Αποδοτική Αναγνώριση Υπονοούμενων Ιεραρχικών Σχέσεων Σε Owl Οντολογίες

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη ενός συστήματος υπολογισμού όλων των σχέσεων ιεραρχίας που υπονοούνται μεταξύ των εννοιών (κλάσεων) μιας οντολογίας με εκφραστικότητα περιορισμένη στο τμήμα (profile) EL της γλώσσας αναπαράστασης OWL με χρήση μόνο ενός σχεσιακού Συστήματος Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (DBMS), παρακάμπτοντας δηλαδή τη Μηχανή Συλλογιστικής Ανάλυσης (Reasoner), και χρησιμοποιώντας έναν περισσότερο αποδοτικό αλγόριθμο στον οποίο το μέγεθος της μνήμης που παραχωρείται μπορεί να παραμετροποιηθεί από τον χρήστη.Η λειτουργία του υποσυστήματος που προστέθηκε στο DBRS βασίζεται στην μέθοδο της Δομικής Υπαγωγής (Structural Subsumption), μια τεχνική εξαγωγής υπονοούμενων σχέσεων βασισμένη σε κανόνες (rules). Η διαδικασία της Δομικής Υπαγωγής διαιρείται σε δύο διακριτά στάδια. Αρχικά, απαιτείται μια προεπεξεργασία της οντολογίας μέσω της λεγόμενης διαδικασίας κανονικοποίησης (normalization) των αξιωμάτων της. Σε αυτό το στάδιο τα αξιώματα της οντολογίας «αποσυντίθεται» σε ένα σύνολο κανονικοποιημένων μορφών έτσι ώστε να αποτελέσουν τις αρχικές σχέσεις βάσει των οποίων θα υπολογιστεί η πλήρης ιεραρχία των κλάσεων στο επόμενο στάδιο, γνωστό και ως ταξινόμηση (classification). Το τελευταίο περιλαμβάνει την εξαντλητική (fix-point) εφαρμογή ενός αριθμού επαγωγικών κανόνων, οι οποίοι εξάγουν τις υπονοούμενες σχέσεις βασιζόμενοι στη σημασιολογία των αξιωμάτων της οντολογίας. Στη δική μας περίπτωση, τόσο η αποθήκευση και διαχείριση της κανονικοποιημένης οντολογίας όσο και η εφαρμογή των επαγωγικών κανόνων γίνεται εξολοκλήρου από το DBMS.