一种分布式动态描述逻辑

分析了目前描述逻辑(DL)的研究现状和存在的问题,特别是动态描述逻辑(DDL)作为语义Web逻辑基础所存在的问题.针对语义Web的特点和需求,对DDL进行了扩充,提出了一种新的描述逻辑,即分布式动态描述逻辑(D3L),给出了D3L的语法和语义,并研究了D3L的推理机制,提出了两种推理方法:直接推理和转化推理.与动态描述逻辑DDL相比,该D3L可以为语义Web提供更为合理的逻辑基础,弥补了DDL作为语义Web逻辑基础的不足.

动态描述逻辑推理的并行计算技术

在设计用于处理大规模本体和数据的推理引擎时,推理引擎的可扩展性是一个需要研究的重要问题.动态描述逻辑要在真实环境中获得成功应用,需要在推理中采用并行计算技术.提出了两种方法将并行计算技术应用于动态描述逻辑推理.方法1是设计分布式动态描述逻辑框架.分布式动态描述逻辑由若干独立的动态描述逻辑所组成,这些动态描述逻辑两两之间通过桥规则联系起来.提出了基于Tableau的分布式推理算法,从而为分布式动态描述逻辑提供了全局推理能力,并且该算法可以将大的推理任务分解为若干子任务,而这些子任务可以被不同的推理主体并行处理.方法2是并行化动态描述逻辑的Tableau算法的不确定分支.不确定分支的并行计算使得推理任务可以在若干独立机器上同时执行.最后,介绍了推理引擎的原型实现并评估了其性能.实验结果表明提出的两种方法取得了明显的推理加速效果.

支持链式桥规则的分布式动态描述逻辑

研究了链式桥规则在分布式动态描述逻辑(D3L)中的应用,旨在使得现有的分布式动态描述逻辑可以在多个系统中进行推理和发挥其在信息集成中的重要作用。在动态描述逻辑(DDL)推理和D3L推理的基础上,提出了支持链式桥规则的分布式动态描述逻辑(CD3L)推理算法。该算法首先判断能否在一个DDL系统内部进行推理,然后再判断能否在两个D3L系统间进行推理,最后通过CD3L在多个D3L系统中进行推理。与D3L相比,新提出的CD3L弥补了传统桥规则描述逻辑系统的不足,为信息系统集成和语义网提供了更为合理的逻辑基础。

动态描述逻辑的Tableau判定算法

动态描述逻辑在描述逻辑的基础上引入了动态维,用于描述和推理动态领域的知识,但目前缺少有效的判定算法作为支撑.文中以描述逻辑ALCO的动态扩展为例,构建出动态描述逻辑D-ALCO.以D-ALCO的构建过程为基础,将ALCO的Tableau算法、命题动态逻辑的Tableau算法以及对可能模型途径的处理有机地结合起来,给出了D-ALCO的Tableau判定算法,证明了算法的可终止性、可靠性和完备性.应用该算法,可以在采用开世界假设的情况下对D-ALCO中公式的可满足性进行判定.对于D-ALCQO、D-ALCQIO等具有更强描述能力的动态描述逻辑,可以对该算法扩展后得到相应的Tableau判定算法.

基于动态描述逻辑的语义Web服务匹配研究

动态描述逻辑(dynamic description logic,DDL)是描述逻辑(description logic,DL)的一种动态扩展,它支持语义Web环境下对动作的描述和推理.提出了一种基于动态描述逻辑的语义Web服务描述与服务匹配方法:将服务需求方的目标服务以及服务发布方的原子服务用动态描述逻辑的动作进行描述,解决了语义Web服务的一致的形式化表述问题;将目标服务和原子服务的匹配问题归结为动态描述逻辑的公式可满足性判定问题,利用动态描述逻辑对动作的推理功能,发现与目标服务相匹配的原子服务组合.动态描述逻辑的公式可满足性问题是可判定的,解决了利用一阶谓词逻辑进行逻辑推理时的不可判定性.

一类扩展的动态描述逻辑

作为描述逻辑的扩展,动态描述逻辑为语义Web服务的建模和推理提供了一种有效途径.在将语义Web服务建模为动作之后,动态描述逻辑从动作执行结果的角度提供了丰富的推理机制,但对于动作的执行过程却不能加以处理.借鉴Pratt关于命题动态逻辑的相关研究,一方面,对动态描述逻辑中动作的语义重新进行定义,将每个动作解释为由关于可能世界的序列组成的集合;另一方面,在动态描述逻辑中引入动作过程断言,用来对动作的执行过程加以刻画.在此基础上提出一类扩展的动态描述逻辑EDDL(X),其中的X表示从ALC(attributive language with complements)到SHOIN(D)等具有不同描述能力的描述逻辑.以X为描述逻辑ALCQO(attributive language with complements,qualified number restrictions and nominals)的情况为例,给出了EDDL(ALCQO)的表判定算法,并证明了算法的可终止性、可靠性和完备性.EDDL(X)可以从动作执行过程和动作执行结果两个方面对动作进行全面的刻画和推理,为语义Web服务的建模和推理提供了进一步的逻辑支持.

基于动态描述逻辑的语义Web服务组合

应用合适的形式系统对语义Web服务建模是实现语义Web服务自动组合的前提;形式系统的表达能力和计算性能决定了语义Web服务组合的准确度和求解效率.动态描述逻辑DDL(X)将动态逻辑、描述逻辑以及构建在描述逻辑之上的动作理论有机地结合,为语义Web服务的建模提供了新的工具.提出了一种基于DDL(X)的语义Web服务自动组合方法.首先,在将OWL-S表示的语义Web服务建模为动作的基础上,将语义Web服务组合问题建模为基于DDL(X)的规划问题,其中规划问题的规划解可以由DDL(X)中的任一动作构成,从而可以支持OWL-S中不含有Split和Split+Join的各种Web服务组合方案.针对建模后得到的任一规划问题,给出了用来判断是否存在规划解的判定算法,证明了算法的可终止性、可靠性和完备性.最后,当规划解存在时,可以根据判定过程将其解析出来.文中的方法充分发挥了DDL(X)在表达能力和计算性能等方面的优势,为语义Web服务自动组合提供了一套有效的理论工具.

基于动态描述逻辑的服务组合及质量模型

本文提出一个基于动态描述逻辑的Web服务自动组合框架.在该框架中,Web服务自动组合被划分为逻辑层和实现层两部分,于是服务的自动组合问题在逻辑上归结为一个动作规划问题,在实现上归结为一个根据动作选择具体服务的服务选择问题.基于该框架,本文给出了一个支持非线性QoS聚合和显式数据流声明的QoS模型.得益于合理的服务组合框架和QoS模型,本文提出的服务选择方法可以将复杂服务分解为较小的服务,然后分别用递归的剪枝算法求解.实验显示该方法是有效的,不但可适应候选Web服务数量较大的情况,且相对于现有方法能更好地处理服务组合中的复杂结构.

基于动态描述逻辑的多主体协作模型

基于动态描述逻辑的主体模型和协作过程就是既考虑了智能主体的知识表示与推理问题,又紧密地结合主体的设计与编程问题,把表示与推理应用到主体的具体设计中·它充分利用了动态描述逻辑的统一的形式化框架,同时从静态的知识表示与推理和动态的运行与变化两个方面来刻画主体的心智状态和协作过程,探讨了主体信念、行为能力、目标和规划等心智要素的表示、推理与修改以及联合目标的形成、多目标的规划问题·多主体协作模型将理论和实践有机地结合起来,能够充分体现智能主体的本质特征与运行机制,为多主体系统的设计与编程奠定了很好的基础·

基于动态描述逻辑的语义Web服务推理

语义Web服务的提出是为了解决Web服务资源在语义Web中的自动发现、组合和执行等问题,基本思路是将本体承载的静态知识与对Web服务动态功能的描述有机地结合起来.动态描述逻辑是描述逻辑的一种动态扩展,支持面向语义Web的对动作的描述和推理.文中利用动态描述逻辑DDL(SHOIN(D))的描述和推理功能,提出对语义Web服务进行建模和推理的一种有效途径.从OWL-S中的Process Model出发,将语义Web服务建模为基于DDL(SHOIN(D))的动作理论,其中,对应于Process Model中的原子过程,可以对输入、输出、局部变量、前提条件、结果等多个方面进行建模;对应于Process Model中的复合过程,可以相应地对数据流以及顺序、选择、乱序、条件、迭代、循环等控制结构进行刻画.以建模后得到的动作理论为基础,应用动态描述逻辑的推理机制,可以分别对语义Web服务的可实现性、可执行性、投影、规划等问题进行推理.这些推理功能为语义Web服务的自动发现和自动组合提供了有效的支持.

一种模糊动态描述逻辑

分析了目前描述逻辑DL的研究现状和存在的问题,特别是动态描述逻辑DDL作为语义Web逻辑基础所存在的问题。针对语义Web需要处理模糊和不精确知识的特点和需求,对DDL进行了模糊化扩充,提出了一种新的描述逻辑,即模糊动态描述逻辑FDDL。给出了FDDL的语法和语义,研究了FDDL的推理机制。与动态描述逻辑DDL相比,该FDDL可以为语义Web提供更为合理的逻辑基础,弥补了DDL作为语义Web逻辑基础的不足。

基于动态描述逻辑的主体模型

在动态描述逻辑的基础上 ,提出了一种智能主体的心智状态模型 它充分利用了动态描述逻辑统一的形式化框架 ,同时从静态的知识表示与推理和动态的运行与变化两个方面来刻画主体的心智状态 探讨了主体信念、行为能力、目标和规划等心智要素的表示、推理与修改等基本问题 该主体模型将理论和实践有机地结合起来 ,表达能力强 ,能够充分体现智能主体的本质特征与运行机制 。

可判定的时序动态描述逻辑

动态描述逻辑DDL(dynamic description logic)提供了一种基于描述逻辑的动作理论,适用于语义Web环境下对动态领域知识的刻画和推理.为了将分支时序逻辑的刻画能力引入到动态描述逻辑中,将时间的进展体现为原子动作的执行,从而将时序维与动态维统一起来.在此基础上,从描述逻辑ALCQIO出发构建了一个时序动态描述逻辑TDALCQIO,给出了TDALCQIO的Tableau判定算法,并证明了算法的可终止性和正确性.TDALCQIO不仅兼容了构建在描述逻辑ALCQIO基础上的动态描述逻辑的刻画和推理能力,而且还可从可达性、安全性等角度对整个动态领域的时序特征进行刻画和推理,从而为语义Web环境下对动态领域知识的刻画和推理提供了进一步的逻辑支持.

云制造环境下基于动态描述逻辑的制造服务匹配研究

为解决云制造环境下制造服务显著的异构性、动态性给云制造服务匹配带来的难题,提出了一种基于动态描述逻辑的制造服务匹配方法。建立了基于动态描述逻辑的动作描述理论,给出了复杂动作在描述、拆解、组合过程中需要遵循的原则,提出了"五层三阶段"的云制造匹配策略。用基于DDL的六元组对云制造服务进行建模,该模型能够准确地描述云制造服务的输入、控制和输出,为云制造服务匹配提供语义表达基础,同时,给出了匹配策略下的制造服务匹配规则及初步匹配算法实现。最后,通过对已有锻造系统的云化改造,证明了该方法能够有效地完成云制造环境下制造服务匹配工作。

基于动态描述逻辑的网构软件系统故障诊断

提出了一种应用动态描述逻辑对被诊断系统进行分析的方法.动态描述逻辑的语法和语义非常适宜刻画系统的正常行为和异常行为.给出了算法使用动态描述逻辑的可满足性检测来测试离散事件系统的可诊断性.同时,给出了故障诊断器的构造算法.该故障诊断器通过实时地观察系统的行为完成故障诊断.以例子对算法进行了说明.

动态描述逻辑动作间关系的Petri网分析方法研究

针对动态描述逻辑动作理论在描述和分析多个动作间关系(尤其并发关系)时能力的不足,提出对多个动态描述逻辑动作间关系描述和分析的Petri网方法.首先讨论了动态描述逻辑动作的等价Petri网描述,进一步通过对动作描述的推理和各个动作的Petri网共享合成操作,得到多个动态描述逻辑动作的Petri网系统.在此基础上,应用Petri网的相关理论与方法,如可达图分析方法,研究了多个动态描述逻辑动作间关系的分析与判定方法,对动态描述逻辑动作理论的描述和分析能力进行了必要的扩充.

基于动态描述逻辑的Web服务自动组合技术

提出了一种利用动态描述逻辑（DDL）的动态推理自动组合Web服务的方法。DDL是描述逻辑（DL）的一种动态扩展，它结合本体提供的静态信息与Web服务提供的计算，统一地描述和推理Web环境中静态信息与动态知识。该方法充分利用Web服务组合中涉及的静态知识（如描述逻辑知识库刻画的领域公理、具体环境和用户需求等）和动态知识（DDL中动作刻画的Web服务的功能），将Web服务组合的问题归约为DDL公式的可满足性问题，并通过一个可判的表扩展算法解决。开发了基于动态描述逻辑D—ALCHOQ的原型系统，并针对旅行代理问题的实验初步证实了该方法的可行性及潜在的应用前景。

基于动态描述逻辑的UML状态图形式化方法

统一建模语言(UML)状态图包括静态语义和动态语义。针对该特点,提出基于动态描述逻辑的UML状态图形式化方法,介绍动态描述逻辑DDL_SHOIN(D)的语法和语义,设计UML状态图的DDL_SHOIN(D)形式化方法,研究状态图动作推理问题。给出状态图状态可达性和动作包含关系的定义,并证明其正确性。

动态描述逻辑的可拓集合扩展

通过对可拓集合与经典集合、模糊集合的分析比较,说明可拓集合的特点和优点,用可拓集合代替经典集合或模糊集合作为动态描述逻辑DDL的集合论基础,对DDL进行扩展,生成了一种新的描述逻辑DDLES,并给出了DDLES中概念、关系和实例的描述形式以及它们的语义解释,最后对传统描述逻辑ALC、模糊DDL和DDLES中的Abox形式进行了比较。

基于动态描述逻辑DDL的动作理论

基于一阶谓词逻辑或高阶逻辑的动作理论与采用命题语言的动作理论之间存在一个关于描述和推理能力的鸿沟;作为描述逻辑的动态扩展,动态描述逻辑DDL为基于描述逻辑的动作刻画和推理提供了一种途径。系统地研究了基于DDL的动作表示和推理问题。首先,在应用描述逻辑对静态领域知识进行刻画的基础上,引入带参数的原子动作定义式和带参数的复杂动作定义式,刻画出关于动作的知识;这两部分知识与关于具体状态的知识一起构成基于DDL的知识表示系统。接下来,针对该系统中刻画的各种知识,对相关推理问题进行了严格定义,给出了相应的推理机制和算法。最后探讨了基于DDL的动作理论在智能主体建模中的应用。基于DDL的动作理论既具有较强的知识表示能力,又提供了丰富的推理服务,适用于语义Web环境下对动作的刻画和推理。