Αποδοτική Αναγνώριση Υπονοούμενων Ιεραρχικών Σχέσεων Σε Owl Οντολογίες

Abstract

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η υλοποίηση ενός συστήματος αποθήκευσης και διαχείρισης οντολογιών, ικανού για τον υπολογισμό όλων των σχέσεων ιεραρχίας που υπονοούνται μεταξύ των εννοιών (κλάσεων) μιας οντολογίας με εκφραστικότητα περιορισμένη στο τμήμα (profile) EL της γλώσσας αναπαράστασης OWL. Βάση της υλοποίησής μας είναι ο συνδυασμός της τεχνική της Δομικής Υπαγωγής, μιας τεχνικής συλλογιστικής ανάλυσης βασισμένης στην επαναληπτική εφαρμογή κανόνων, με ένα Σχεσιακό Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (DBMS) για την ταξινόμηση του TBox οντολογιών, με την εξ ολοκλήρου παράλειψη της Μηχανής Συλλογιστικής Ανάλυσης.Σε αντίθεση με το σύστημά μας τα περισσότερα συστήματα συλλογιστικής ανάλυσης χρησιμοποιούν Μηχανές Συλλογιστικές Ανάλυσης, οι οποίες λειτουργούν αποκλειστικά στην κύρια μνήμη. Επειδή οι υπάρχουσες πραγματικές οντολογίες μεγάλου όγκου που χρησιμοποιούνται αυτή τη στιγμή έχουν πολύ μεγάλα και πολύπλοκα TBoxes, τα προαναφερθέντα συστήματα δεν επιδεικνύουν καλή κλιμάκωση όσο ο όγκος του TBox αυξάνει, ενώ χρειάζονται και καταναλώνουν πολύ κύρια μνήμη. Το σύστημά μας αποφεύγει τα παραπάνω προβλήματα, επιτελώντας την ίδια λειτουργία, αλλά σε μικρότερους χρόνους και με καλύτερη εκμετάλλευση της κύριας μνήμης.Η λειτουργία του μπορεί να περιγραφεί με την χρήση τριών διακριτών σταδίων. Αρχικά επιτελείται η φόρτωση και κανονικοποίηση της οντολογίας (μετατροπή του TBox σε επιτρεπόμενους τύπους αξιωμάτων), ακολουθεί η ταξινόμησή της (υπολογισμός μεταβατικού κλεισίματος της οντολογίας) και τέλος ο υπολογισμός του transitive reduction (παραγωγή ταξονομίας που περιέχει μόνο άμεσες σχέσεις υπαγωγής μεταξύ ονομασμένων κλάσεων της οντολογίας).Η υλοποίηση του συστήματός μας έγινε στα πλαίσια επέκτασης του συστήματος DBRS που έχει αναπτυχθεί στο εργαστήριο, χρησιμοποιώντας την γλώσσα προγραμματισμού Java και στην παρούσα έκδοσή του, το Σχεσιακό Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων PostgreSQL.