Luận án Tiến sĩ Khoa học máy tính: Một số phương pháp xử lý tri thức không nhất quán trong ontology.pdf (Luận án tiến sĩ Khoa học máy tính)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN VĂN TRUNG MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ TRI THỨC KHÔNG NHẤT QUÁN TRONG ONTOLOGY LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH HUẾ - NĂM 2018 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN VĂN TRUNG MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ TRI THỨC KHÔNG NHẤT QUÁN TRONG ONTOLOGY CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÁY TÍNH MÃ SỐ: 62.48.01.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. HOÀNG HỮU HẠNH HUẾ - NĂM 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Hoàng Hữu Hạnh. Những nội dung trong các công trình đã công bố chung với các tác giả khác đã được sự đồng ý của đồng tác giả khi đưa vào luận án. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa được công bố bởi tác giả nào trong bất cứ công trình nào khác. Nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Trung i LỜI CẢM ƠN Luận án này được thực hiện và hoàn thành tại Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế. Trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận án, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, động viên, giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn, thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ Thông tin, Phòng Đào tạo Sau đại học và Ban giám hiệu Trường Đại học Khoa học. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Hoàng Hữu Hạnh là người thầy tận tình hướng dẫn, động viên và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa học để tôi có thể hoàn thành luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ Thông tin đã tạo điều kiện thuận lợi trong công tác để tôi có thể hoàn thành công việc nghiên cứu của mình. Tôi xin cảm ơn quý thầy cô và cán bộ của Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban giám hiệu Trường Đại học Khoa học đã giúp đỡ tôi trong việc hoàn thành kế hoạch học tập. Tôi xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô giáo trong Hội đồng Khoa học của Khoa Công nghệ Thông tin đã đọc và đưa ra những góp ý xác đáng cho luận án này. Tôi xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô giáo và các anh chị đồng nghiệp trong Khoa Công nghệ Thông tin đã giúp đỡ, chia sẻ trong quá trình công tác, học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án. Cuối cùng tôi xin cảm ơn những người thân trong gia đình đã luôn ủng hộ, chia sẻ khó khăn trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án. Nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Trung ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục từ viết tắt, thuật ngữ v Danh mục ký hiệu vi Danh mục bảng, biểu vii Danh mục hình vẽ viii Mở đầu 1 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ TRI THỨC KHÔNG NHẤT 1.1 1.2 QUÁN TRONG ONTOLOGY Ontology và tri thức không nhất quán . . . . . . . . . . . . . . . . . . Khung lập luận với ontology không nhất quán sử dụng chiến lược phát 9 9 triển tuyến tính tập tiên đề diễn giải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.1 Các khái niệm cơ bản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2 Hàm chọn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.3 Phép suy luận không chuẩn sử dụng hàm chọn đơn điệu . . . . 1.2.4 Phép suy luận không chuẩn sử dụng hàm chọn dựa trên sự liên 15 15 19 20 quan cú pháp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Các nghiên cứu liên quan đến khung lập luận với ontology không 23 1.2.5 nhất quán sử dụng chiến lược mở rộng tuyến tính tập tiên đề diễn giải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Xử lý tri thức không nhất quán trong quá trình tích hợp ontology theo 28 phương pháp đồng thuận . . . . . . 1.3.1 Hồ sơ xung đột . . . . . . . 1.3.2 Sự không nhất quán tri thức 1.3.3 Hàm đồng thuận . . . . . . 1.3.4 Các nghiên cứu liên quan xử . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lý không nhất quán tri thức trong 32 32 33 40 quá trình tích hợp ontology bằng phương pháp đồng thuận . . . 1.4 Tiểu kết Chương 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chương 2. SUY LUẬN VỚI ONTOLOGY KHÔNG NHẤT QUÁN SỬ 44 46 1.3 DỤNG HÀM CHỌN DỰA TRÊN ĐỘ LIÊN QUAN NGỮ 2.1 NGHĨA Khoảng cách ngữ nghĩa giữa hai khái niệm trong ontology . . . . . . . iii 47 48 2.2 Khoảng cách ngữ nghĩa giữa hai biểu thức khái niệm theo ontology tham 2.3 2.4 chiếu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Khoảng cách ngữ nghĩa giữa hai tiên đề theo ontology tham chiếu . . . Suy luận với ontology không nhất quán sử dụng hàm chọn dựa trên khoảng cách ngữ nghĩa . . . . . . . . . . . . 2.5 Thực nghiệm và đánh giá kết quả . . . . . . 2.6 Tiểu kết Chương 2 . . . . . . . . . . . . . . Chương 3. XỬ LÝ XUNG ĐỘT MỨC KHÁI 53 55 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . NIỆM TRONG QUÁ 61 67 71 TRÌNH TÍCH HỢP ONTOLOGY Mô hình tích hợp tri thức dựa trên lý thuyết đồng thuận . . . . . . . . Các mức xung đột trong quá trình tích hợp ontology . . . . . . . . . . Xử lý xung đột mức khái niệm trong quá trình tích hợp ontology . . . Vấn đề xây dựng hàm đánh giá khoảng cách cho các miền giá trị của 72 72 75 78 các thuộc tính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4.1 Hàm đánh giá khoảng cách giữa hai biểu thức khái niệm . . . . 3.4.2 Hàm đánh giá khoảng cách giữa hai khoảng dữ liệu . . . . . . . 3.5 Tiểu kết Chương 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chương 4. XỬ LÝ XUNG ĐỘT MỨC TIÊN ĐỀ TRONG QUÁ TRÌNH 85 85 86 93 TÍCH HỢP ONTOLOGY Mô hình xử lý xung đột tri thức cấp độ cú pháp . . . . . . . . . . . . . 4.1.1 Bài toán tìm đồng thuận của các công thức hội và các tiêu chuẩn 94 95 cho đồng thuận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.2 Phân tích các tiêu chuẩn đồng thuận . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.3 Thuật toán xác định đồng thuận . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Xử lý xung đột mức tiên đề trong quá trình tích hợp ontology . . . . . 4.3 Tiểu kết Chương 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . KẾT LUẬN DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN 98 100 109 115 119 120 LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 123 3.1 3.2 3.3 3.4 4.1 iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮ Từ viết tắt, thuật ngữ ODP Diễn giải Over-determined Processing Quy trình xử lý quá xác định OWL Ontology Web Language Ngôn ngữ ontology dùng cho Web W3C World Wide Web Consortium Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế về World Wide Web Conflict profile Hồ sơ xung đột Consensus theory Lý thuyết đồng thuận Data property Thuộc tính dữ liệu Domain Miền xác định (của thuộc tính) Object property Thuộc tính đối tượng Open World Assumption Giả thiết thế giới mở Range Miền giá trị (của thuộc tính) Semantic wiki Wiki ngữ nghĩa v DANH MỤC KÝ HIỆU Ký hiệu Diễn giải ý nghĩa O Ontology Σ Ontology không nhất quán Σ0 , Σ00 Ontology nhất quán với các tiên đề được chọn từ một ontology không nhất quán khác |≈ Phép suy luận không chuẩn |≈Syn Phép suy luận không chuẩn sử dụng hàm chọn dựa trên độ liên quan cú pháp |≈O Phép suy luận không chuẩn sử dụng hàm chọn dựa trên khoảng cách ngữ nghĩa của ontology tham chiếu O R, S Các tên vai trò, thuộc tính A, B Các tên cá thể DPO (C) Tập khái niệm cha trực tiếp của khái niệm trên một ontology DCO (C) Tập khái niệm con trực tiếp của khái niệm trên một ontology LCPO (C, D) Tập khái niệm cha chung tối thiểu của hai khái niệm trên một ontology C, D Các tên khái niệm CE 1 , CE 2 Các biểu thức khái niệm DR1 , DR2 Các khoảng dữ liệu DT Kiểu dữ liệu U Tập vũ trụ X, Y Các hồ sơ xung đột P1a , P1b Các tiêu chuẩn cho hàm nhất quán T1 , T2 Các tiêu chuẩn cho bộ tri thức tích hợp H1 , H2 Các tiêu chuẩn cho công thức hội vi DANH MỤC BẢNG, BIỂU Bảng 1.1. Tính thoả tiêu chuẩn của một số hàm nhất quán thông dụng . . . . . 40 Bảng 2.1. Các tiên đề về biểu thức khái niệm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bảng 2.2. Các tiên đề về thuộc tính đối tượng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bảng 2.3. Các tiên đề về thuộc tính dữ liệu, định nghĩa kiểu dữ liệu, khoá của 58 59 biểu thức khái niệm, phát biểu về dữ kiện . . . Bảng 2.4. Các ontology thực nghiệm . . . . . . . . . . . . Bảng 2.5. So sánh theo số lượng kết quả xác định của truy Bảng 2.6. So sánh sự phát triển tập tiên đề diễn giải . . . . . . . 60 68 69 69 Bảng 3.1. Cấu trúc của khái niệm Course trong 5 ontology . . . . . . . . . . . . 91 . . . . . . vấn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bảng 4.1. Ví dụ về các công thức hội của 3 tác tử mô tả tính chất của thuộc tính hasSpouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Bảng 4.2. Trạng thái tri thức của các tác tử cho bài toán minh hoạ . . . . . . . 114 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Hình 1.2. Hình 1.3. Hình 1.4. Hình 1.5. Truy vấn với ontology không nhất quán . . . . . Chiến lược mở rộng tuyến tính [21] . . . . . . . Sơ đồ áp dụng hàm đồng thuận . . . . . . . . . Trích dẫn của ontology tham chiếu OREF −T REE Trích dẫn ontology của 4 chuyên gia . . . . . . . . . . . . 13 21 43 44 45 Hình 2.1. Cây phân cấp khái niệm minh hoạ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hình 2.2. Ontology tham chiếu O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 65 viii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Luận án Tiến sĩ Khoa học máy tính: Một số phương pháp xử lý tri thức không nhất quán trong ontology

Nội dung