Author(s): Henriques, Rita Sofia Moreira
Date: 2013
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/10185
Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
Subject(s): Lógicas de descrição; Programas-dl; Ontologias; Semântica de conjunto-resposta; Teses de mestrado - 2013
Tese de mestrado em Engenharia Informática, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013
A combinação de lógicas de descrição e programas baseados em regras tem sido bastante estudada nos últimos anos. As lógicas de descrição são uma família de linguagens formais que servem para representar conhecimento. Estas são bastante usadas na Web Semântica para exprimir ontologias, como o OWL (Web Ontology Language), ou bases de conhecimento. As lógicas de descrição são utilizadas para representar conceitos e as relações entre eles num dado domínio, e também para raciocinar sobre os mesmos. Diversos sistemas foram propostos, de onde se destacam os programas da lógica de descrição ou programas-dl. Ao longo destes útimos anos, estes programas têm ganho força na comunidade da Web Semântica. A sintaxe dos programas-dl facilita a interação entre uma ontologia, expressa em lógica de descrição, e um programa baseado em regras, que pode conter átomos-DL. Este tipo de átomos é utilizado para construir as chamadas regras-DL. A interação entre estes dois componentes é conseguida através destas regras que permitem fazer consultas à base de conhecimento, possibilitando ainda a extensão da base de conhecimento com factos do programa em lógica antes da consulta ser feita. Esta extensão da base de conhecimento é apenas local a esta consulta, não tendo, por isso, um efeito global na ontologia. Desta forma é possível enriquecer o programa em lógica original com conhecimento proveniente da ontologia. A definição original de um programa-dl foi estendida com a capacidade de combinar várias bases de conhecimento em lógica de descrição. Nestes Multi-programas-DL (programas-Mdl), um programa em lógica representa o “condutor” que “coordena” as bases de conhecimento, que são completamente independentes umas das outras, podendo estar fisicamente separadas ou serem geridas independentemente. Em particular, um programa-dl pode ser visto como um programa-Mdl com apenas uma ontologia. Desta forma, podemos dizer que os programas-Mdl generalizam a definição dos programas-dl. Nesta dissertação podemos ver que uma das principais vantagens dos programas-Mdl é a sua simplicidade. Desta forma, estes programas podem ser extremamente adequados para raciocinar naWeb Semântica, onde uma grande parte do esforço é colocada em desenvolver ontologias reutilizáveis. Nesta dissertação mostramos como uma implementação de programas-dl já existente, o DL-plugin para a ferramenta dlvhex, pode ser estendida para trabalhar com programas-Mdl, onde se consegue raciocinar com mais que uma ontologia. Os programas-Mdl podem ser estendidos com novas construções sintáticas, os observadores, que permitem estender conceitos ou relações da base de conhecimento (do ponto de vista do programa sobre aquela base de conhecimento) com todas as instâncias de um predicado do programa em lógica, e reciprocamente. Esta construção sintática também foi implementada no DL-plugin como anotações no programa em lógica. Estas anotações são processadas por um novo módulo, traduzindo, assim, um programa-Mdl com observadores num programa-Mdl normal. Nesta dissertação fornecemos uma análise de performance onde podemos concluir que um programa-Mdl com observadores tem praticamente a mesma performance que um programa-Mdl similar. Programas-Mdl com observadores têm a vantagem de serem mais pequenos e simples. Estes programas são mais robustos em relação a futuras mudanças, pois com observadores é garantido que cada extensão à ontologia seja feita de forma adequada; sem observadores, isto teria que ser garantido à mão. Esta dissertação providencia vários casos de estudo que foram utilizados para ilustrar em detalhe as novas construções. Estes casos de estudo utilizam ontologias reais disponíveis livremente na internet.
The combination of description logics and rule-based reasoning systems has been widely studied in last years, with the proposal of several different systems that achieve this goal. Description logic programs (dl-programs) were introduced a few years ago as a mechanism to combine a description logic knowledge base with a logic program that can access and dynamically change its view of the knowledge base. The original definition of a dl-program was later extended with the capability of combining several description logic knowledge bases. In Multi description logic programs (Mdl-programs) the logic programming represents the “conductor” that “coordinates” the several knowledge bases, which can be physically separated or independently maintained. In this dissertation we show how a current implementation of dl-programs, the DLplugin for dlvhex, can be extended to work with Mdl-programs, where one can work with more than one ontology, keeping them completely separated. Mdl-programs can be extended by new syntactic constructions – observers – allowing to extend concepts or roles from a knowledge base (in the program’s view of that knowledge base) automatically with all instances of a predicate in the logic program or reciprocally. This syntactic construction also was implemented in the DL-plugin as annotations in the logic program. We provide a performance analysis from which we can conclude that an Mdl-program with observers has practically the same performance as a similar Mdl-program. One Mdlprogram with observers is shorter and more legible just because all global observations are clearly marked. This dissertation also provides some case-studies to illustrate the constructions detailed above, using real-life ontologies freely available on the internet.
