Design of optimization techniques and software architectures for description logic reasoners

描述逻辑推理机的优化技术和软件架构设计

基本信息

  • 批准号:
    261562-2013
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.19万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2018-01-01 至 2019-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The proposed research program is mainly concerned with the design and empirical evaluation of optimization techniques for description logic (DL) reasoners. Over the last decade DL reasoning has gained quite some attention from the semantic web community because the Web Ontology Language, OWL, and its sequel OWL 2 are based on description logics. The DL subset of OWL 2 is a syntactic variant of a well-known and very expressive DL. Roughly speaking DL knowledge is described using concepts, roles, and individuals that can be combined with various constructors. Concepts describe sets of individuals with common properties and roles specify binary relationships between individuals. The concept satisfiability problem for OWL 2 DL is known to be 2-NExpTime-complete. Most reasoners are based on tableau (proof) procedures. The implementation of these calculi requires highly sophisticated optimization techniques due to the structure of the calculi and the inherent time complexity of the inference problems. A large set of tableau optimization techniques needs to be applied to speed up provided inference services and make DL reasoning feasible in practical applications.**We propose to continue with our research on the design of optimization techniques and software architectures for DL reasoners with the goal to achieve better scalability even if non-tractable reasoning is required. The major expected outcomes are (i) novel algebraic tableau methods and corresponding optimization techniques that resolve known inefficiencies in standard tableau methods for combinations of OWL 2 DL language features such as qualified cardinality restrictions, nominals, and inverse roles; (ii) new parallel DL reasoning architectures that will support modern multi-processor and multi-core hardware and offer speed improvements that are roughly linear to the number of available cores. The expected outcomes are important for the continued success of ontology development in the semantic web community, especially since the size and complexity of ontologies has often increased in such a way that the time required for (non-tractable) DL reasoning has become a major obstacle.****
所提出的研究计划主要涉及描述逻辑(DL)推理器的优化技术的设计和实证评估。在过去的十年中,由于Web本体语言OWL及其续集OWL2是基于描述逻辑的,因此DL推理在语义网社区获得了相当多的关注。OWL 2的DL子集是众所周知的、非常有表现力的DL的句法变体。粗略地说,DL知识是使用概念、角色和个人来描述的,这些概念、角色和个人可以与各种构造器相结合。概念描述具有共同属性的个体集合,角色指定个体之间的二元关系。OWL-2-DL的概念可满足性问题是2-NExpTime-Complete.大多数推理者都是基于画面(证明)程序的。由于演算的结构和推理问题的固有时间复杂性,这些演算的实现需要高度复杂的优化技术。需要应用大量的Tableau优化技术来加速所提供的推理服务,并使DL推理在实际应用中可行。**我们建议继续研究DL推理器的优化技术和软件体系结构的设计,以实现更好的可扩展性,即使需要进行不可处理的推理。主要预期结果是:(I)新的代数Tableau方法和相应的优化技术,解决了标准Tableau方法中针对OWL 2 DL语言功能组合的已知低效问题,如限定基数限制、命题和反转角色;(Ii)新的并行DL推理体系结构,将支持现代多处理器和多核硬件,并提供与可用核数量大致成线性的速度改进。预期的结果对于本体开发在语义网社区中的持续成功非常重要,特别是因为本体的大小和复杂性经常以这样一种方式增加,以至于(不可处理的)DL推理所需的时间已经成为主要障碍。*

项目成果

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知道了