đặc ựiểm tiêu biểu của Logic mô tả là khả năng biểu diễn các loại quan hệ khác nhau giữa các khác niệm trong một miền ứng dụng mà trong ựó các biểu thức ựược xây dựng từ các khái niệm ng
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ðINH VĂN PHỤNG TỔNG QUAN VỀ LOGIC MÔ TẢ VÀ ỨNG DỤNG LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội, 2009 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205189471000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ðINH VĂN PHỤNG TỔNG QUAN VỀ LOGIC MÔ TẢ VÀ ỨNG DỤNG NGHÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN ðÌNH KHANG Hà Nội, 2009 MỤC LỤC Trang phụ bìa Mục lục Lời cảm ơn i Thuật ngữ tiếng anh ii Danh mục hình iii Danh mục bảng iv Mở ñầu v Chương 1: TỔNG QUAN VỀ LOGIC MÔ TẢ 1.1.Giới thiệu 1.1.1 Lịch sử phát triển 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Các bước xây dựng hệ thống logic mô tả 1.1.4 ðặc ñiểm logic mô tả 1.1.5 Các miền ứng dụng 1.2 Kiến trúc tổng quát hệ thống mô tả 1.3 Các thủ tục suy diễn 1.4 Tổng kết chương Chương 2: BIỂU DIỄN TRI THỨC BẰNG NGÔN NGỮ MÔ TẢ 10 2.1 Cú pháp ngữ nghĩa ngôn ngữ AL 10 2.1.1 Cú pháp 12 2.1.2 Ngữ nghĩa 12 2.1.3 Ngôn ngữ S 14 2.2 Cơ sở tri thức ngôn ngữ mô tả 15 2.2.1 Bộ thuật ngữ TBox 16 2.2.2 Bộ khẳng ñịnh ABox 19 2.3 Các thuật toán suy diễn 21 2.3.1 Suy diễn cho khái niệm 21 2.3.2 Suy diễn cho TBox 24 2.3.3 Suy diễn cho ABox 26 2.3.4 Các thuật toán suy diễn 28 2.4 Tổng kết chương 30 Chương 3: THUẬT TOÁN SUY DIỄN TABLEAU 31 3.1 Giới thiệu 31 3.2 Thuật tốn tableau tốn thỏa khái niệm cho ALC 31 3.2.1 Ví dụ mở ñầu 32 3.2.2 Thuật toán tableau cho ALC 35 3.2.2.1 Ngun tắc hoạt động thuật tốn tableau 37 3.2.2.2 Các ví dụ minh họa thuật toán tableau 37 3.2.2.3 ðặc điểm thuật tốn tableau 44 3.2.2.4 ðánh giá ñộ phức tạp thuật toán tableau 45 3.3 Mở rộng thuật toán tableau 46 3.3.1 Mở rộng tới toán khác 46 3.3.1.1 Nhất quán ABox ALC 46 3.3.1.2 Bao hàm 47 3.3.2 Mở rộng tới ngôn ngữ khác 48 3.4 Hệ thống suy diễn FaCT++ 49 3.5 Tổng kết chương 51 Chương 4: QUAN HỆ GIỮA LOGIC MƠ TẢ VỚI CÁC NGƠN NGỮ HÌNH THÁI KHÁC 52 4.1.Các ngôn ngữ hình thái mơ tả tri thức lĩnh vực AI 52 4.1.1 Mạng ngữ nghĩa 52 4.1.2 Các hệ thống khung 54 4.1.3 ðồ thị khái niệm 55 4.2 Quan hệ logic mô tả logic vị từ 56 4.3 Quan hệ logic mô tả logi hình thái .58 4.4 Quan hệ logic mô tả XML 60 4.5 Tổng kết chương 64 Chương 5: ỨNG DỤNG LOGIC MÔ TẢ HỔ TRỢ CÔNG CỤ TẠO WEB NGỮ NGHĨA 65 5.1 Tóm tắt 65 5.2 Web ngữ nghĩa Ontology 65 5.3 Logic mô tả ngôn ngữ Ontology 67 5.4 Logic mô tả SHIQ 68 5.4.1 Cú pháp ngữ nghĩa vai trò SHIQ 68 5.4.2 Cú pháp ngữ nghĩa khái niệm SHIQ 69 5.5 Mô tả Ontology ngôn ngữ SHIQ 71 5.6 SHIQ DAML+OIL 72 5.7 Suy diễn SHIQ 76 5.8 Công cụ tạo Ontology Protégé 4.0 77 5.8.1 Giới thiệu 77 5.8.2 Protégé 4.0 78 5.9 Triển khai ứng dụng thử nghiệm 79 5.9.1 Công cụ thực 79 5.9.2 Triển khai ứng dụng 79 5.9.2.1 Cơ sở liệu phương thức 80 5.9.2 Các giao diện chương trình 81 5.10 Tống kết chương 86 KẾT LUẬN 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 Tóm tắt luận văn 90 Abstract 91 i LỜI CẢM ƠN Con xin gửi lời thành kính đến bố mẹ suốt đời chăm lo tiếp thêm sức mạnh cho học tập Xin dành tặng luận văn cho người mẹ thân yêu người cha đáng kính hết lịng lo cho gia đình tận tụy ni ăn học Tơi xin ñược gửi lời cảm ơn sâu sắc ñến PGS.TS Trần ðình Khang Người tận tình huớng dẫn, trực tiếp bảo tơi q trình làm đồ án tốt nghiệp Tơi xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo khoa Công nghệ Thông tin trường ðại học Bách Khoa Hà Nội ñã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho tơi kiến thức kinh nghiệm quý báu năm học tập vừa qua Và cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè đồng nghiệp hết lịng giúp đỡ, tạo điều kiện đóng góp ý kiến q trình học tập, nghiên cứu hồn thành ñồ án tốt nghiệp Hà Nội, tháng 11/2009 ii THUẬT NGỮ TIẾNG ANH DL Logic mô tả (Descripion Logic) AL Ngơn ngữ thuộc tính (Attributive language) DL-KRSs Hệ thống mơ tả thức dựa DL (Knowledge representation system based on Description Logic) XML Ngơn ngữ đánh dấu (eXtensible Markup Language) NNF Dạng chuẩn bù (Negation Normal Form ) AI Trí tuệ nhân tạo Terminology Thuật ngữ Knowledge base Cơ sở tri thức Assertional (box) Bộ khẳng ñịnh ABox Terminological (box) Bộ thuật ngữ TBox Concept equivalence Tương ñương khái niệm Concept inclusion Bao hàm khái niệm (Un)Satisfiability Bài tốn khơng/ thỏa khái niệm Disjointness Bài tốn khái niệm khơng giao Model Mơ hình DAML Darpa Agent Markup Language OIL Ontology Interface Layer RDF Resource Description Framework RDFS RDF Schema iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Kiến trúc hệ thống mô tả tri thức Hình 2.1 Minh họa ngữ nghĩa ALC 13 Hình 2.2 Bộ thuật ngữ TBox với khái niệm quan hệ gia đình 17 Hình 3.1 Luật chuyển dạng chuẩn phủ định 32 Hình 3.2 Luật lan truyền toán thỏa khái niệm cho ALC 36 Hình 3.3 Nguyên tắc hoạt động thuật tốn tableau 37 Hình 3.4 Mở rộng thuật tốn tableau tới tốn ngơn ngữ khác 46 Hình 4.1 Mạng ngữ nghĩa mơ tả động vật 52 Hình 4.2 Quan hệ ALC logic vị từ cấp I có hai biến 56 Hình 4.3 Hai tài liệu XML mô tả khác hàng dịch vụ 61 Hình 4.4 Phần DTD Service tương ứng với tài liệu XML hình 4.3 61 Hình 4.5 Cây nhị phân tương ứng với tài liệu CML mô tả khách hàng 62 Hình 4.6 Phần mã hóa DTDs thành sở tri thức DL 63 Hình 5.1 Giao diện hình tạo lớp ñịnh nghĩa khái niệm 82 Hình 5.2 Giao diện hình tạo thuộc tính cho lơp 82 Hình 5.3 Giao diện hình tạc thể cho lớp 83 Hình 5.4 Chọn suy diễn từ Menu Reasoner Protégé 4.0 84 Hình 5.5 Ontolgogy sau phân loại Pellet 85 Hình 5.6 Minh họa tìm kiếm cá thể lớp 86 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Cú pháp mô tả ngôn ngữ thuộc tính AL 11 Bảng 2.2 Các cú pháp bổ sung 12 Bảng 2.3 Ngữ nghĩa khái niệm họ ngôn ngữ AL 14 Bảng 5.1 Cú pháp tương ứng DAML+OIL DLs 73 Bảng 5.2 Các tiên ñề DAML+OIL 75 Bảng 5.3 Cú pháp Protégé 4.0 tương ứng với DLs 80