====== Sprawozdanie ======
Sprawozdanie można znaleźć [[pl:miw:miw08_ruleruntimej| tutaj]]
====== Spotkania ======
===== 08.03.04 =====
===== 080401 =====
* Porównanie API Jeny i RDF SWI Prologu
* jak zapisywać //reguły// w Jenie?
* jaka jest różnica w sile ekspresji reguł jeny i Prologu?
* opis dostarczonych z Jeną mechanizmów wnioskujących (reasoners)
===== 080415 =====
* przykład [[hekate:hekate_case_thermostat|termostatu]] w RDF w Jenie
===== 080429 =====
* warunki, pobieranie param od użytkow, pobranie z systemu
* akcje, odpalanie metod?
* [[hekatedev:xtt_minicases|minicases]]
===== 080520 =====
* spisywanie sprawozd.: opis jeny, repr reguł w rdf, realizacja therm w jenie,
* [[http://oxygen.informatik.tu-cottbus.de/rewerse-i1/?q=node/15|translacja]] [[pl:miw:miw08_xtt_r2ml|therm w r2ml]] do jena (production rules)
* próba translacji [[hekate:hekate_markup_language#xttml|XTTML]] do Jena?
===== 080527 =====
* beta sprawozd
====== Projekt ======
* "implementacja" jsr94 w prologu
* możliwość/sensowność jess/prolog
===== Jena wstęp na przykładzie rodziny=====
Ponieważ Jess można używać jedynie przez 30 dni, wykorzystuję do integracji framework Jena.
* Jednym z zalet Jeny jest czytanie/zapisywanie RDF w RDF/XML, N3 oraz N-Triples. Stąd słuszne wydaje się podejście
Prolog <-przedstawienie wiedzy-> RDF <-przedstawienie wiedzy-> Java
* Mały program w Java, który pokazuje relacje pomiędzy tatą (Jan), mamą (Krystyna), córką (Kasia), synem (Jasiu)
Zostały zapisane następujące dane:
corka.addProperty(siostra, syn);
tata.addProperty(ojciec, corka);
tata.addProperty(ojciec, syn);
tata.addProperty(malzonek, mama);
mama.addProperty(malzonek, tata);
Statement statement1 = model.createStatement(syn, dziecko, mama);
Statement statement2 = model.createStatement(syn, dziecko, tata);
Statement statement3 = model.createStatement(corka, dziecko, mama);
Statement statement4 = model.createStatement(corka, dziecko, tata);
W pliku RDF:
Przekazany RDF do Javy daje model z zawartością 9 informacji.
Po zadaniu prostych zapytań
syn.listProperties(dziecko);
corka.listProperties(dziecko);
corka.listProperties(siostra);
otrzymałem:
http://Family/KowalskiJasiu jest dzieckiem
http://Family/KowalskiJan
http://Family/KowalskiKrystyna
http://Family/KowalskiKasia jest dzieckiem
http://Family/KowalskiJan
http://Family/KowalskiKrystyna
http://Family/KowalskiKasia ma rodzenstwo
http://Family/KowalskiJasiu
=====SPARQL=====
Zapytania buduje się podobnie jak w języku zapytań SQL z tą różnicą, że podaje się całą trójkę.
Zapytanie SPARQL dla podanego powyżej przykładu może wyglądać tak:
SELECT ?x ?w ?q
WHERE {?x ?w ?q}
Oznacza to podgląd całej wiedzy, która jest zawarta w modelu.
Na takie zapytanie uzyskałem taką odpowiedź:
Jasiu dziecko Jan
Jasiu dziecko Krystyna
Krystyna malzonek Jan
Jan malzonek Krystyna
Jan ojciec Jasiu
Jan ojciec Kasia
Kasia dziecko Jan
Kasia dziecko Krystyna
Kasia siostra Jasiu
Jak widać są to wszytkie informacje, które zawarłem w modelu. (Dla czytelności zostały usunięte URI, aby odpowiedź nie wygdlądała np. tak http://Family/KowalskiJan)
Znając zasadę tworzenia zapytania, można otrzymać odpowiedź na "skomplikowane" zapytanie.
=====Termostat - RDF=====
Aby stworzyć plik RDF reprezentujący model termostatu, najpierw utworzyłem model termostatu wg. reguł.
Aby plik taki został wygenerowany ścieżki do resoure'ów oraz propertis'ów muszą być unikalne stąd musiałem stworzyć dwa Stringi, którymi poprzedzałem każdy z nich.
static final String resourceUri = "http://Resource/my/";
static final String propertyUri = "http://Property/my/";
Tak zapisałem model w Javie:
Model model = ModelFactory.createDefaultModel();
//1
Resource day = model.createResource(resourceUri+ "Day");
Resource workday = model.createResource(resourceUri+"Workday");
Property monday = model.createProperty(propertyUri+"monday");
Property tuesday = model.createProperty(propertyUri+"tuesday");
Property wednesday = model.createProperty(propertyUri+"wednesday");
Property thursday = model.createProperty(propertyUri+"thursday");
Property friday = model.createProperty(propertyUri+"friday");
day.addProperty(monday, workday);
day.addProperty(tuesday, workday);
day.addProperty(wednesday, workday);
day.addProperty(thursday, workday);
day.addProperty(friday, workday);
//2
Resource weekend = model.createResource(resourceUri + "Weekend");
Property saturday = model.createProperty(propertyUri + "saturday");
Property sunday = model.createProperty(propertyUri+ "sunday");
day.addProperty(saturday, weekend);
day.addProperty(sunday, weekend);
//3 4 5
Resource time = model.createResource(resourceUri + "time");
Resource hour = model.createResource(resourceUri + "hour");
Property sevenAm = model.createProperty(propertyUri + "seven-before9am");
Property sixPm = model.createProperty(propertyUri + "six-after5pm");
Property noon = model.createProperty(propertyUri + "noon");
time.addProperty(sevenAm, hour);
time.addProperty(sixPm, hour);
time.addProperty(noon, hour);
//6
//--
//7
Resource month = model.createResource(resourceUri+ "month");
Resource summer = model.createResource(resourceUri+"summer");
Property january = model.createProperty(propertyUri+"january");
Property february = model.createProperty(propertyUri+"february");
Property december = model.createProperty(propertyUri+"december");
month.addProperty(january, summer);
month.addProperty(february, summer);
month.addProperty(december, summer);
//8
Resource autumn = model.createResource(resourceUri+"autumn");
Property march = model.createProperty(propertyUri+"march");
Property april = model.createProperty(propertyUri+"april");
Property may = model.createProperty(propertyUri+"may");
month.addProperty(march, autumn);
month.addProperty(april, autumn);
month.addProperty(may, autumn);
//9
Resource winter = model.createResource(resourceUri+"winter");
Property june = model.createProperty(propertyUri+"june");
Property july = model.createProperty(propertyUri+"july");
Property august = model.createProperty(propertyUri+"august");
month.addProperty(june, winter);
month.addProperty(july, winter);
month.addProperty(august, winter);
//10
Resource spring = model.createResource(resourceUri+"spring");
Property september = model.createProperty(propertyUri+"september");
Property october = model.createProperty(propertyUri+"october");
Property november = model.createProperty(propertyUri+"november");
month.addProperty(september, spring);
month.addProperty(october, spring);
month.addProperty(november, spring);
//11 12 13
Resource operation = model.createResource(resourceUri + "operation");
Property businessHours = model.createProperty(propertyUri + "businessHours");
Property notBusinessHours = model.createProperty(propertyUri + "notBusinessHours");
operation.addProperty(businessHours, hour);
operation.addProperty(notBusinessHours, hour);
//14 15 16 17 18
Resource thermostat = model.createResource(resourceUri + "thermostat");
Resource setting = model.createResource(resourceUri + "setting");
Property degrees20 = model.createProperty(propertyUri + "20degrees");
Property degrees15 = model.createProperty(propertyUri + "15degrees");
Property degrees24 = model.createProperty(propertyUri + "24degrees");
Property degrees27 = model.createProperty(propertyUri + "27degrees");
Property degrees16 = model.createProperty(propertyUri + "16degrees");
Property degrees18 = model.createProperty(propertyUri + "18degrees");
Property degrees14 = model.createProperty(propertyUri + "14degrees");
thermostat.addProperty(degrees20, setting);
thermostat.addProperty(degrees15, setting);
thermostat.addProperty(degrees24, setting);
thermostat.addProperty(degrees27, setting);
thermostat.addProperty(degrees16, setting);
thermostat.addProperty(degrees18, setting);
thermostat.addProperty(degrees14, setting);
Na tej podstawie wygenerowałem plik RDF z zapisanym modelem:
===== Przykład programu wnioskującego (Java+Jena) =====
W tej części przedstawię program, który na podstawie danych wejściowych nastawia temperaturę. Program został napisany w oparciu o reguły dla [[hekate:hekate_case_thermostat|termostatu]].
Jako dane wejściowe od użytkownika pobierane są następujące informacje:
* miesiąc
* dzień
* godzina
W przyszłości dane te będą mogły być pobierane automatycznie na podstawie aktualnej daty w systemie. Dzięki tak pobieranej informacji będzie możliwe sterowanie temperaturą "prawie" w czasie rzeczywistym. Ze względu na przeprowadzane testy, dane na tym etapie są wpisane w kodzie programu.
===Opis programu===
**Założenia:**
Program na podstawie pobieranych danych (miesiąc, dzień, godzina) potrafi poprzez zapisane reguły oraz system wnioskowania ustalić temperaturę termostatu.
**Implementacja:**
* W pierwszej kolejności wpisywane są dane przez użytkownika
//data to run rules
String day = "monday";
String hour = "h11";
String month = "july";
* Następnie tworzony jest model (na którym będziemy przeprowadzać wnioskowanie). Ponieważ musimy uwzględnić podane wcześniej informacje, dodajemy je (i tylko je) do modelu.
//creating new model
Model model = ModelFactory.createDefaultModel();
// creating day
Resource dayResource = model.createResource(baseURI + "day");
Property dayProperty = model.createProperty(baseURI + day);
dayResource.addProperty(dayProperty, dayResource);
// creating time
Resource hourResource = model.createResource(baseURI + "hour");
Property hourProperty = model.createProperty(baseURI + hour);
hourResource.addProperty(hourProperty, hourResource);
// creating month
Resource monthResource = model.createResource(baseURI + "month");
Property monthProperty = model.createProperty(baseURI + month);
monthResource.addProperty(monthProperty, monthResource);
* Gdy mamy utworzony model musimy zapisać reguły. Użyłem w projekcie ponad 50 reguł, aby móc opisać dokładnie zasadę działania podanego powyżej termostatu. W tym miejscu zapiszę zaledwie ważniejsze reguły. Wszystkie reguły można zobaczyć w kodzie programu.
//day:
String ruleSrc = " [ruleD1: (?a http://uri#monday ?b) -> (?a http://uri#monday http://uri#workday)]"
+ " [ruleD7: (?a http://uri#sunday ?b) -> (?a http://uri#sunday http://uri#weekend)]"
// time: between 9 am and 5 pm
+ " [ruleT10: (?x http://uri#h10 ?h) -> (?x http://uri#h10 http://uri#beetwen)]"
// time: before 9 am and after 5 pm
+ " [ruleT17: (?x http://uri#h17 ?h) -> (?x http://uri#h17 http://uri#out)]"
// getting day and hour
+ " [ruleGDH1: (?gdh1gd http://uri#" + day + " http://uri#workday),(?gdh1gh http://uri#" + hour + " http://uri#beetwen) -> (http://uri#operation http://uri#mode http://uri#during)]"
//months:
+ " [ruleS1: (?s1s1 http://uri#january ?s1s2) -> (?s1s1 http://uri#january http://uri#summer)]"
+ " [ruleS3: (?s3s1 http://uri#march ?s3s2) -> (?s3s1 http://uri#march http://uri#autumn)]"
//getting month and operation
+ " [ruleGMO1: (?gmo1gm http://uri#" + month + " http://uri#spring),(?gmo1go http://uri#mode http://uri#during) -> (http://uri#temperature http://uri#set http://uri#20)]"
+ " [ruleGMO2: (?gmo2gm http://uri#" + month + " http://uri#spring),(?gmo2go http://uri#mode http://uri#notDuring) -> (http://uri#temperature http://uri#set http://uri#15)]"
* Po utworzeniu modelu oraz reguł musimy uruchomić mechanizm wnioskujący. W tym celu należy wpisać
List rules = Rule.parseRules(ruleSrc);
Reasoner reasoner = new GenericRuleReasoner(rules);
InfModel inf = ModelFactory.createInfModel(reasoner, model);
inf.getDeductionsModel().write(System.out);
* W celu pokazania powstałego modelu poprzez etap wnioskowania i zapisania go w postaci "trójek" należy wpisać
Iterator list = inf.listStatements(null, null, (RDFNode) null);
while (list.hasNext()) {
System.out.println(" - " + list.next());
}
**Źródła:**
Z braku możliwości zamieszczenia pliku z rozszerzeniem .java zamieszczam plik .txt (proszę o ściągnięcie pliku na dysk i zminie rozszerzenia)
{{:pl:miw:miw08_ruleruntimej:jenarulesengine.txt|JenaRulesEngine.txt}}
W celu uruchomienia aplikacji należy dodać biblioteki frameworka Jena. Źródła można pobrać ze strony [[http://sourceforge.net/project/downloading.php?groupname=jena&filename=Jena-2.5.5.zip&use_mirror=switch | link]]
Osobiście korzystałem z wersji frameworka //Jena-2.5.5//
**Przykład działania:**
* Uruchomienie nr 1
>>> Start Jena Rules <<<
Data:
day: monday hour: h11 month: july
Created model (RDF):
Deduction model (RDF):
Deduction model presented in N3:
- [http://uri#temperature, http://uri#set, http://uri#18]
- [http://uri#hour, http://uri#h11, http://uri#beetwen]
- [http://uri#operation, http://uri#mode, http://uri#during]
- [http://uri#day, http://uri#monday, http://uri#workday]
- [http://uri#month, http://uri#july, http://uri#winter]
- [http://uri#month, http://uri#july, http://uri#month]
- [http://uri#day, http://uri#monday, http://uri#day]
- [http://uri#hour, http://uri#h11, http://uri#hour]
* Uruchomienie nr 2
>>> Start Jena Rules <<<
Data:
day: sunday hour: h15 month: october
Created model (RDF):
Deduction model (RDF):
Deduction model presented in N3:
- [http://uri#temperature, http://uri#set, http://uri#15]
- [http://uri#hour, http://uri#h15, http://uri#beetwen]
- [http://uri#operation, http://uri#mode, http://uri#notDuring]
- [http://uri#day, http://uri#sunday, http://uri#weekend]
- [http://uri#month, http://uri#october, http://uri#spring]
- [http://uri#month, http://uri#october, http://uri#month]
- [http://uri#day, http://uri#sunday, http://uri#day]
- [http://uri#hour, http://uri#h15, http://uri#hour]
* Uruchomienie nr 3
>>> Start Jena Rules <<<
Data:
day: wednesday hour: h23 month: february
Created model (RDF):
Deduction model (RDF):
Deduction model presented in N3:
- [http://uri#temperature, http://uri#set, http://uri#27]
- [http://uri#hour, http://uri#h23, http://uri#out]
- [http://uri#operation, http://uri#mode, http://uri#notDuring]
- [http://uri#day, http://uri#wednesday, http://uri#workday]
- [http://uri#month, http://uri#february, http://uri#summer]
- [http://uri#month, http://uri#february, http://uri#month]
- [http://uri#day, http://uri#wednesday, http://uri#day]
- [http://uri#hour, http://uri#h23, http://uri#hour]
===== Translacja r2ml do reguł Jeny =====
Miałem przeprowadzić translację therm w r2ml do reguł Jeny.
W tym celu skorzystałem ze strony [[http://oxygen.informatik.tu-cottbus.de/rewerse-i1/?q=node/15|strona]] a wykorzystałem do tego thermy ze strony [[pl:miw:miw08_xtt_r2ml:thermostat|r2ml]].
Niestety po przekopiowaniu całego tekstu do wspomnianego translatora otrzymałem bład postaci:
[ERR0011] org.xml.sax.SAXParseException: The markup in the document following the root element must be well-formed.
Postanowiłem więc spróbować dla każdej z reguł w r2ml zastosować translator. Dla pierwszej reguły
if the day is Monday
or the day is Tuesday or the day is Wednesday
or the day is Thursday or the day is Friday
then today is a workday
Otrzymałem coś takiego
r2ml:qf.DisjunctionDisjunction is not supported by Jena Rules !
Taki sam komunikat otrzymałem dla drugiej reguły.
Dla trzeciej reguły tłumaczenie się powiodło, jednak wynik tego tłumaczenia jest daleki od spodziewanego.
Wygląda on tak
[ () ge(
time(
?date
)) () -> ]
Skontaktowałem się więc z Tomkiem w celu uzyskania jakiejś pomocy. Ustaliliśmy, zresztą zgodnie z komunikatem, że prawdopodobnie translator nie obsługuje Disjunction, które Tomek zastosował.
Dla trzeciego tłumaczenia, te które się udało próbowaliśmy więc uzyskać "lepszy" rezultat, jednak zarówno przy zastosowaniu słownika oraz bez niego rezultaty pozostają takie same. Podejrzewamy więc, że stworzone thermy w r2ml'u odbiegają od standardu w jakim działa wspomniany translator. Możliwe jest, że reguły zapisane w r2ml są poprawnie, jednak translator nie potrafi ich przekształcić na właściwy kod Jeny.
===== Translacja xttml do reguł Jeny =====
Po zapoznaniu się z formą zapisu reguł w formacie [[hekate:hekate_markup_language#xttml|XTTML]] doszedłem do następujących wniosków:
* Mam przedstawić podaną regułę z XTTML w Jenie
rule_1: if att_0 in <1,5>u{8} then att_1 = att_0 + 1 and att_1 = 5 + sin(att_0)
Mogę w tym celu stworzyć nowy model zgodnie z trójką zasób1<-własność->zasób2 (zasób1,własność,zasob2) oraz na tak stworzonym modelu skorzystać z reguł, które są opisane również jako trójka (a,b,c)->(d,e,f) (jeśli zachodzi taka trójka (a,b,c) to wykonaj na modelu (e,f,g)) Dodatkowo jest możliwość w zapisie reguł określenia ilości czynników jakie muszą zajść, żeby wykonać operację na modelu.
* Reguły w Jenie powinny być zapisane "nie matematycznie" tzn Jena posiada jedynie kilka "prymitywnych funkcji wbudowanych" natomiast bardziej skomplikowane operacje (takie jak sinus nie są uwzględniane). Na [[http://jena.sourceforge.net/inference/|stronie]] można zobaczyć, jakie funkcje są wbudowane. Do tego konkretnego przykładu pomocne będą
lessThan(?x, ?y)
greaterThan(?x, ?y)
le(?x, ?y), ge(?x, ?y)
Test if x is <, >, <= or >= y. Only passes if both x and y are numbers or time instants (can be integer or floating point or XSDDateTime).
sum(?a, ?b, ?c)
addOne(?a, ?c)
difference(?a, ?b, ?c)
min(?a, ?b, ?c)
max(?a, ?b, ?c)
product(?a, ?b, ?c)
quotient(?a, ?b, ?c)
Sets c to be (a+b), (a+1) (a-b), min(a,b), max(a,b), (a*b), (a/b). Note that these do not run backwards, if in sum a and c are bound and b is unbound then the test will fail rather than bind b to (c-a). This could be fixed.
* Można więc zapisać, że na modelu ma się coś wykonać (operacja po słowie then) gdy **lessThan(att_0, 5)** oraz **greaterThan(att_0, 1)** [ lessThan(att_0, 5),greaterThan(att_0, 1)->.....]
* Operacje na modelu //att_1 = att_0 + 1// and //att_1 = 5 + sin(att_0)// zapiszemy po -> jako dwa osobne działania. Pierwsze z nich //att_1 = att_0 + 1// możemy zapisać ponownie wykorzystując funkcje Jeny **sum(att_0, 1, att_1)**. Drugie działanie //att_1 = 5 + sin(att_0)// już tak prosto nie da się wykonać ponieważ brak jest odpowiedniej funkcji do obliczania sinusa. Jednak zapytanie powinno wyglądać podobnie do tego **sum(5, sin(att_0), att_1)**
* Można więc ostatecznie zapisać podaną regułę jako String w postaci
String str = "rule1: lessThan(att_0, 5),greaterThan(att_0, 1)-> sum(att_0, 1, att_1),sum(5, sin(att_0), att_1)";
* Uważam, że uzyskanie takich informacji z wskazanych wcześniej reguł w formacie [[hekate:hekate_markup_language#xttml|XTTML]] będzie bardzo trudnym zadaniem.
Jednak wydaje się, że dla reguł "niematematycznych" w formacie XTTML możliwe jest zbudowanie dość prostego parsera, który wyciągnie odpowiednie dane z XTTML i przekaże do metody napisanej w języku Java, która to utworzy reguły dla Jeny.
Ponieważ reguły zapisywane są jako jeden String, można stworzyć metodę, która będzie tworzyć jedynie jedną trójkę (a,b,c), natomiast sam algorytm wskaże w które miejsce umieścić znak -> i wpisać operacje na modelu. Przez wielokrotne wywołanie wcześniejszej metody powinniśmy uzyskać podobny efekt. Jednak tak stworzone reguły powinny mieć jak najprostszą postać czyli (a1,a2,a3),(b1,b2,b3)->(c1,c2,c3)
====== Materiały ======
===== Basic =====
[[http://jena.sourceforge.net/documentation.html| Dokumentacja]] - Dokumentacja do frameworka Jena
[[http://www.ibm.com/developerworks/xml/library/j-jena/index.html| IBM]] - Wprowadzenie do Jena wykonane przez IBMa
[[http://www.oreilly.com/catalog/pracrdf/chapter/ch08.pdf|RDF]] - wszytstko o RDF - PDF wykonany przez wydawnictwo O'Reilly
[[http://pl.wikipedia.org/wiki/System_ekspertowy| System ekspertowy]] - Wikipedia
[[http://java.sun.com/developer/technicalArticles/J2SE/JavaRule.html| Java Rule Engine API]] - Getting Started With the Java Rule Engine API (JSR 94): Toward Rule-Based Applications (Sun)
[[http://javaboutique.internet.com/tutorials/rules_engine/| Java Rules Engine API (JSR 94)]] - Java Rules Engine API (JSR 94) in javaboutique
===== Jena + SPARQL =====
[[http://www.ibm.com/developerworks/xml/library/j-sparql/| RDF in SPARQL]] - Search RDF data with SPARQL
[[http://jena.sourceforge.net/ARQ/| AQR]] - Query engine for Jena
[[http://2006.ruleml.org/slides/tutorial-holger.pdf| Rules Example]] - Rules example using Jena + Pellet (pdf file!)
===== Jena rules =====
[[http://jena.sourceforge.net/inference/index.html#rules| Jena rules page]] - Jena rules documentation
[[http://www.ldodds.com/blog/archives/000219.html| Example]] - Rules in Jena example
[[http://jena.hpl.hp.com/juc2006/proceedings/reynolds/rules-slides.ppt| Examlpe2]] - HP Example of using Jena Rules (ppt file!)
===== Prolog =====
[[http://www.swi-prolog.org/packages/rdf2pl.html| Prolog parser]] - SWI-Prolog RDF parser
[[http://www.swi-prolog.org/packages/semweb.html| Semantic Web Library]] - SWI-Prolog Semantic Web Library
[[http://www.xml.com/pub/a/2001/07/25/prologrdf.html| RDF in Prolog]] - RDF Applications with Prolog