--- pl:dydaktyka:krr:lab_dl_reasoning [2017/07/17 10:08]
+++ pl:dydaktyka:krr:lab_dl_reasoning [2019/06/27 15:50] (aktualna)
@@ Linia 1: / Linia 1: @@
+====== - Wnioskowanie w logikach deskrypcyjnych ======
+  * Logiki opisowe, dzięki formalnemu ugruntowaniu w logice, umożliwiają automatyczne wnioskowanie.
+  * Osobne __zadania wnioskowania__ definiuje się dla TBoxa i ABoxa.
+  * W logikach opisowych stosuje sią [[http://en.wikipedia.org/wiki/Open_world_assumption|Założenie o otwartości świata]].
+  * Podstawowymi algorytmami dla DL są:
+    * algorytmy strukturalne (Structural subsumption algorithms)
+    * algorytmy tableau (Tableau algorithms)
+  * Złożoność obliczeniona poszczególnyc zadań wnioskowania zależy od siły ekspresji języka DL
+    * zobacz [[http://www.cs.man.ac.uk/~ezolin/dl/|przewodnik po językach DL]]
+    * Przykładowe wyniki dla zadania subsumcji:
+{{ http://www.obitko.com/tutorials/ontologies-semantic-web/images/dl-complexity.gif |}}
+==== - Zadania wnioskowania dla TBoxa ====
+  - Spełnialność (ang. //satisfiability//)
+    * Pojęcie C jest //spełnialne// względem terminologii T jeżeli istnieje model (interpretacja) I taki że <latex> C^{\mathcal{I}}</latex> jest niepusty.
+  - Subsumcja ((subsumcja (sub- + sumere ‘brać’) log. proces wynajdowania dla danego pojęcia innego pojęcia, bardziej ogólnego. Wg. "Słownik Wyrazów Obcych" Wydawnictwa Europa, pod redakcją naukową prof. Ireny Kamińskiej-Szmaj, autorzy: Mirosław Jarosz i zespół. ISBN 83-87977-08-X. Rok wydania 2001.)) (ang. //subsumption//)
+    * Pojęcie C jest włączone w pojęcie D wzg. T jeżeli <latex> C^{\mathcal{I}} \subseteq D^{\mathcal{I}}</latex> dla każdego modelu I terminologii T.
+  - Równoważność (ang. //equivalence//)
+    * Dwa pojęcia C i D są sobie //równoważne// wzg. T jeżeli <latex> C^{\mathcal{I}} = D^{\mathcal{I}}</latex> dla każdego modelu I terminologii T.
+  - Rozłączność (ang. //disjointness//)
+    * Dwa pojęcia C i D są //rozłączne// wzg. T. jeżeli <latex> C^{\mathcal{I}} \cap D^{\mathcal{I}} = \emptyset</latex> dla każdego modelu I terminologii T.
+__**Ćwiczenie 6**__
+  - Wiedząc, że:
+    * <latex>Vegetarian \equiv (\forall eats.(\neg (\exists partOf.Animal))) \sqcap (\forall eats.(\neg Animal)) \sqcap Animal</latex>
+    * <latex>Cow \sqsubseteq Vegetarian</latex>
+    * <latex>MadCow \equiv \exists eats.(\exists partOf.Sheep \sqcap Brain) \sqcap Cow </latex> \\ Odpowiedz na pytanie:
+    - Jakiemu pojęciu jest równoważne pojęcie ''MadCow''?
+  - Wykorzystując bazę wiedzy z sekcji [[#terminologia_tbox]] odpowiedz na pytanie:
+    - Czy zdanie" "Każdy kto prowadzi przedmiot musi mieć tytuł inżyniera" jest logiczną konsekwencją tej bazy wiedzy? Odpowiedź uzasadnij.
+==== - Zadania wnioskowania dla ABoxa ====
+  - Sprawdzenie spójności (ang. //consistency checking//)
+    * ABox A jest //spójny// wzg. terminologii T, jeżeli istnieje nterpretacja I będąca jednocześnie modelem A i T.
+  - Sprawdzanie instancji (ang. //instance checking//)
+    * <latex> A \models \alpha</latex> iff każda interpretacja spełniająca A spełnia również α.
+  - Poszukiwanie najbardziej szegółowego pojęcia dla danej instancji (ang. //realization//).
+  - Poszukiwanie instancji danego pojęcia (ang. //retrieval//).
+__Uwaga:__
+  * wszystkie zadania TBox mogą być zredukowane do zadania subsumcji lub spełnialności
+    * C i D są rozłączne ⇔ <latex> C \sqcap D</latex> zawiera się w ⊥
+    * np. C zawiera się D ⇔ <latex> C \sqcap \neg D </latex> nie jest spełnialne (na tej obserwacji opierają się algorytmy tableau)
+  * wszystkie zadania wnioskowania mogą być sprowadzone do sprawdzenia spójności bazy wiedzy.
+__**Ćwiczenie 7**__:
+  - Wiedząc, że:
+    * <latex> OldLady \equiv Elderly \sqcap Female \sqcap Person</latex>
+    * <latex> OldLady \sqsubseteq  \exists hasPet.Animal </latex><latex> \sqcap </latex><latex> \forall hasPet. Cat </latex>
+    * <latex> hasPet(Minnie,Tom)</latex>,<latex>  Elderly(Minnie)</latex>,<latex>  Female(Minnie)</latex> \\ Odpowiedz na pytania:
+    - Czy każda starsza pani musi mieć kota? Dlaczego?
+    - Do jakiej klasy należy obiekt Minnie?
+    - Do jakiej klasy należy obiekt Tom?
+  - Rozważ opis świata z sekcji [[#abox]] i odpowiedz na pytanie:
+    * Czy John należy do klasy: ∃friend.(Female ⊓ ∃loves.¬Female)?
+    * Podpowiedź:
+      * Zwizualizuj w postaci grafu ten ABox, zaobserwuj, do jakich klas należą poszczególne obiekty.
+      * Rozważ dwa przypadki: ''andrea : Female'' i ''andrea : ¬Female''
+Odpowiedzi: [[lab_dl_answers#wnioskowanie]]
+==== - Założenie o otwartości świata ====
+  * Analogia bazy wiedzy DL i relacyjnej bazy danych:
+    * schemat bazy danych <-> TBox
+    * instancje danych <-> ABox
+  * W przeciwieństwie do relacyjnych baz danych, brak w ABox oznacza **brak wiedzy**, nie zaś negatywnąinformację
+  * ABox reprezentuje potencjalnie nieskończenie wiele interpretacji.
+  * Semantyka otwartego świata wymaga nietrywialnych mechanizmów wnioskowania, a realizaja zapytań jest bardziej skomplikowana.
+**BONUS**:
+  * [[http://www.cs.man.ac.uk/~horrocks/ISWC2003/Tutorial/examples.pdf|Więcej przykładów wnioskowania...]]
+==== - Algorytmy wnioskowania ====
+=== Strukturalne ===
+Porównują strukturę składniową pojęć.
+Są efektywne, ale odpowiednie tylko do prostych języków, np. nie działają dla języków z negacją i dysjunkcją
+=== Tableau ===
+Opierają swoje działanie na obserwacji, że: <latex>C \sqsubseteq D</latex> wtw. gdy wyrażenie <latex>C \sqcap \neg D </latex> jest niespełnialne.
+Schemat działania:
+  - Start od faktów (aksjomatów ABox)
+  - Doprowadzenie do normalnej formy negacyjnej (NNF). Jest to forma, w której negacja występuje tylko przd nazwami klas.
+  - Dekompozycja składniowa z użyciem odpowiednich reguł tzw. //tableaux expansion rules//
+  - Wnioskowanie o ograniczeniach na elementach modelu
+  - Stop, kiedy nie można zastosować więcej reguł lub wystąpiła sprzeczność
+Proszę zapoznać się szczegółowo z trzema przykładami z ze [[http://www.dcs.bbk.ac.uk/~michael/sw/slides/SW-8.pdf|slajdów]]. Proszę przeczytać strony 22-30.
+__**Ćwiczenie 8**__ (dla chętnych):
+Sprawdź czy poniższe pojęcia są spełnialne:
+  - A ⊓ ∃R.C ⊓ ∀R.D
+  - ∃R.C ⊓ ∀R.¬(C ⊓ D)
+  - A⊓∃R.C⊓∀R.D⊓∀R.¬(C⊓D)
+  - ∃R.(A ⊓ ∃R.C) ⊓ ∀R.¬C
+  - ∃R.(A ⊓ ∃R.C) ⊓ ∀R.∀R.¬C
+  - ¬C ⊓ ∃R.C ⊓ ∀R.(¬C ⊔ ∃R.C)
+  - A ⊓ ∀R.A ⊓ ∀R.¬∃P.A ⊓ ∃R.∃P.A
+==== - Wsparcie narzędziowe ====
+Istnieje wiele implementacji silników wnioskujących dla logik deskrypcyjnych.
+Niektóre z nich są zoptymalizowane pod kątem konkretnych języków DL (np. takich na których opierają się warianty języka ontologii OWL ).
+Lista dostępnych silników wnioskujących dostępna jest na stronie: [[http://www.cs.man.ac.uk/~sattler/reasoners.html|Prof. U. Sattler]].
+Popularne narzędzia to m.in:
+  * [[http://clarkparsia.com/pellet/download|Pellet]]
+  * [[http://www.cs.man.ac.uk/~horrocks/FaCT/|FaCT]]
+  * [[http://www.sts.tu-harburg.de/%7Er.f.moeller/racer/|Racer]]
+    * [[http://www.sts.tu-harburg.de/%7Er.f.moeller/racer/Racer-1-9-2-beta-Release-Notes/release-notes-1-9-2se3.html#x4-70003.2|RacerPorter]] GUI
+  * [[http://blipkit.wordpress.com/2010/11/27/posh-the-prolog-owl-shell/|POSH: the prolog OWL shell]]
+  * [[http://code.google.com/p/dlmodel/|DL model]]
+  * [[http://db-tom.cs.uwaterloo.ca/AssertionRetrieval/pages/kbgen.jsp|CARE]] - online
+Najczęściej silniki wnioskujące zintegrowane są z innymi narzędziami, np. edytorami ontologii (pełnią one wówczas rolę pomocniczą, np. do sprawdzania spójności ontologii itp.).
+__**Ćwiczenie 9**__:
+  - Pobierz silnik wnioskujący [[http://clarkparsia.com/pellet/download|Pellet]].
+    - :!: Na borgu powinien być w ''/usr/local/pellet''.
+  - Uruchom go wpisując w konsoli ''pellet.sh help'' i zapoznaj się z dostępnymi opcjami. (''/usr/local/pellet/pellet.sh'')
+  - Uruchom ''pellet.sh consistency <ontology>'' gdzie ''<ontology>'' jest bazą wiedzy ''people+pets.owl'' umieszczoną w katalogu ''examples/data''.
+  - Jakie są rezultaty?
+  - Uruchom ''pellet.sh classify <ontology>'' dla powyższej ontologii ''peopl+pets.owl''
+  - Jakie są rezultaty?
+===== Materiały =====
+==== Wykłady, prezentacje ====
+  * [[http://www.inf.unibz.it/~franconi/dl/course/|DL Course]] by Enrico Franconi
+    * **[[http://www.inf.unibz.it/~franconi/dl/course/slides/prop-DL/propositional-dl.pdf|Propositional Description Logics]]** :!:
+    * [[http://www.inf.unibz.it/~franconi/dl/course/slides/kbs/kbs.pdf|Knowledge Bases in Description Logics]]
+    * [[http://www.inf.unibz.it/~franconi/dl/course/slides/logic/fol/fol-2.pdf|DL reasoning, FOL etc.]]
+  * [[http://www.cse.iitd.ac.in/~kkb/DL-1.pdf|DL Tutorial]]
+  * [[http://www.cs.man.ac.uk/~horrocks/Slides/IJCAR-tutorial/Print/p1-introduction.pdf|Description Logics—Basics, Applications, and More]]
+  * [[http://www.cs.put.poznan.pl/jjozefowska/wyklady/ai/Ontologie.pdf|Ontologie, Logiki deskrypcyjne]]
+  * [[http://www.cs.man.ac.uk/~horrocks/Slides/index.html|Horrock's Presentations]]
+  * [[http://www.inf.unibz.it/~franconi/dl/course/slides/db/db.pdf|DL and DB]]
+  * [[http://www.obitko.com/tutorials/ontologies-semantic-web/description-logics.html|DL]] by Obitko
+    * [[http://www.obitko.com/tutorials/ontologies-semantic-web/syntax-and-semantics.html|Syntax & Semantics]]
+    * [[http://www.obitko.com/tutorials/ontologies-semantic-web/translation-to-fopl.html|Translation to FOPL]]
+    * [[http://www.obitko.com/tutorials/ontologies-semantic-web/reasoning.html|Reasoning]]
+  * [[http://www.inf.unibz.it/~franconi/dl/course/dlhb/dlhb-01.pdf|Introduction to DL]] (handbook)
+==== Kursy ====
+  * [[http://www.inf.unibz.it/~franconi/dl/course/|DL Course]] by Enrico Franconi
+  * [[http://www.cs.man.ac.uk/~horrocks/Teaching/cs646/|by I.Horrocks]]
+    * Lectures:
+      * {{http://www.cs.man.ac.uk/%7Ehorrocks/Teaching/cs646/Slides/pt2-dlintro.pdf|Intro to DL}}
+      * {{http://www.cs.man.ac.uk/%7Ehorrocks/Teaching/cs646/Slides/pt3-dlreasoning.pdf|DL reasoning}}
+    * Labs:
+      * DL reasoning: [[http://www.cs.man.ac.uk/~horrocks/Teaching/cs646/Labs/dlreasoning/|HTML]], {{http://www.cs.man.ac.uk/~horrocks/Teaching/cs646/Labs/dlreasoning.pdf|PDF}}
+      * [[http://www.cs.man.ac.uk/%7Ehorrocks/Teaching/cs646/Exams/dlreasoning2/|Exam]] - zadania z DL
+  * [[http://www.cs.man.ac.uk/~rector/modules/CS646/|Rector]]
+    * Lectures: [[http://www.cs.man.ac.uk/~rector/modules/CS646/Lecture-Handouts/|Handouts]]
+    * Lab: [[http://www.cs.man.ac.uk/~rector/modules/CS646/Lab-Handouts/|Handouts]]
+  * [[http://www.dcs.bbk.ac.uk/~michael/sw/sw.html|SemWeb course in London]], 2012
+==== Narzędzia ====
+  * [[http://www.cs.man.ac.uk/~horrocks/FaCT/|FaCT]]
+  * [[http://www.sts.tu-harburg.de/%7Er.f.moeller/racer/|Racer]]
+    * [[http://www.sts.tu-harburg.de/%7Er.f.moeller/racer/Racer-1-9-2-beta-Release-Notes/release-notes-1-9-2se3.html#x4-70003.2|RacerPorter]] GUI
+  * [[http://blipkit.wordpress.com/2010/11/27/posh-the-prolog-owl-shell/|POSH: the prolog OWL shell]]
+  * [[http://code.google.com/p/dlmodel/|DL model]]
+  * [[http://db-tom.cs.uwaterloo.ca/AssertionRetrieval/pages/kbgen.jsp|CARE]] - online
+  * [[http://www.cs.man.ac.uk/~sattler/reasoners.html|More reasoners]]

Pokaż stronę Poprzednie wersje

Menadżer multimediów Do góry

AIwiki

Menu

Dla Studentów

Old specialized AI courses

SMaDA/SMaIDA/AIDA

Informatyka (EAIiIB)

Studia Dr

Inne materialy dydaktyczne

Archiwum

Dyplomanci

Geist Season of Code

HeKatE

Public

Różnice