Інтеграція аксіоматики дескриптивних логік з реляційною моделлю даних
The paper is a logical continuation of the previously published work, which was dedicated to the creation of mappings from the description logic into binary relational data model. On base of the previously created binary relational data structure we perform mappings of the ALC axiomatic into relatio...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | rus |
| Опубліковано: |
Інститут програмних систем НАН України
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/221 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Problems in programming |
| Завантажити файл: |  |
Репозиторії
Problems in programming| id |
pp_isofts_kiev_ua-article-221 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| resource_txt_mv |
ppisoftskievua/51/54b7cf8aaa6fa806eca989dab944aa51.pdf |
| spelling |
pp_isofts_kiev_ua-article-2212024-04-28T11:56:41Z Integration of the description logics axiomatic into relational data model Интеграция аксиоматики дескриптивных логик с реляционной моделью данных Інтеграція аксіоматики дескриптивних логік з реляційною моделлю даних Chystiakova, I.S. semantic data integration; semantic web; data mapping; relational data model; ontology; ALC; description logic; description logic axioms UDC 004.62 семантическая интеграция данных; семантический веб; отображение данных; реляционная модель данных; онтология; ALC; дескриптивная логика; аксиомы дескриптивных логик УДК 004.62 семантична інтеграція даних; семантичний веб; відображення даних; реляційна модель даних; онтологія; ALC; дескриптивна логіка; аксіоми дескриптивних логік УДК 004.62 The paper is a logical continuation of the previously published work, which was dedicated to the creation of mappings from the description logic into binary relational data model. On base of the previously created binary relational data structure we perform mappings of the ALC axiomatic into relational data model (RDM). The results of previous research namely data structure RM2, mappings of the basic ALC concepts were used in this paper.Problems in programming 2017; 1: 51-58 Работа является логическим продолжением ранее опубликованных исследований, посвященных описанию отображений между дескриптивной логикой и реляционной моделью данных. На основе бинарной реляционной структуры данных, созданной ранее, осуществляется отображение аксиоматики дескриптивной логики ALC в реляционную модель данных (RDM). В работе используются полученные ранее результаты исследований, а именно структура данных RM2 и отображения базовых концептов логики ALC в RDM.Problems in programming 2017; 1: 51-58 Робота є логічним продовженням раніше опублікованих досліджень, які були присвячені опису відображень між дескриптивною логікою та реляційною моделлю даних. За допомогою попередньо створеної бінарної реляційної структури даних здійснюється відображення аксіоматики дескриптивної логіки ALC у реляційну модель даних (RDM). В роботі використовуються результати, що були отримані у минулих дослідженнях, а саме – структура даних RM2, відображення базових концептів логіки ALC у RDM.Problems in programming 2017; 1: 51-58 Інститут програмних систем НАН України 2018-11-20 Article Article application/pdf https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/221 10.15407/pp2017.01.051 PROBLEMS IN PROGRAMMING; No 1 (2017); 51-58 ПРОБЛЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ; No 1 (2017); 51-58 ПРОБЛЕМИ ПРОГРАМУВАННЯ; No 1 (2017); 51-58 1727-4907 10.15407/pp2017.01 rus https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/221/213 Copyright (c) 2018 ПРОБЛЕМИ ПРОГРАМУВАННЯ |
| institution |
Problems in programming |
| baseUrl_str |
https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/oai |
| datestamp_date |
2024-04-28T11:56:41Z |
| collection |
OJS |
| language |
rus |
| topic |
semantic data integration semantic web data mapping relational data model ontology ALC description logic description logic axioms UDC 004.62 семантическая интеграция данных семантический веб отображение данных реляционная модель данных онтология ALC дескриптивная логика аксиомы дескриптивных логик УДК 004.62 семантична інтеграція даних семантичний веб відображення даних реляційна модель даних онтологія ALC дескриптивна логіка аксіоми дескриптивних логік УДК 004.62 |
| spellingShingle |
semantic data integration semantic web data mapping relational data model ontology ALC description logic description logic axioms UDC 004.62 семантическая интеграция данных семантический веб отображение данных реляционная модель данных онтология ALC дескриптивная логика аксиомы дескриптивных логик УДК 004.62 семантична інтеграція даних семантичний веб відображення даних реляційна модель даних онтологія ALC дескриптивна логіка аксіоми дескриптивних логік УДК 004.62 Chystiakova, I.S. Інтеграція аксіоматики дескриптивних логік з реляційною моделлю даних |
| topic_facet |
semantic data integration semantic web data mapping relational data model ontology ALC description logic description logic axioms UDC 004.62 семантическая интеграция данных семантический веб отображение данных реляционная модель данных онтология ALC дескриптивная логика аксиомы дескриптивных логик УДК 004.62 семантична інтеграція даних семантичний веб відображення даних реляційна модель даних онтологія ALC дескриптивна логіка аксіоми дескриптивних логік УДК 004.62 |
| format |
Article |
| author |
Chystiakova, I.S. |
| author_facet |
Chystiakova, I.S. |
| author_sort |
Chystiakova, I.S. |
| title |
Інтеграція аксіоматики дескриптивних логік з реляційною моделлю даних |
| title_short |
Інтеграція аксіоматики дескриптивних логік з реляційною моделлю даних |
| title_full |
Інтеграція аксіоматики дескриптивних логік з реляційною моделлю даних |
| title_fullStr |
Інтеграція аксіоматики дескриптивних логік з реляційною моделлю даних |
| title_full_unstemmed |
Інтеграція аксіоматики дескриптивних логік з реляційною моделлю даних |
| title_sort |
інтеграція аксіоматики дескриптивних логік з реляційною моделлю даних |
| title_alt |
Integration of the description logics axiomatic into relational data model Интеграция аксиоматики дескриптивных логик с реляционной моделью данных |
| description |
The paper is a logical continuation of the previously published work, which was dedicated to the creation of mappings from the description logic into binary relational data model. On base of the previously created binary relational data structure we perform mappings of the ALC axiomatic into relational data model (RDM). The results of previous research namely data structure RM2, mappings of the basic ALC concepts were used in this paper.Problems in programming 2017; 1: 51-58 |
| publisher |
Інститут програмних систем НАН України |
| publishDate |
2018 |
| url |
https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/221 |
| work_keys_str_mv |
AT chystiakovais integrationofthedescriptionlogicsaxiomaticintorelationaldatamodel AT chystiakovais integraciâaksiomatikideskriptivnyhlogiksrelâcionnojmodelʹûdannyh AT chystiakovais íntegracíâaksíomatikideskriptivnihlogíkzrelâcíjnoûmodellûdanih |
| first_indexed |
2024-09-16T04:08:19Z |
| last_indexed |
2024-09-16T04:08:19Z |
| _version_ |
1812407900780363776 |
| fulltext |
Моделі та засоби систем баз даних і знань
© И.С. Чистякова, 2017
ISSN 1727-4907. Проблеми програмування. 2017. № 1 51
УДК 004.62
И.С. Чистякова
ИНТЕГРАЦИЯ АКСИОМАТИКИ ДЕСКРИПТИВНЫХ ЛОГИК
С РЕЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛЬЮ ДАННЫХ
Работа является логическим продолжением ранее опубликованных исследований, посвященных описа-
нию отображений между дескриптивной логикой и реляционной моделью данных. На основе бинарной
реляционной структуры данных, созданной ранее, осуществляется отображение аксиоматики дескрип-
тивной логики ALC в реляционную модель данных (RDM). В работе используются полученные ранее
результаты исследований, а именно структура данных RM2 и отображения базовых концептов логики
ALC в RDM.
Ключевые слова: семантическая интеграция данных, семантический веб, отображение данных, реляци-
онная модель данных, онтология, ALC, дескриптивная логика, аксиомы дескриптивных логик.
Введение
Интеграция данных является одним
из наиболее важных научных направлений
в современном мире. Стремительное раз-
витие информационных технологий при-
вело к накоплению огромных объемов
данных в различных источниках, разно-
родных, распределенных, представляющих
информацию различными способами, со-
держащих взаимосвязанные и взаимно
противоречивые данные.
В публикации [1] приведен подроб-
ный обзор комплексной проблемы инте-
грации данных в семантическом Web. В
процессе анализа было выделено три её
составляющих:
выработка схем интеграции
данных;
выработка отображений между
моделями;
выработка способов манипули-
рования.
В данной работе мы продолжаем
рассматривать вторую составляющую
комплексной проблемы, а именно – отоб-
ражения между дескриптивной логикой
(DL) и реляционной моделью данных
(RDM).
Исходя из ряда особенностей, из-
ложенных в обзоре [1], в основу нашего
подхода к созданию отображений между
DL ALC и RDM легли следующие компо-
ненты:
центральная схема интеграции
данных;
GAV/LAV представление;
формально-логический уровень
абстракции.
Использование центральной схемы
интеграции означает, что в системе при-
сутствует одна глобальная «точка кон-
троля», в основе которой лежит некоторая
модель данных. В работе [2] ее называют
глобальной схемой, а все остальные – ло-
кальными схемами, или схемами источни-
ков. Мы придерживаемся той же термино-
логии. В качестве глобальной модели дан-
ных мы рассматриваем дескриптивную
логику ALC. Обоснование такого выбора
приведено в работе [3]. Критическим мо-
ментом централизованной схемы остается
разработка отображений между моделями,
а именно схемами источников и глобаль-
ной схемой.
В данной публикации рассматрива-
ется только GAV представление, посколь-
ку созданные нами механизмы отображе-
ний [3–5] разрешают взаимодействие от
глобальной схемы к источнику. Создание
отображений LAV представлений являет-
ся предметом дальнейших исследований.
Решение проблемы происходит на
формально-логическом уровне абстракции.
Это означает, что для создания отображе-
ний мы не опускаемся на уровень при-
кладных реализаций (конкретных онтоло-
гий и реляционных баз данных), а решаем
проблему на уровне моделей, лежащих в
основе большинства современных инфор-
мационных систем. Раздел 1 посвящен
описанию аксиоматики дескриптивной
логики ALC в контексте применяемого
Моделі та засоби систем баз даних і знань
52
механизма создания отображений. В раз-
деле 2 рассматривается определение акси-
оматики ALC. Раздел 3 описывает пред-
ставление аксиоматики ALC в модели
RM2. В разделе 4 можно ознакомиться с
основными выводами.
DL ALC и её аксиоматика
Согласно определению [6].
Дескриптивная логика – фор-
мальный язык для представления знаний и
рассуждений в его терминах.
Рассмотрим более широкое опреде-
ление.
Дескриптивная логика – это се-
мейство формализмов для представления
знаний прикладного домена, с помощью
первоначального определения понятий
домена (терминологии) и последующим
использованием этих концептов для спе-
цифицирования свойств объектов и инди-
видов, возникающих в домене.
Мы даем упрощенное и более
наглядное определение.
Дескриптивная логика – это се-
мейство языков представления знаний,
позволяющих описывать понятия пред-
метной области в формализованном виде,
обладающие развитыми выразительными
возможностями и являющиеся фрагментом
логики предикатов.
Для того, чтобы задать какую-либо
DL, необходимо задать её синтаксис и
семантику.
Синтаксис описывает, какие выра-
жения (концепты, роли, аксиомы и т. п.)
считаются правильно построенными в
данной логике.
Семантика указывает, как интер-
претировать эти выражения, т. е. придает
им формальный смысл.
Существует множество различных
дескриптивных логик, которые обладают
своими специфичными синтаксисом и се-
мантикой, применяющиеся в различных
знание-ориентированных системах, вы-
полняющих различное целевое назначе-
ние. При создании бинарной реляционной
модели данных, нами была выбрана DL
ALC. В работе [3] приведено обоснование
данного выбора, поэтому мы не будем рас-
сматривать это подробно.
Приведем синтаксис для логики
ALC:
⏉|⏊|A| ¬C| C ⊓ D | C ⊔ D |∃R.C |∀R.C,
где А – атомарный концепт, С и D – про-
извольные концепты, R – атомарная роль,
⏉ – концепт истина (Thing), ⏊ – концепт
ложь (Nothing), ¬C – концепт-дополнение
концепта С, C ⊓ D и C ⊔ D – концепты пе-
ресечение и объединение, ∃R.C и ∀R.C –
концепты. Другие выражения не являются
концептами.
Семантика логики ALC определя-
ется через понятие интерпретации [7].
Интерпретация есть пара
I = (Δ, •I
),
состоящая из непустого множества Δ,
называемого областью данной интерпре-
тации и интерпретирующей функции •I
,
которая сопоставляет:
каждому атомарному концепту
A ∈ CN – произвольное подмножество
AI ∈ Δ;
каждой атомарной роли R ∈ RN
– произвольное подмножество RI ∈
∈ Δ x Δ.
Интерпретирующая функция рас-
пространяется на множество всех концеп-
тов логики ALC однозначным образом –
индукцией по построению концепта:
⏉I = Δ; ⊥I = ∅; (¬C)I = Δ\CI;
(C ⊓ D)I = (C∩D)I; (C ⊔ D)I = (C∪D)I;
(∃R.C)I = {e ∈ Δ| существует d ∈ Δ
такой, что <e,d> ∈ RI и d ∈ СI};
(∀R.C)I = {e ∈ Δ| для всех d ∈ Δ таких,
что <e,d> ∈ RI выполнено d ∈ СI}.
Основу нашего механизма состав-
ляет следующий тезис: DL можно рас-
Моделі та засоби систем баз даних і знань
53
сматривать как модель данных. Обоснова-
ние данного утверждения приведено в [3],
но необходимо напомнить некоторые су-
щественные аспекты, которые пригодятся
нам в текущей публикации.
Следующее определение гласит:
Модель данных – это интегриро-
ванный набор, а именно:
структура данных, представля-
ющая собой набор понятий для описания и
обработки данных;
операция, предоставляющая
возможность манипулирования данными;
ограничения целостности,
накладываемых на данные.
Опираясь на данное определение,
мы утверждаем, что любую DL можно
рассматривать как модель данных, в соот-
ветствии со следующими положениями:
1) DL обладают синтаксисом и
семантикой. Именно в семантике прояв-
ляется её структурная часть (возникают
понятия множеств, бинарных отношений
и т. д.);
2) DL обладает манипулятивной
частью, которую представляют такие её
компоненты, как конструкторы концептов
и ролей;
3) DL обладает целостной частью,
которую представляют такие её компонен-
ты, как аксиомы.
Таким образом, в качестве цен-
тральной модели в интеграционной схеме
была выбрана DL. В качестве локальных
источников могут выступать любые дру-
гие модели (и онтологические в том чис-
ле). Мы остановили свой выбор на реляци-
онной модели данных.
Описывая отображения DL в RDM
[3–5], мы останавливались на первых двух
пунктах, – это структура и манипулятив-
ная часть. В текущей работе мы будем рас-
сматривать последний компонент – аксио-
матику DL.
Концепты DL интересны как ин-
струмент записи знаний о предметной об-
ласти, которые подразделяются на интен-
сиональные и экстенсиональные.
Интенсиональные – общие знания о
понятиях и их взаимосвязях.
Экстенсиональные – знания об ин-
дивидуальных объектах, их свойствах и
связях с другими объектами.
В соответствии с этим делением,
знания, записываемые с помощью языка
DL, подразделяются на:
набор терминологических ак-
сиом или TBox (T);
набор утверждений (фактов)
об индивидах или ABox (A);
набор аксиом для ролей
RBox (R), который является специальным
расширением синтаксиса логики ALC, о
котором подробнее будем говорить далее.
Терминологической аксиомой
называется выражение вида C ⊑ D или
C ≡ D, где С и D – произвольные концеп-
ты. Терминологией (или TBox) называется
произвольный конечный набор аксиом
данного вида.
Таким образом, в синтаксис аксио-
матики ALC вводятся две аксиомы: ⊑ и
≡ (вложенность и эквивалентность кон-
цептов).
Аксиоматика обладает своей се-
мантикой. Аксиома C ⊑ D истинна в ин-
терпретации I, если CI ⊆ DI, при этом I
называют моделью данной аксиомы. Ана-
логично, C ≡ D истинна в интерпретации I,
если CI = DI.
Интерпретацию I называют моде-
лью терминологии T, если I является мо-
делью всех аксиом из T. Терминология T
называется выполнимой (или совместной),
если она имеет модель.
Концепт имеет модель, если суще-
ствует такая интерпретация, при которой
концепт С имеет модель, если существует
такая С итое, при которой оно не равно
пустому множеству.
Концепт C выполним в термино-
логии T, если существует модель I терми-
Моделі та засоби систем баз даних і знань
54
нологии T, такая что CI ≠ ∅ . Концепты
C и D эквивалентны в T, если в любой
модели I терминологии T имеем CI = DI.
Концепт C вложен в D в терминологии T,
если в любой модели I терминологии T
имеем CI ⊆ DI. Концепты C и D называ-
ются непересекающимися в T, если в
любой модели I терминологии T имеем
CI ∩ DI = ∅.
На этом основании, мы делаем сле-
дующее утверждение: любой концепт в
терминологии T может быть эквивалент-
ным другому концепту, быть в него
вложенным или не пересекаться с ним.
Как было сказано ранее, мы реша-
ем проблему создания отображений на
формально-логическом уровне абстрак-
ции, то есть – на уровне моделей, которые
лежат в основе большинства современных
информационных систем. В работах [3–5]
мы говорили об отображениях семантики
DL ALC, а также ее расширений в РМД,
где описывали, что собой представляет
модель ALC. Задача настоящей публика-
ции определить, что собою представляют
отображения для аксиом эквивалентно-
сти, вложенности и непересекаемости
концептов.
Несмотря на то, что аксиома непе-
ресекаемости концептов выражается через
аксиомы эквивалентности и вложенности,
мы рассматриваем отображение для акси-
омы непересекаемости, чтобы бинарная
реляционная модель данных имела боль-
шую выразительность.
Системой фактов (или ABox)
называется конечное множество А утвер-
ждений вида a:C и aRb, где a,b∈ IN есть
индивиды, C – произвольный концепт, R –
роль.
Говорим, что факт a:C или aRb ве-
рен в интерпретации I, если aI∈CI или
< aI, bI>∈RI соответственно, при этом I –
модель этого факта.
Для системы фактов ABox иногда
вводится «соглашение об уникальности
имен», которое означает, что разным име-
нам индивидов интерпретация должна со-
поставлять различные элементы из обла-
сти интерпретации. Если соглашение не
выдвигается, то есть допускается что один
объект может иметь множество имен, то
тогда вводится аксиома равенства инди-
видов, с помощью которой мы указываем,
что некоторая пара имен именует один
индивид. Она обозначается «=» и состав-
ляет аксиоматику ABox (отображения
самой системы фактов было рассмотрено в
работе [3]). Эта аксиома показывает, что у
одного индивида может быть множество
имен, то есть не выполняется принцип
уникальности. Однако по-прежнему одно
имя именует только один индивид. Отоб-
ражение этой аксиомы составляет одну из
задач настоящей публикации.
В работах [4–5] мы рассматривали
отображения для так называемых расши-
ренных дескриптивных логик. До этого
момента мы рассматривали расширения
путем добавления в синтаксис дескрип-
тивных логик новых концептов или ролей.
Однако, существует еще один способ рас-
ширения DL – это введение в логику акси-
ом для ролей, составляющих RBox.
Аксиомы RBox бывают следующие:
иерархия ролей (H): допуска-
ются аксиомы вида R⊑ S, где R и S – про-
извольные роли;
транзитивные роли (S): до-
пускаются аксиомы вида Tr(R), где R –
произвольная роль;
эквивалентность роли (≡)
можно считать сокращением для двух ак-
сиом R⊑ S и S⊑ R.
Если I – интерпретация, то по опре-
делению полагаем:
I ⊨ R ⊑ S ⇔ RI ⊆ SI;
I ⊨ Tr(R) ⇔ отношение RI явля-
ется транзитивным;
I ⊨ R ≡ S ⇔ RI = SI.
Когда дескриптивная логика рас-
ширяется аксиомами для ролей, то для
Моделі та засоби систем баз даних і знань
55
ее именования действуют те же принци-
пы, что и для логик, расширенных путем
добавления новых концептов или ролей.
А именно, если в логике присутствует
аксиома иерархии ролей, то буква H до-
бавляется к имени логики. Но если в ло-
гике присутствуют транзитивные роли, то
буква S пишется вместо букв ALC. Так,
например, логика ALC с обратными ро-
лями (I) и иерархией ролей (H) обознача-
ется как ALCHI, а если расширить ее
транзитивными ролями (S), то логика бу-
дет называться SHI.
В задачу текущей публикации вхо-
дит нахождение отображений аксиом для
ролей.
Отображение аксиоматики ALC
в RM2
Для того, чтобы начать описание
отображений аксиоматики ALC, следует
напомнить, что основополагающей частью
данного механизма является центральная
схема.
Мы уже приводили ее в работе [3]
вместе с описанием основополагающих
сущностей, однако, в контексте решаемой
задачи, схема претерпела существенные
изменения. Она показана на рисунке. Да-
дим некоторые пояснения.
В структуре присутствуют только
такие сущности, которые представляют
унарные и бинарные отношения, так как
в DL ALC n-арные отношения отсутству-
ют, а также их экземпляры. Следует отме-
тить, что DL с n-арными отношениями
существуют, однако они представляют
собой специальные расширения ALC, по-
этому на данном этапе мы решили
отказаться от них, сосредоточившись
только на самой ALC.
В отличие от классической RDM, в
нашей структуре представлена одновре-
менно и модельная, и метамодельная
часть. К метамодельной части мы отно-
сим сущности Concept и Role, которые
представляют собой перечни имен кон-
цептов и ролей соответственно. Следует
отметить, что в DL не может существо-
вать отдельно роль, как самостоятельная
единица. В нашей структуре роль может
существовать отдельно, будучи пред-
ставлена именем самой роли, именем
концепта-домена и именем концепта-
диапазона.
К модельной части относятся сущ-
ности ConceptIndividual и RoleIndividual,
которые представляют собой индивиды
концептов и индивиды ролей. В явном ви-
де таких элементов, как индивиды ролей
нет в DL, однако мы вводим данную сущ-
ность для связывания индивидов концеп-
тов с именами ролей.
Поскольку один концепт может
иметь множество индивидов, а один и тот
же индивид может принадлежать не-
скольким концептам, то для разрешения
связи многие-ко-многим мы вводим до-
полнительную сущность LinkConceptIndi-
vidual. Аналогично, сущность LinkRoleIn-
dividual разрешает связь многие-ко-
многим для роли и индивидов, которые
она связывает. Каждая роль имеет много
экземпляров, связывающих два индивида.
С другой стороны, каждая конкретная
пара индивидов может быть связана не-
сколькими ролями.
В отличие от схемы, которую
мы приводили в предыдущих работах,
на текущей модели присутствует несколь-
ко полноценных сущностей, которые не
были представлены в прошлый раз, а
именно:
ConceptEquivalence;
ConceptNesting;
ConceptDisjointness;
ConceptIndividualEquivalence;
RoleEquivalence;
RoleNesting.
Эти сущности – есть не что иное,
как отображение аксиоматики ALC, о чем
мы упоминали в работе [4], в процессе
описания схемы. Рассмотрим по отдельно-
сти каждую из них.
ConceptEquivalence – сущность, в
которой содержатся кортежи, которые
связывают два, эквивалентных между
собой, концепта. Определяется парой
внешних ключей:
Моделі та засоби систем баз даних і знань
56
Concept
ConceptPK
ConceptName
Role
RolePK
RoleName
TransitiveRole
LinkConceptIndividual
LinkConFK
LinkConIndFK
LinkRoleIndividual
LinkRoleFK
LinkRoleIndFK
ConceptIndividual
ConIndPK
ConIndName
RoleIndividual
RoleIndPK
DomainConIndFK
RangeConIndFK
RoleNesting
RoleInclusiveFK
RoleEnclosedFK
RoleEquivalence
RoleEquivalentToFK
RoleEquivalentOfFK
ConceptEquivalence
ConceptEquivalentToFK
ConceptEquivalentOfFK
ConceptNesting
ConceptInclusiveFK
ConceptEnclosedFK
ConceptDisjointness
RoleDisjointToFK
RoleDisjointOfFK
ConceptIndividual
Equivalence
ConIndEquivalentToPK
ConIndEquivalentOfPK
Domain Range
Domain
Individual
Range Individual
Рисунок
Моделі та засоби систем баз даних і знань
57
1) ConceptEquivalentToFK – внеш-
ний ключ на имя концепта, которому ста-
вится в эквивалентность другой концепт;
2) ConceptEquivalentOfFK – внеш-
ний ключ на имя концепта, который ста-
вится в качестве эквивалента первому кон-
цепту.
ConceptNesting – сущность, в кото-
рой содержатся кортежи, которые связы-
вают два иерархических (⊑) концепта.
Определяется парой внешних ключей:
1) ConceptInclusiveFK – внешний
ключ на концепт-родитель;
2) ConceptEnclosedFK –внешний
ключ на концепт-потомок.
ConceptDisjointness – сущность, в
которой содержатся кортежи, которые свя-
зывают два, непересекающихся между со-
бой, концепта. Определяется парой внеш-
них ключей:
1) ConceptDisjointToFK – внешний
ключ на концепт, который не пересекается
с другим концептом;
2) ConceptDisjointOfFK – внешний
ключ на концепт, с которым не пересека-
ется первый концепт.
ConceptIndividualEquivalence –
сущность, в которой содержатся кортежи,
связывающие, равные между собой, инди-
виды, подпадающие под соглашение о не
уникальности имен. Определяется парой
внешних ключей:
1) ConIndEquivalentToFK – внеш-
ний ключ на индивид, который равен дру-
гому индивиду;
2) ConIndEquivalentOfFK – внеш-
ний ключ на индивид, который ставится в
качестве равного первому индивиду.
Следует напомнить, что для инди-
видов ролей (RoleIndividual) мы не вводим
такую аксиому, потому что на данный мо-
мент этот вопрос недостаточно исследо-
ван, и у нас нет никаких оснований утвер-
ждать, что одна и та же связь между одни-
ми и теми же индивидами может иметь
несколько имен. Поэтому, в нашей струк-
туре правильно лишь утверждение о том,
что экземпляр роли существует и пред-
ставляет собой пару индивидов концептов,
связанную определенной ролью.
RoleEquivalence – сущность, в ко-
торой содержатся кортежи, которые свя-
зывают две, эквивалентных между собой,
роли. Определяется парой внешних клю-
чей:
1) RoleEquivalentToFK – внешний
ключ на имя роли, которой ставится в эк-
вивалентность другая роль;
2) RoleEquivalentOfFK – внешний
ключ на имя роли, которая ставится в ка-
честве эквивалента первой роли.
RoleNesting – сущность, в которой
содержатся кортежи, которые связывают
две иерархичных (⊑) роли. Определяется
парой внешних ключей:
1) RoleInclusiveFK – внешний
ключ на роль-родитель;
2) RoleEnclosedFK – внешний
ключ на роль-потомок.
TransitiveRole – атрибут отноше-
ния Role, который указывает, является ли
данная роль транзитивной или нет. На ри-
сунке выделен курсивом, чтобы наглядно
обозначить, что данный атрибут является
отображением аксиомы транзитивности, и
не присутствовал в модели в предыдущих
публикациях.
Выводы
В результате исследований, изло-
женных в данной работе, получен опреде-
ленный результат в области интеграции
семейств дескриптивных логик, в основе
которых лежит DL ALC, в реляционную
модель данных. Он охватывает создание
бинарной реляционной структуры данных,
описание механизмов отображения для
базовых операций DL ALC, а также основ-
ных её расширений.
Текущая работа была посвящена
описанию отображений аксиоматики де-
скриптивных логик. Показано, что ряд ак-
сиом, вводимых в логику, специальным
образом расширяют логику ALC, тем са-
мым образуя новую дескриптивную логи-
ку, более выразительную по отношению к
базовой. Однако, такие логики не требуют
расширения набора операций традицион-
ной реляционной алгебры.
Среди открытых вопросов остаются
следующие:
Моделі та засоби систем баз даних і знань
58
как отобразить n-арные расши-
рения в бинарную реляционную структуру
данных;
как отобразить операции реля-
ционной алгебры в конструкторы дескрип-
тивной логики.
Интерпретация операций реляцион-
ной алгебры в конструкторы дескриптив-
ной логики является объектом дальнейших
исследований.
1. Чистякова И.С. Онтолого-ориентирован-
ная интеграция данных в семантическом
вебе. Проблеми програмування. 2014. –
№ 2–3. С. 188–196.
2. Lenzerini M. Data Integration: A Theoretical
Perspective. Proc. of the 21st ACM SIGACT-
SIGMOD-SIGART Symposium on Principles
of Database Systems (PODS 2002). N. Y.:
ACM Press, 2002. P. 233–246.
3. Резниченко В.А., Чистякова И.С. Отобра-
жение дескриптивной логики ALC в би-
нарную реляционную структуру данных.
Проблеми програмування. 2015. – № 4. –
C. 13–30.
4. Резниченко В.А., Чистякова И.С. Интегра-
ция семейства расширенных дескриптив-
ных логик с реляционной моделью данных.
Проблеми програмування. 2016. № 2–3.
C. 38–47.
5. Чистякова И.С. Интеграция логик с опе-
рациями над ролями с реляционной моде-
лью данных. Проблеми програмування.
2016. № 4. С. 58–65.
6. Baader F., Calvanese D., McGuinness D.,
Nardi D., and Patel-Schneider P. F., editors.
The Description Logic Handbook. Cambridge
University Press, 2003.
7. Evgeny Zolin (2009) Description logics (lec-
tions). [Online] Available from:
http://lpcs.math.msu.su/~zolin/dl/ [Accessed:
2009].
References
1. Chystiakova I.S. (2014). Ontology-oriented
data integration on the Semantic Web (Онто-
лого-ориентированная интеграция данных
в семантическом вебе). Problems in pro-
gramming. N 2–3. P. 188–196.
2. Lenzerini M. (2002). Data Integration: A
Theoretical Perspective. Proceedings of the
21st ACM SIGMOD-SIGACT-SIGART
symposium on Principles of database systems.
New York, NY, USA. 2002. New York:
ACM.
3. Reznichenko V.A. Chystiakova I.S. (2015).
Mapping of the Description Logics ALC into
the Binary Relational Data Structure (Отоб-
ражение дескриптивной логики ALC в би-
нарную реляционную структуру данных).
Problems in programming. N 4. P. 13–30.
4. Reznichenko V.A. Chystiakova I.S. (2016).
Integration of the family of extended descrip-
tion logics with relational data model (Онто-
лого-ориентированная интеграция данных
в семантическом вебе). Problems in pro-
gramming. N 2–3. P. 38–47.
5. CHYSTIAKOVA I.S. (2016). Integration of
the description logics with extensions into re-
lational data model (Интеграция логик с
операциями над ролями с реляционной мо-
делью данных). Problems in programming.
N 4. P. 58–65.
6. BAADER F. et al. (2003). The Description
Logic Handbook. P. 47–65.
7. EVGENY ZOLIN (2009) Description logics
(lections). [Online] Available from:
http://lpcs.math.msu.su/~zolin/dl/ [Accessed:
2009].
Получено 08.11.2016
Об авторе:
Чистякова Инна Сергеевна,
младший научный сотрудник.
Количество научных публикаций в
украинских изданиях – 10.
orcid.org/0000-0001-7946-3611.
Место работы автора:
Институт программных систем
НАН Украины.
03187, г. Киев,
проспект Академика Глушкова, 40.
E-mail: inna_islyamova@ukr.net.
Тел.: +38(066) 847 7784.
|