelyekből hiányzott a formális logikán alapuló szemantika.

A leírási logika eredete és alkalmazásai

A leírási logikákat olyan Quillian szemantikus hálózatokból ( ref ) tervezték, amelyek címkézett irányított grafikonok, amelyekben a fogalmak csomópontokkal és ívekkel való kapcsolatokkal vannak összekötve, és a Minsky keretek szemantikájából ( ref ), ahol l 'vannak olyan képkockákkal ábrázolt koncepcióink, amelyeket bizonyos számú attribútum (más néven slot), amely információkat tartalmaz a tartalmukról.

A leírási logikák egy olyan tudásreprezentációs nyelvcsaládot alkotnak, amelyek felhasználhatók egy alkalmazási terület terminológiai ismereteinek strukturált és formális megjelenítésére. A "logikai leírás" név kétféleképpen értelmezhető. Egyrészt ezeket a nyelveket úgy fejlesztették ki, hogy megírják az alkalmazási tartomány vonatkozó fogalmainak "leírását". Másrészt e nyelvek alapvető jellemzője, hogy formális szemantikájuk első rendű logikában van meghatározva (ellentétben a korábbi állításokkal, például a Minsky-keretekkel). Ebben az értelemben azt mondhatjuk, hogy az LD-k formális „leíró” szemantikával rendelkeznek.

A leíró logikákat számos alkalmazáshoz használják (lásd: Nemzetközi műhely a leírás logikájáról és Műhely a leírás logikájának alkalmazásáról ). A teljesség igénye nélkül elmondhatjuk, hogy ezek az alkalmazások a következő területek részét képezik:

A leírási logikák meghatározása

A legtöbb leíró logika két részre osztja az ismereteket:

Az összes ismert információt ezután párként modellezik , hol található a terminológiai információkkal kapcsolatos képletek (T-Box), hol pedig az állításokra vonatkozó információkkal kapcsolatos képletek (A-Box).

Az információk közötti elkülönülés másik módja az, ha a T-Boxot összekapcsoljuk a világunkat irányító szabályokkal (pl. Fizika, kémia, biológia stb.), És a világunk egyedeit összekapcsoljuk az A-Box-zal (pl. Jean, Marie, egy macska stb.).

Szemantika

A leírás logikája a fogalom , a szerep és az egyén fogalmát használja . A fogalom megfelel az "elemek osztályának", és egy adott univerzumban halmazként értelmezhető. A szerepek megfelelnek az "elemek közötti kapcsolatoknak", és bináris kapcsolatokként értelmezhetők egy adott univerzumban. Az egyének megfelelnek egy adott univerzum elemeinek. A leíráslogika szemantikáját a következőképpen határozzuk meg:

1. meghatározás:

Legyen az atomfogalmak véges halmaza, az atomszerepek véges halmaza és az egyedek véges halmaza. Ha , , páronként diszjunktak, egy jel . Ha egy aláírás van beállítva, az értelmezés számára egy pár , ahol:

Más szavakkal, a leírási logika értelmezése nem más, mint egy modell az elsőrendű aláírások egy bizonyos típusához, ahol csak egy- és bináris predikátumok megengedettek, és ahol a szimbólumkészlet üres.

Adatbázis

A leíráslogika által használt szabványos tudásbázist általában a következőképpen határozzák meg:

2. meghatározás:

Adott egy leíró nyelv és egy aláírást , tudásbázist a van egy pár , mint:

A terminológiai axiómákat eredetileg definícióként gondolták, és sokkal korlátozóbb feltételeket szabtak rájuk. A két legfontosabb korlátozás a következő:

Ezek a korlátozások összekapcsolódnak azzal a gondolattal, hogy a terminológiai axiómákat a fogalmak definíciójának tekintsék.

Különböző leírási logikák

A leírási logikák közös, különféle kiterjesztésekkel gazdagított alapokkal rendelkeznek (lásd az alábbi táblázatot). Ezért összetett fogalmaink lehetnek atomi fogalmakból, és ugyanazok a szerepek esetében is.

Levél Építész Szintaxis Szemantika
fogalom neve
szerep neve
tetejére
kötőszó
univerzális kvantor
a nem feltétlenül primitív fogalmak tagadása
disszjunkció
tipizált egzisztenciális kvantor
kardinalitás korlátozása

minősített kardinalitás korlátozás

egy kocka
szerepkitöltő
szerepek összekapcsolása
fordított szerepek
a szerepek hierarchiája
szereptranszitivitás A legkisebb tranzitív relációt tartalmazó

Az egyik első leírási logika a nyelv [Brachman és Levesque, 1984], amelyet olyan leírási logikaként határoznak meg, amely lehetővé teszi az univerzális kvantorok, kötőszók és egzisztenciális formai kvantorok használatát . A nyelvet a Minsky-keretek szemantikájának formalizmusaként javasolták. A fogalmak együttállása implicit a keretrendszer felépítésében, amely feltételrendszer teljesülését igényli. A szerepek számszerűsítése lehetővé teszi a slotok jellemzését.

A logika [Schmidt-Schauss és Smolka, 1991] kiterjesztette a logikát az atomfogalmak tagadásának hozzáadásával. Ez a logika más leírási logikák alaplogikájának tekinthető.

A létező leírási logikák a fenti táblázat különböző elemeinek kombinációi. Például ha teljes negációt adunk a logikához , akkor logikát kapunk .

Bizonyos logikák egyenértékűek, különösen és . Megjegyezzük ezt a két logikát kiegészítve . Az OWL által használt nyelvek az OWL-Lite és az OWL-DL kiterjesztései .

Következtetések

LD-ben a következtetés fogalmát az alábbiak szerint írják le:

3. meghatározás:

Vagy értelmezés és terminológiai axióma, vagy állítás. Akkor modellel (jelöléssel ), ha:

Legyen tudásbázis és értelmezés, akkor a (jelölés, ) modellje , ha mindenkinek . Azt mondjuk, ebben az esetben ez a tudásbázis modellje . Mivel a tudásbázis és a terminológiai axióma vagy állítást , ha bármilyen modellt a mi .

Érvelési feladatok

LD-ben a T-Box érvelés kifejezés arra a képességre utal, hogy következtetéseket lehessen levonni egy olyan tudásbázisból, ahol nem üres, és hasonló módon az A-Box érvelés következménye egy nem üres A-Boxra.

4. meghatározás:

Legyen tudásbázis, és meghatározzuk a következő dedukciós feladatokat:

Az alapvető dedukciós feladatokkal összetettebb feladatok határozhatók meg. Különösen:

Az A-Box telítettségét az A-Box információinak a T-Box ismereteinek megfelelően történő kiegészítésére használják, ezért megkapjuk: 5. definíció:

Tudásbázis alapján azt mondjuk, hogy telített, ha minden egyes atomi koncepcióhoz és szerephez :

Példa

Vagy olyan tudásbázis, ahol:

A képlet azt mondja, hogy a hím lovak mének, a képlet pedig azt mondja, hogy az shadowfax ló egy mén. A formális szemantika, amelyet a 3. definícióban adunk meg, lehetővé teszi számunkra, hogy ellenőrizzük, hogy van-e legalább egy modell (azaz konzisztens). És ebből számos információt levonhatunk, például azzal, hogy a koncepció összhangban van (van néhány kielégítő értelmezés, amely nem üres kiterjesztést rendel a következőkhöz  :

Ne feledje, hogy az állítások alapdefiníciójának szintaktikai korlátai miatt nem lehet erős következményeket képviselni (amelyek származnak ), például például azt a tényt, hogy az összes modellben a kiterjesztése nem üres:

)

Az alapismeretekkel rendelkezik a telített A-Box:

Hivatkozások

Lásd is

Külső linkek


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