DL-Lite本體的不一致處理方法研究.pdf

1、隨著當(dāng)前Web上信息量的不斷增長(zhǎng)，人們迫切要求Web上的內(nèi)容是計(jì)算機(jī)可以理解的，并可以由計(jì)算機(jī)自動(dòng)來(lái)做有意義的處理。1998年，Web的創(chuàng)始人TimBurners-Lee首次提出了“語(yǔ)義Web”(Semantic Web)。語(yǔ)義Web是當(dāng)前萬(wàn)維網(wǎng)的一個(gè)擴(kuò)充，網(wǎng)頁(yè)上的內(nèi)容不僅僅是通過(guò)自然語(yǔ)言來(lái)描述，而且增加了一種計(jì)算機(jī)可以理解的語(yǔ)義，從而使計(jì)算機(jī)也可以參與進(jìn)來(lái)，幫助人們獲取有用的資源。由于語(yǔ)義Web要實(shí)現(xiàn)的是信息在知識(shí)上的共享和語(yǔ)義上的互

2、操作性，從而便于機(jī)器處理和交互，所以語(yǔ)義Web中的信息應(yīng)采用共享的詞匯描述，并賦予嚴(yán)格的語(yǔ)義。
　　 本體作為共享概念模型的明確的規(guī)范說(shuō)明，可以描述某個(gè)領(lǐng)域甚至更廣范圍內(nèi)的概念以及概念之間的關(guān)系，使得這些概念和關(guān)系在共享的范圍內(nèi)具有大家共同認(rèn)可的、明確的、唯一的定義，是人機(jī)之間以及機(jī)器之間進(jìn)行交流的知識(shí)基礎(chǔ)。本體在語(yǔ)義Web中扮演著重要的角色，所以創(chuàng)建、管理和維護(hù)一個(gè)高質(zhì)量的本體是非常重要的。
　　 然而，在現(xiàn)實(shí)生活中，

3、本體的構(gòu)建過(guò)程有可能是分布性的、多作者的或者是由不同的數(shù)據(jù)源得來(lái)的，容易導(dǎo)致前后出現(xiàn)不一致的情況。而且本體的擴(kuò)展、重用或合并也有可能導(dǎo)致本體不一致。當(dāng)一個(gè)本體知識(shí)庫(kù)出現(xiàn)不一致時(shí)，在經(jīng)典邏輯的語(yǔ)義下，本體知識(shí)庫(kù)可以平凡地演繹出任何結(jié)論，這意味著針對(duì)這樣的本體知識(shí)庫(kù)的推理是毫無(wú)意義的，因此，如何處理本體的不一致是語(yǔ)義Web中的重要問(wèn)題。
　　 目前存在的方法一般都是基于強(qiáng)表達(dá)能力的描述邏輯(Expressive Descriptio

4、nLogic)，不適用具有大規(guī)?，F(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)的本體，因?yàn)檫@些描述邏輯本體推理時(shí)最差情況下復(fù)雜度是指數(shù)級(jí)的。作為一種易處理描述邏輯(Tractable Description Logic)，DL-Lite可以保證在大型數(shù)據(jù)上仍然具有多項(xiàng)式級(jí)時(shí)間的推理。本文基于易處理描述邏輯DL-Lite討論了語(yǔ)義Web上不一致本體的處理，分別在診斷不一致本體、超一致查詢(xún)問(wèn)答及度量不一致性三個(gè)方面提出了解決方法，具體貢獻(xiàn)如下：
　　 (1)診斷不一致本

5、體通過(guò)分析DL-Lite本體中不可滿(mǎn)足概念或角色所具有的特點(diǎn)，提出了一種有效地計(jì)算DL-Lite本體中不可滿(mǎn)足概念或角色的所有最小不可滿(mǎn)足保持子集(MUPS)的算法，并將此算法與當(dāng)前最有代表性的算法進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)表明所提出的算法對(duì)于DL-Lite本體來(lái)說(shuō)是有效的，優(yōu)于其它的算法。
　　 (2)超一致查詢(xún)問(wèn)答提出了對(duì)不一致的DL-Lite本體進(jìn)行超一致合取查詢(xún)問(wèn)答，將經(jīng)典語(yǔ)義下查詢(xún)問(wèn)答框架擴(kuò)充到多值語(yǔ)義下，并給出了對(duì)DL-Lit

6、e本體進(jìn)行一致合取查詢(xún)問(wèn)答的算法，證明此算法的復(fù)雜度是基于ABox大小LOGSPACE的。
　　 (3)度量本體不一致度提出了一個(gè)度量DL-Lite本體不一致的方法。對(duì)于一個(gè)DL-Lite本體，我們證明了在三值語(yǔ)義下可以直接基于TBox的否定包含閉包集、ABox及本體中的所有個(gè)體常量來(lái)度量不一致。給出了一個(gè)計(jì)算DL-Lite本體的不一致度的精確算法，證明了此算法的復(fù)雜度是基于本體的大小多項(xiàng)式級(jí)的。不同于其它文獻(xiàn)中用一個(gè)序列值來(lái)度

7、量知識(shí)庫(kù)不一致，我們僅用一個(gè)直觀的、更易理解的值來(lái)度量DL-Lite本體的不一致。
　　 (4)度量原子斷言不一致度本體的不一致度是度量整個(gè)知識(shí)庫(kù)中所具有的可能的矛盾，并不能反映出本體中每個(gè)公理斷言的不一致性。為了找出導(dǎo)致本體不一致的根源，提出了對(duì)DL-Lite本體中原子斷言進(jìn)行不一致度量，并給出原子斷言不一致度的定義。一個(gè)原子斷言的不一致度越高，說(shuō)明它最有可能導(dǎo)致本體不一致。同時(shí)我們給出了度量DL-Lite本體中原子斷言的不一