Phát triển chương trình logic mô tả cho việc tích hợp các quy tắc và các ontology cho Web ngữ nghĩa

Bài viết này giới thiệu về các kỹ thuật kết hợp các quy tắc với các ontology và chương trình logic mô tả, nó gồm cơ sở tri thức L và một tập hữu hạn các quy tắc logic mô tả P. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của tài liệu.

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế Tập 5, Số (2016) PHÁT TRIỂN CHƯƠNG TRÌNH LOGIC MƠ TẢ CHO VIỆC TÍCH HỢP CÁC QUY TẮC VÀ CÁC ONTOLOGY CHO WEB NGỮ NGHĨA Hồng Nguyễn Tuấn Minh Phịng Cơng tác Học sinh, Sinh viên, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế Email: hntminh83@yahoo.com TÓM TẮT Web ngữ nghĩa ngày phát triển, yêu cầu quan trọng kiến trúc phân lớp web ngữ nghĩa tích hợp các quy tắc ontology nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Trong báo, xem xét vấn đề việc tích hợp quy tắc ontology phân loại đề xuất theo phương pháp tiếp cận lý thuyết khác Ngoài tập trung vào hướng tiếp cận chương trình logic mơ tả việc tích hợp quy tắc ontology cho web ngữ nghĩa vấn đề liên quan Từ khóa : Lập trình logic, logic mô tả, ontology, Web ngữ nghĩa MỞ ĐẦU Web ngữ nghĩa [1,2,3] phát triển Web theo tiêu chuẩn công nghệ giúp máy tính hiểu thơng tin Web, chúng hỗ trợ cho cơng việc khám phá, tích hợp liệu, chuyển hướng liệu tự động hóa nhiệm vụ cách giàu ngữ nghĩa Kiến trúc phân tầng Web ngữ nghĩa ngày hoàn thiện, yêu cầu quan trọng kiến trúc phân tầng để tích hợp tầng Rules tầng Ontology, hướng đến việc tích hợp quy tắc ontology Web ngữ nghĩa Trong báo giới thiệu kỹ thuật kết hợp quy tắc với ontology chương trình logic mơ tả, gồm sở tri thức L tập hữu hạn quy tắc logic mô tả P Các quy tắc tương tự quy tắc chương trình logic, chúng chứa truy vấn đến L thân chúng Một đặc điểm quan trọng truy vấn cho phép xác định đầu vào từ P, luồng thơng tin từ P đến L, bên cạnh luồng thông tin từ L đến P đưa truy vấn đến L Ta xác định ngữ nghĩa cho lớp khác chương trình logic mơ tả Cụ thể hơn, khái quát lớp chương trình logic dương chương trình logic phân tầng xác định ngữ nghĩa mơ hình Herbrand CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 2.1 Ontology: Thuật ngữ "Ontology" bắt nguồn từ triết học liên quan đến việc nghiên cứu người tồn tự nhiên Các nhà nghiên cứu khoa học máy tính, đặc biệt 11 Phát triển chương trình logic mơ tả cho việc tích hợp quy tắc ontology cho web ngữ nghĩa Trí tuệ nhân tạo (AI) mượn thuật ngữ nhằm mục đích hỗ trợ việc chia sẻ tái sử dụng kiến thức hệ thống AI Cách tiếp cận Neches cộng đề xuất “Một ontology định nghĩa thuật ngữ mối quan hệ gồm từ vựng chủ đề quy tắc kết hợp thuật ngữ mối quan hệ để định nghĩa mở rộng cho từ vựng” Theo định nghĩa ontology không bao gồm thuật ngữ định nghĩa cách tường minh mà cịn có tri thức suy diễn từ ontology Vào năm 1998, Studer cộng đưa định nghĩa ontology phù hợp xác “Ontology đặc tả tường minh, mang tính hình thức khái niệm hóa chia Sự khái niệm hóa đề cập đến mơ hình trừu tượng số tượng giới thực cách xác định khái niệm liên quan đến tượng Tường minh có nghĩa khái niệm sử dụng ràng buộc chúng định nghĩa cách rõ ràng Hình thức đề cập đến máy có khả đọc hiểu Ontology Chia phản ánh quan điểm Ontology nắm bắt tri thức chấp nhận cồng đồng.” 2.2 Chương trình logic tắc: 2.2.1 Cú pháp: Cho Φ =( , ) từ vựng ngôn ngữ bậc với tập hữu hạn khác rỗng tập ký hiệu vị từ không chứa ký hiệu hàm Cho tập biến Một hạng thức biến từ ký hiệu từ Φ Một nguyên tố biểu thức có dạng p(t1, t2, , tn) p ký hiệu vị từ n ngôi, n≥0 từ Φ, t1, t2, , tn hạng thức Một literal l nguyên tố p (l literal dương) nguyên tố phủ định  p (l literal âm) Phần bù l dương p l âm p Một literal phủ định ngầm (viết tắt NAF-literal) literal l literal phủ định mặc định not l Một quy tắc r biểu thức có dạng : a  b1, b2, , bk, not bk+1, , not bm với m ≥ k ≥ (1) a literal b1, , bm literal nguyên tố đẳng thức (bất đẳng thức) có dạng t1=t2 (t1≠t2) với t1 t2 hạng thức Literal a gọi đầu quy tắc r phép hội b1, b2, , bk, not bk+1, , not bm thân quy tắc r, b1, b2, , bk (hoặc, not bk+1, ,not bm) thân dương (hoặc thân âm) Người ta dùng H(r) để ký hiệu literal a đầu quy tắc, B(r) để ký hiệu tập tất literal B+(r)  B-(r) thân quy tắc B+(r) = { b1, b2, , bk} B-(r) = { bk+1, , bm} Nếu thân quy tắc r rỗng (trong trường hợp k = m = 0) r kiện (Fact), bỏ “” trường hợp Một chương trình tắc P tập hợp hữu hạn quy tắc P chương trình dương quy tắc khơng chứa phủ định “not” 2.2.2 Ngữ nghĩa: Một vũ trụ Herbrand chương trình P, ký hiệu HUP, tập hợp tất ký hiệu xuất P Nếu khơng có ký hiệu P HUP = {c}, c ký hiệu tùy ý Φ Như thường lệ, hạng thức, nguyên tố, literal, quy tắc, chương trình … chúng không chứa biến Một sở Herbrand chương trình P ký hiệu HBP tập tất literal xây dựng từ ký hiệu vị từ xuất P ký hiệu HUP Một hành quy tắc r  P nhận từ quy tắc r cách thay biến r ký hiệu HUP, cách sử dụng phép q cho biến r loại bỏ tất 12 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế Tập 5, Số (2016) nguyên tố đẳng thức bất đẳng thức t1 q =t2 q t1 q ≠t2 q Một hành quy tắc r quán khơng chứa ngun tố đẳng thức bất đẳng thức Chúng ta ký hiệu ground(P) tập hợp tất hành quán quy tắc P.Một tập X  HBP literal quán {p,  p} X cho nguyên tố p  HBP Một diễn dịch I chương trình P tập quán HBP Một mô hình chương trình dương P diễn dịch I  HBP cho B(r)  I dẫn đến H(r)  I r  ground(P) Phép chuyển đổi (hay phép chuyển đổi GelfondLifschitz) chương trình P liên quan đến diễn dịch I  HBP (ký hiệu PI) chương trình dương nhận từ ground(P) cách xóa tất quy tắc r mà B-(r)  I = xóa phần thân phủ định quy tắc lại Một tập trả lời chương trình P diễn dịch I  HBP mà I tập trả lời PI 2.3 Logic mô tả (D) (D) : 2.3.1 Cú pháp Cho tập E kiểu liệu tập V gồm giá trị liệu Một lí thuyết kiểu liệu D = (D, ·D) bao gồm miền kiểu liệu D ánh xạ ·D ánh xạ đến kiểu liệu tập D đến giá trị liệu phần tử D Cho  = (ARARD, IV) từ vựng, A, RA, RD, I tập hợp (đếm được) đôi phân biệt khái niệm nguyên tố, vai trò tượng trưng, vai trò kiểu liệu, cá thể Chúng ta ký hiệu R A tập hợp nghịch đảo R tất R  RA - Vai trò phần tử RA R A RD Khái niệm định nghĩa quy nạp sau Mỗi khái niệm nguyên tố C A khái niệm Nếu o1, o2, cá thể thuộc I {o1, o2, } khái niệm Nếu C D khái niệm, (C D), (C D), C khái niệm (lần lượt gọi phép giao, phép giao, phủ định) Nếu C khái niệm, R vai trò tượng trưng từ RA R A n số ngun khơng âm, R.C, R.C, nR, ≥nR khái niệm (lần lượt gọi lượng từ tồn tại, lượng từ với mọi, giới hạn số lượng lớn nhất, giới hạn số lượng nhỏ nhất) Nếu D kiểu liệu, U vai trò kiểu liệu từ RD, n số ngun khơng âm, U.D, U.D, nU, ≥nU khái niệm Chúng ta sử dụng để viết tắt cho khái niệm C C C C Một tiên đề biểu thức có dạng sau đây: (1) C D, gọi tiên đề bao hàm khái niệm, C D khái niệm; (2) R S, gọi tiên đề bao hàm vai trò, với R, S RA R, S  RD; (3) Trans(R), gọi tiên đề bắc cầu, R RA; (4) C(a) gọi tiên đề thành viên khái niệm, C khái niệm a I; (5) R(a,b) (hoặc U(a,v)), gọi tiên đề thành viên vai trò, R RA (hoặc U RD) a,b  I (hoặc a I v giá trị liệu); (6) a = b (hoặc a ≠ b), gọi tiên đề đẳng thức (hoặc bất đẳng thức), a, b I 13 Phát triển chương trình logic mơ tả cho việc tích hợp quy tắc ontology cho web ngữ nghĩa Ta sử dụng F ≡ G để rút gọn hai tiên đề khái niệm vai trò F Một sở tri thức logic mô tả L tập hữu hạn tiên đề G G F Ví dụ Giả sử muốn phân công người phản biện báo, dựa số thông tin biết báo người biết trước, mã hóa sở tri thức logic mô tả LS LS phân loại báo vào lĩnh vực nghiên cứu Một lĩnh vực nghiên cứu thuộc khái niệm Linhvuc Một Baibao phân loại tùy thuộc vào thơng tin từ khóa Vai trị tukhoa trongLinhvuc kết hợp với báo thông qua từ khóa lĩnh vực mà phân loại vào Một báo thuộc lĩnh vực kết hợp với từ khóa lĩnh vực Vai trị chuyengia liên quan đến người mà lĩnh vực họ thành thạo Để đơn giản, người chuyên gia lĩnh vực người viết báo lĩnh vực Khái niệm Trongtai gồm tất trọng tài Vai trò baogom kết hợp lĩnh vực với nhóm từ khóa, vai trị coThanhvien liên quan đến nhóm từ khóa có liên quan đến Sau số tiên đề LS: Baibao Anban; Trongtai Nguoi; Baibao(anban1);Trongtai(nguoi1);Trongtai(nguoi2); coThanhvien(C1,SemanticWeb); Tacgia(anban1,nguoi2); Linhvuc(A);Linhvuc(B);Linhvuc(C);Linhvuc(D);Linhvuc(E); baogom(A,Tactu); tukhoa(anban1,Tactu);  trongLinhvuc.{c} ≡ tukhoa ( baogom {c}), với c {A,B,C,D,E}  chuyengia.{c} ≡ tacgia ( trongLinhvuc.{c}), với c {A,B,C,D,E} 2.3.2 Ngữ nghĩa: Bây định nghĩa ngữ nghĩa dựa vào phép diễn dịch bậc xem lại vấn đề suy luận quan trọng logic mô tả D Một diễn dịch = ( , ) lý thuyết kiểu liệu D = ( D , D 𝐷 ) bao gồm miền không rỗng phân biệt với miền D ánh xạ ánh xạ khái niệm nguyên tố C  A với tập , cá thể o  I với phẩn tử , vai trò tượng trưng R  RA với tập x , vai trò kiểu liệu U  D RD với tập x D Ánh xạ mở rộng cho tất khái niệm vai trị sau: D (D , (1) Tính thỏa mãn tiên đề logic mô tả F diễn dịch ) ký hiệu F định nghĩa sau : 𝐷  14 =( , ) D = TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế (2) (3) (4) (5) (6) Trans(R) C(a)  R(a,b) a = b = Tập 5, Số (2016)  có tính bắc cầu (hoặc U(a,v) (hoặc a ≠ b ≠ ) ) Phép diễn dịch thỏa mãn tiên đề F mơ hình F F Một diễn dịch thỏa mãn sở tri thức logic mô tả L mô hình L, ký hiệu L F với F  L Ta nói L thỏa mãn (hoặc không thỏa mãn) L có (hoặc khơng) mơ hình Một tiên đề F hệ logic L, ký hiệu F L mơ hình L thỏa mãn F Một tiên đề phủ định  F hệ logic L, ký hiệu L  F mô hình L khơng thỏa mãn F CHIẾN LƯỢC KẾT HỢP CÁC QUY TẮC VÀ ONTOLOGY Có hai chiến lược để kết hợp quy tắc ontology phố biến là: tích hợp chặt chẽ ngữ nghĩa tích hợp linh hoạt ngữ nghĩa.Bây phân tích nguyên tắc hai chiến lược đánh giá công việc liên quan đến chúng 3.1 Tích hợp chặt chẽ ngữ nghĩa : Trong chiến lược này, quy tắc giới thiệu trực tiếp lớp ontology, tức tên khái niệm vai trị sử dụng tên vị từ quy tắc Cách tiếp cận dễ dàng dẫn đến khả khơng định được, ví dụ CARIN SWRL Mặt khác, DPL đề xuất Grosof (2003) bảo tồn khả định hạn chế cú pháp nó, hạn chế khả biểu diễn SWRL DLP xem hướng cho phép số lượng lớn cho cách tiếp cận khác để phù hợp, chẳng hạn -log, quy tắc DL-safe, r-hybrid KBs, +log Những cách tiếp cận, để trì khả định mở rộng khả diễn đạt, đòi hỏi ràng buộc điều kiện an toàn biến quy tắc.[7] 3.2 Tích hợp linh hoạt ngữ nghĩa: Trong phương pháp này, quy tắc ontology (OWL/RDF) đóng vai trò lĩnh vực khác Trong quy tắc tập trung vào cơng việc lý luận OWL/RDF nhằm tăng mục đích chúng vai trị ngôn ngữ mô tả Hai thành phần không bị buộc ràng buộc cú pháp nào, miễn bên riêng chúng có khả định, sau chúng giao tiếp với thơng qua "giao diện an tồn" Nhìn từ quan điểm lớp quy tắc, ontology phục vụ nguồn thông tin mở rộng với ngữ nghĩa độc lập cập nhật truy vấn thơng qua vị từ đặc biệt Cách tiếp cận chương trình logic mơ tả [Eiter cộng sự, 2005, 2007, Łukasiewicz, 2005, Eiter cộng sự, 2008] công cụ thực thi quy tắc TRIPLE [SINTEK Decker, 2002] chúng gọi suy luận logic mơ tả bên ngồi.Chiến lược thu hút quan tâm 15 Phát triển chương trình logic mơ tả cho việc tích hợp quy tắc ontology cho web ngữ nghĩa lớn nhà nghiên cứu năm gần đây, nội dung báo cáo tập trung vào vấn đề việc tích hợp cách tiếp cận chương trình logic mơ tả [4] Hình Tích hợp chặt chẽ Hình Tích hợp linh hoạt CHƯƠNG TRÌNH LOGIC MƠ TẢ 4.1 Cú pháp : Một chương trình logic mô tả chứa sở tri thức logic mơ tả L chương trình chuẩn tắc tổng quát P P tập hợp hữu hạn quy tắc tổng quát chứa truy vấn đến L phần thân chúng Trong truy vấn hỏi liệu tiên đề logic mô tả chắn chưa phủ định có hợp logic theo L khơng Một sở tri thức mô tả L định nghĩa thông qua từ vựng  = (ARARD, IV) chương trình chuẩn tắc tổng quát P định nghĩa thông qua từ vựng Φ = ( , ) giới thiệu mục trên, chúng tả giả sử ARARD rời trong IP   IV IP tập tất ký hiệu xuất P Bây ta định nghĩa khái niệm truy vấn logic mô tả (dl-queries) nguyên tố logic mô tả (dl-atoms), hai đối tượng sử dụng thân quy tắc để biểu diễn truy vấn sở tri thức mô tả L Một truy vấn logic mô tả (dl—query) Q(t) thuộc dạng sau : (a) tiên đề bao hàm khái niệm F phủ định  F; (b) có dạng biểu thức C(t) C(t) C khái niệm t hạng thức; (c) có dạng R(t1,t2) R(t1,t2) R vai trị t1, t2 hạng thức; (d) có dạng biểu thức =(t1,t2) ≠(t1,t2) t1, t2 hạng thức; Ở ý t danh sách tham số mà rỗng (a), t = t (b), t = (t1, t2) (c) (d); hạng thức định nghĩa tương tự Một nguyên tố logic mô tả có dạng: DL[S1op1p1, , Smopmpm; Q](t) với m≥0 (4) Trong Si khái niệm vai trò ký tự đặc biệt {=,≠}; opi { ,⩁,⩀}, pi ký hiệu vị từ Si khái niệm ký hiệu vị từ trường hợp khác Q(t) dl-query Chúng ta gọi pi,….,pm ký hiệu vị từ đầu vào chúng Ta có opi = (hoặc opi =⩁) tăng Si (hoặc Si) việc thêm pi opi =⩀ ràng buộc Si với pi Một dl-rule r có dạng (a b1, b2, , bk, not bk+1, , not bm với m≥k≥0) literal b1, b2, , bm B(r) dl-atom Một chương trình logic mô tả KB = (L, P) gồm sở tri thức mô tả L tập hữu hạn quy tắc logic mơ tả P 16 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế Tập 5, Số (2016) 4.2 Ngữ nghĩa: Trước xác định ngữ nghĩa chương trình logic mơ tả, đưa ví dụ trực quan sau giới thiệu mơ hình Herbrand chương trình logic mơ tả.Nói chung chương trình logic mơ tả phương tiện để nối hai nguồn tri thức, cụ thể sở kiến thức logic mô tả chương trình logic Ví dụ 2: (Lựa chọn người phản biện) Cho KBS = (LS, PS) chương trình logic mô tả bao gồm sở tri thức logic mơ tả LS mơ tả ví dụ 1, chương trình logic mơ tả PS: (1) Baibao(p1); kw(p1, SemanticWeb); (2) Baibao(p2); kw(p2, Bioinformatics); (3) kw(p2, Answer_Set_Programing); (4) kw(P,K2)  kw(P,K1), DL[coThanhvien](S,K1), DL[coThanhvien](S,K2); (5) baibaoLinhvuc(P,A  DL[tukhoa kw;trongLinhvuc](P, A); (6) ungcuvien(X, P)  baibaoLinhvuc(P,A), DL[Trongtai](X), DL[chuyengia](X, A) (7) phancong(X,P)  ungcuvien(X, P), not  phancong(X,P); (8)  phancong(Y,P  ungcuvien(Y, P), phancong(X,P), X≠Y; (9) a(P)  phancong(X,P); (10) loi(P)  Baibao(P), not a(P) Các ngữ nghĩa hình thức kết hợp KBS với tập trả lời, giống trường hợp chương trình logic thơng thường Mục đích PS để xác định làm tập câu trả lời giống Các kiện (1) đến (3) mô tả hai báo p1 p2 để đăng ký người phản biện với từ khóa chúng Quy tắc (4) lấy thông tin từ khóa từ LS Cụ thể vị từ kw bổ sung thông qua nguyên tố logic mô tả từ khóa chúng LS mà chúng chia lĩnh vực Một cách trực quan, nguyên tố logic mô tả DL[coThanhvien](s,k) cho tất cặp (s,k) mà LS coThanhvien(s,k) Quy tắc (5) chứa loại nguyên tố logic mô tả giàu ngữ nghĩa hơn, chúng làm giàu vai trò tukhoa LS mở rộng vị từ kw PS thông qua tốn tử Sau ta truy vấn vai trị trongLinhvuc thơng qua phiên sửa đổi L’S LS (tức lấy từ L’S lĩnh vực mà báo phân lớp vào đó) Ở thơng tin đến từ kw kích hoạt thơng tin L’S Trong quy tắc (6), định nghĩa ứng cử viên người phản biện cho báo Cụ thể hơn, người phản biện x ứng cử viên phản biện cho báo p, x biết đến LS trongtai chuyengia lĩnh vực tài liệu tham khảo a p Quy tắc (7) (8) mã hóa lựa chọn khơng đơn định Như thấy, ngữ nghĩa đưa ý nghĩa đặc biệt với quy tắc mà xuất quy tắc đệ quy liên quan đến việc phủ định Một cách trực quan, cho cặp ứng cử viên ungcuvien(x, p) nào, đoán liệu phancong(x, p) hay khơng, có nghĩa p phải gán cho x phản biện hay khơng Như vậy, có câu trả lời mà phancong(x, p) đúng, có câu trả lời khác sai Cuối cùng, quy tắc (9) (10) kiểm tra xem báo 17 Phát triển chương trình logic mơ tả cho việc tích hợp quy tắc ontology cho web ngữ nghĩa đăng ký, không lỗi đánh dấu; câu trả lời loi(p) cho p cho thể lọc Lưu ý quy tắc (4) đến (6) tri thức chuyển từ LS đến PS Trong quy tắc (5), tri thức chuyển từ PS đến LS Do đó, thơng tin di chuyển theo hai hướng sở tri thức logic mơ tả LS chương trình tổng quát PS Ý nghĩa trực quan toán tử ⩁ để bổ sung thông tin từ PS khẳng định có tính phủ định Ví dụ, tukhoa ⩁ kw có nghĩa LS mở rộng với khẳng định tukhoa(k) cho kw(k) 4.3 Mô hình chương trình logic mơ tả: Trước hết ta định nghĩa diễn dịch Herbrand tính thỏa chương trình logic mơ tả diễn dịch Herbrand Sau ta định nghĩa tính đắn nguyên tố logic mô tả diễn dịch Herbrand Trong khái niệm sau ta xét đến KB = (L, P) chương trình logic mơ tả với từ vựng Φ = ( , ) tập ký hiệu tập ký hiệu vị từ Cơ sở Herbrand P, ký hiệu HBP, tập tất literal xây dựng ký hiệu vị từ xuất P ký hiệu Một diễn dịch I liên quan với P tập quán HBP Ta gọi I la mơ hình literal hay nguyên tố logic mô tả l (hay I thỏa l) theo L, ký hiệu P L l điều sau thỏa :  Nếu l HBP I L l l I;  Nếu l nguyên tố logic mô tả DL[;Q](c), =S1op1p1, , Smopmpm I L l L(I; ) Q(c) L(I; )=L  i  m, Ai = {Si (e) | pi (e) ỴI } opi= Ai = {ØSi (e) | pi (e) ỴI } opi=⩁ Ai = {ØSi (e) | pi (e) ÏI } opi=⩀ (trong e = t1, , tk với tj k bậc vị từ pi) Ta nói phép diễn dịch I mơ hình quy tắc logic mô tả r I L l với l  B+(r) I L l với l B (r) dẫn đến I L H(r) Chúng ta nói phép diễn dịch I mơ hình chương trình logic mơ tả KB=(L, P) hay I thỏa mãn KB, ký kiệu I KB I L r với r ground(P) Ta nói KB thỏa mãn (hoặc khơng thỏa mãn) KB có (hoặc khơng có) mơ hình Để ý tính thỏa mãn ngun tố logic mơ tả a phép diễn dịch I liên quan đến phủ định tiên đề bao hàm khái niệm (C D), phủ định tiên đề thành viên khái niệm C(a) phủ định tiên đề thành viên vai trò R(a,b) U(a, v) Với lí này, ta mở rộng thêm cú pháp ngữ nghĩa thơng thường (D) (D) cách cho phép tiên đề phủ định Các khái niệm tính thỏa mãn, tính kế thừa mở rộng cách hiển nhiên để xử lý tiên đề Đặc biệt, phép diễn dịch thỏa mãn (C D) (hoặc C(a), R(a,b), U(a, v)) (hoặc  , , ) Tính kế thừa (cho nguyên tố logic mô tả) mở rộng yếu (D) (D) rút gọn thành tính kế thừa (D) (D) tương ứng sau Đầu tiên ta ý, tính kế thừa bao hàm khái niệm, thành viên khái 18 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế Tập 5, Số (2016) niệm, thành viên vai trò, tiên đề đẳng thức F (hoặc phủ định F) từ sở tri thức mô tả L tương đương với tính khơng thỏa mãn L{F} (hoặc L{F}) Ở đây, phủ định tiên đề bao hàm khái niệm  (C D) tương đương với tiên đề thành viên khái niệm (C  D)(a) (trong a thể mới), phủ định tiên đề thành viên khái niệm (C(a)) tương đương với tiên đề thành viên khái niệm (C)(a) Sau đó, phủ định tiên đề thành viên vai trò trừu tượng sở tri thức logic mơ tả L loại bỏ cách sử dụng : L'È {ØR(a,b)} không thỏa mãn khơng thỏa mãn (trong A B hai khái niệm nguyên tố L’ sở tri thức mô tả bất kỳ) [6] Các phủ nhận tiên đề vai trò kiểu liệu thành viên loại bỏ cách tương tự 4.4 Ngữ nghĩa mơ hình nhỏ chương trình logic mơ tả dương: Bây định nghĩa chương trình mơ tả dương, chương trình logic mơ tả khơng chứa phủ định mặc định có liên quan đến nguyên tố logic mơ tả đơn điệu Cũng giống chương trình dương thơng thường, chương trình logic mơ tả dương thỏa mãn có mơ hình nhỏ nhất, đặc trưng ngữ nghĩa Một nguyên tố logic mô tả a liên quan KB = (L,P) đơn điệu I L a I’ L a với I  I’ HBP; ngược lại a không đơn điệu Chú ý ngun tố logic mơ tả chứa tốn tử ⩁ ln ln đơn điệu Một chương trình logic mô tả KB = (L, P) dương khơng có quy tắc P có chứa “not” nguyên tố logic mô tả ground(P) đơn điệu KB Với chương trình dương P thơng thường, phép giao hai mơ hình P mơ hình P Định lý sau kết tương tự chương trình logic mô tả dương Định lý Cho KB =(L,P) chương trình logic mơ tả dương Nếu diễn dịch I1, I2  HBP mơ hình KB I1  I2 mơ hình KB Chứng minh: Do I1, I2  HBP mô hình KB nên Ii L r với r ground(P) i {1,2} Chúng ta I = I1  I2 mơ hình KB tức I L r với r  ground(P) Xét r  ground(P) bất kỳ, giả sử I L l với l B+(r)=B(r) Lúc đó, I L l cho literal l  B(r) I L a cho nguyên tố logic mô tả a  B(r) Vì vậy, Ii L l với l  B(r) i Ỵ{1,2}.Hơn ta có ngun tố logic mô tả ground(P) đơn điệu KB, điều dẫn đến, Ii L a với a  B(r) i {1,2} Do I1, I2 mơ hình KB nên, Ii L H(r) với i {1,2} dẫn đến I L H(r) Điều I L r Vậy I mơ hình KB Ta có quy tắc hệ tất yếu Hệ Cho KB =(L,P) chương trình logic mơ tả dương Nếu KB thỏa mãn tồn mơ hình I  HBP KB cho I  J với mơ hình J  HBP KB, tức I mơ hình nhỏ nhất KB Mơ hình đặc biệt xem ngữ nghĩa KB 19 Phát triển chương trình logic mơ tả cho việc tích hợp quy tắc ontology cho web ngữ nghĩa Định nghĩa Với chương trình logic mô tả thỏa mãn KB = (L,P), ký hiệu mơ hình nhỏ nhất KB MKB Ví dụ Cho KB kết chương trình logic mơ tả KBS ví dụ cách loại bỏ quy tắc (7) – (10) Rõ ràng KB không chứa phủ định Mặt khác ngun tố logic mơ tả khơng chứa ⩀ nên chúng đơn điệu Vì KB dương có mơ hình nhỏ nhất MKB chứa tất ứng cử viên người phản biện cho báo p1 p2 cho 4.5 Ngữ nghĩa mơ hình nhỏ hồi quy chương trình logic mơ tả phân tầng: Chương trình logic mơ tả phân tầng cấu tạo từ lớp có phân cấp chương trình logic mơ tả dương Giống chương trình phân tầng thơng thường, mơ hình cực tiểu tắc chương trình logic mơ tả phân tầng số mơ hình hồi quy nhỏ cung cấp cho số mơ hình tồn Chúng ta thực điều với nguyên tố logic mô tả không đơn điệu cách xử lý tương tự literal phủ định ngầm Điều đặc biệt hữu ích, nói chung ta khơng biết liệu nguyên tố logic mô tả cho đơn điệu hay khơng, việc xác định tốn chi phí nhiều hay khơng Tuy nhiên ý rằng, vắng mặt toán tử ⩀ (4) tiêu chuẩn cú pháp đơn giản dẫn đến tính đơn điệu ngun tố logic mơ tả (Ví dụ 3).Với chương trình logic mơ tả KB=(L,P) bất kì, ta ký hiệu DLP tập tất nguyên tố logic môt tả ground(P) Ta giả thiết KB kết + ? + hợp tập DL P  DLP nguyên tố đơn điệu DL P = DLP \ DL P tất nguyên tố logic mô tả khác Một literal đầu vào số nguyên tố logic mô tả a  DLP literal với vị từ đầu vào a ký hiệu Φ Khái niệm phân tầng chương trình logic mơ tả định nghĩa phân hoạch có thứ tự tập hợp tập hợp tất nguyên tố nguyên tố logic mô tả sau : Định nghĩa Cho KB =(L,P) chương trình logic mô tả Phép phân tầng KB + (xét DL P ) là ánh xạ m : HBP  DLP {0, 1, , k} cho (i) với rground(P), + (H(r)) ≥ m (l’) với l’ B (r) (H(r)) > (l’) với l’ B (r) (ii) (a) ≥ (l) với + ? literal đầu vào l a DL P (a) > (l) với literal đầu vào l a  DL P Ta gọi k ≥ độ dài  Với i {0, , k}, ta định nghĩa chương trình logic mơ tả KBi * (L,Pi) = (L,{rground(P) | H(r))= i}) HBPi (hoặc HBPi ) tập tất l  HBP cho (l)=i (hoặc (l)i) Ta nói chương trình logic mơ tả KB = (L,P) phân tầng có phép phân tầng  với độ dài k≥0 Mơ hình tắc xác định sau Định nghĩa Cho KB= (L, P) chương trình logic mơ tả với phép phân tầng có độ dài k≥0 Ta định nghĩa mơ hình hồi quy nhỏ Mi HBP với i {0, , k} bằng: (i) M0 mơ hình nhỏ KB0; (ii) i > Mi tập nhỏ M HBP cho * * M mô hình KBi M  HBPi-1 = Mi-1  HBPi-1 20 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế Tập 5, Số (2016) Ta gọi KB quán Mi với i  {0, , k} tồn KB không quán ngược lại Nếu KB qn MKB ký hiệu mơ hình tắc MK Chú ý MKB xác định đắn, khơng phụ thuộc vào  Định lý Cho KB = (L,P) chương trình logic mơ tả phân tầng, MKB mơ hình cực tiểu KB + Chứng minh : Cho m : HBP DLP  {0, 1, , k} phân tầng KB=(L,P) DL P Ta có M0 mơ hình nhỏ KB0 = (L0,P0) với i  {0, , k} Ta có Mi mơ * * hình nhỏ KBi = (Li,Pi) có Mi  HBP = Mi-1  HBP Do Mk = MKB mơ hình i-1 i-1 KB Tiếp theo Mk mơ hình nhỏ KB Để dẫn đến mâu thuẫn, ta giả sử tồn ô hình J  HBP KB mà J  Mk Do đó, tồn i  {0, , k} cho J * *  HBPi ≠ Mi-1 HBPi Cho j nhỏ i Lúc J mơ hình KBj Hơn j * * >0 ta có J  HBP =Mk  HBP Điều mâu thuẫn với Mj mơ hình nhỏ KBj có j-1 j-1 * * Mj  HBP =Mj-1  HBP Điều Mk mơ hình nhỏ KB j-1 j-1 Ví dụ Cho KB chương trình logic mơ tả rút từ KBS ví dụ cách loại bỏ quy tắc (11) (12) Chương trình có phép phân tầng với độ dài với tập thành phần DL+P gồm tất nguyên tố logic mô tả có P Mơ hình nhỏ P chứa tất ứng cử viên làm người phê bình báo cho, với cờ lỗi chúng khơng có báo đăng ký trước KẾT LUẬN Chúng ta trình bày chiến lược tích hợp quy tắc ontology phổ biến sâu vào hướng tiếp cận chương trình logic mơ tả, bao gồm sở tri thức logic mô tả L tập quy tắc logic mơ tả P mà chúng chứa truy vấn đến L thân chúng cho phép sử dụng phủ định không đơn điệu Điều tạo điều kiện cầu nối liên kết giới đa dạng logic mô tả lập trình logic cung cấp sở ngữ nghĩa cho kết hợp cơng cụ lý luận có sẵn từ lập trình logic với các cộng đồng logic mơ tả Với tinh thần lập trình logic, xác định mơ hình Herbrand cho chương trình logic mơ tả, tổng qt hóa nhiểu khái niệm lập trình logic vào chương trình logic mơ tả, bao gồm mơ hình nhỏ nhất, phép phân tầng tập trả lời Sau khái quát lớp chương trình logic dương chương trình logic phân tầng xác định ngữ nghĩa mơ hình Herbrand cho chúng Chúng ta tính thỏa mãn chương trình logic mơ tả dương có mơ hình Herbrand nhỏ nhất, tính thỏa mãn chương trình logic mơ tả phân tầng kết hợp với mơ hình Herbrand cực tiểu, mà đặc trưng thông qua số hữu hạn mô hình Herbrand hồi quy nhỏ Ngồi chứng minh giao hai diễn dịch mơ hình thân diễn dịch mơ hình chương trình mơ tả dương 21 Phát triển chương trình logic mơ tả cho việc tích hợp quy tắc ontology cho web ngữ nghĩa 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] D Fensel, W Wahlster, H Lieberman, J Hendler (2002) Spinning the Semantic Web: Bringing the World Wide Web to Its Full Potential, MIT Press [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 [5] Thomas Eiter, Thomas Lukasiewicz, Roman Schindlauer, and Hans Tompits (2004) Combining Answer Set Programming with Description Logics for the Semantic Web In Didier Dubois, Christopher Welty, and Mary-Anne Williams, editors, Proceedings of the 9th International Conference on Principles of Knowledge Representation and Reasoning (KR 2004), Whistler, British Columbia, Canada, pages 141-151 AAAI Press [6] T Lukasiewicz (2007) A novel combination of answer set programming with description logics for the Semantic Web, in: Proceedings ESWC-2007, 
vol 4519, Springer, pp 384–398 [7] 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 DEVELOPING DESCRIPTION LOGIC PROGRAMS FOR INTEGRATING RULES AND ONTOLOGIES IN SEMANTIC WEB Hoang Nguyen Tuan Minh Office for Student Affairs, Hue University College of Sciences Email: hntminh83@yahoo.com ABSTRACT An important requirement of the layered architecture of the Semantic Web is to integrate the rules and ontologies in development of Semantic Web This issue has attracted researchers of the semantic web community in recent years In the article, we consider the technical issues in the integration of rules and the current ontologies as well as classify representative proposals for different theoretical integration approaches Furthermore, we focus on description logic programs approach underlying the integration of the rules and ontologies for semantic Web with its related problems Keyworks: Logic programing, Description logics, Ontology, Semantic Web 22 ... KB Mơ hình đặc biệt xem ngữ nghĩa KB 19 Phát triển chương trình logic mơ tả cho việc tích hợp quy tắc ontology cho web ngữ nghĩa Định nghĩa Với chương trình logic mô tả thỏa mãn KB = (L,P), ký... trung vào vấn đề việc tích hợp cách tiếp cận chương trình logic mơ tả [4] Hình Tích hợp chặt chẽ Hình Tích hợp linh hoạt CHƯƠNG TRÌNH LOGIC MƠ TẢ 4.1 Cú pháp : Một chương trình logic mơ tả chứa... hồi quy nhỏ Ngồi chứng minh giao hai diễn dịch mơ hình thân diễn dịch mơ hình chương trình mơ tả dương 21 Phát triển chương trình logic mơ tả cho việc tích hợp quy tắc ontology cho web ngữ nghĩa