Studiu referitor la evaluarea instrumentelor de
              realizare de raţionamente ontologice

                      ...
Bossam                         http://bossam.wordpress.com
       FaCT                           http://www.cs.man.ac.uk/~...
asemenea, şi unele caracteristici noi adăugate. FACT + + este publicat sub o licenţă
publică GNU şi este disponibil pentru...
Fig. 3. Axiome proprietate obiect




Fig. 4. Axiome proprietate date
Fig. 5. Axiome individuale




Fig. 6. Axiome adnotări


   Pellet Reasoner plug-in, precum si Fact++, este distribuit pri...
Fig. 7. Inferred class hierarchy




4. Rezultate obţinute

   Având în vedere că OWL-DL este o variantă sintactică a SHOI...
Fig. 8. Timpul necesar Pellet pentru a clasifica ontologia Wine.


  Clasificarea folosind Fact++ a fost realizata intr-un...
5. Studii asemănătoare

    Autorii articolului [7] au evaluat performanţa unor reasoners pentru verificarea
coerenţei, cl...
7. Pellet: A Practical OWL-DL Reasoner, http://www.mindswap.org/papers/PelletJWS.pdf
8. RDF query language - Wikipedia the...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Studiu referitor la evaluarea instrumentelor de realizare de raţionamente ontologice

509
-1

Published on

Pe baza unei ontologii publice de dimensiuni mai mari, precum Wine Ontology sau National Cancer Institute (NCI) Ontology, studiati manierele de rationament automat ce pot fi realizate de instrumentele actuale de realizare a inferentelor. Se vor lua in consideratie tipurile de logici ale descrierii si influentele acestora asupra timpilor de executie a interogarilor (inferentelor), folosind minim 2 instrumente de efectuare a rationamentelor (reasoners)

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
509
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
12
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Studiu referitor la evaluarea instrumentelor de realizare de raţionamente ontologice

  1. 1. Studiu referitor la evaluarea instrumentelor de realizare de raţionamente ontologice Adrian Popa, MISS adrian.popa@infoiasi.ro Facultatea de Informatică, Universitatea “Al. I. Cuza”, Iaşi, 2010 Abstract. Pe baza unei ontologii publice de dimensiuni mai mari am studiat manierele de raţionament automat ce pot fi realizate de instrumentele actuale de realizare a inferenţelor. Am luat în consideraţie tipurile de logici ale descrierii şi influenţele acestora asupra timpilor de execuţie a interogărilor (inferenţelor), folosind 2 instrumente de efectuare a raţionamentelor. Keywords: Ontologie, inferenţă, logici ale descrierii. 1. Introducere Pe baza unei ontologii publice de dimensiuni mai mari, Wine Ontology [1], am studiat manierele de raţionament automat ce pot fi realizate de 2 din instrumentele actuale de realizare a inferenţelor, Pellet [2] şi FaCT++ [3]. Voi prezenta rezultatele testării acestor 2 instrumente (reasoners) pentru a vă face o imagine despre performanţele fiecăruia. Există un număr mai mare de sisteme de realizare a inferenţelor, fiecare punând în aplicare algoritmi de raţionament şi tehnici de optimizare diferite. În continuare sunt prezente 3 capitole organizate astfel: Capitolul 2 vă informează asupra instrumentelor actuale existente, Capitolul 3 descrie cum a fost planificată testarea, în Capitolul 4 sunt prezentate rezultatele obţinute, iar în Capitolul 5 am enunţat câteva studii ce au aceeaşi temă. 2. Instrumente de realizare a inferenţelor Potrivit datelor prezentate pe Wikipedia [4], în acest moment există mai multe instrumente de realizare a inferenţelor, în marea lor parte disponibile ca open source, dar si comerciale. Mai jos puteti găsi cateva exemple: Tabel 1. Instrumente de realizare a inferenţelor. Denumire Pagină detalii
  2. 2. Bossam http://bossam.wordpress.com FaCT http://www.cs.man.ac.uk/~horrocks/FaCT FaCT++ http://owl.man.ac.uk/factplusplus Hoolet http://owl.man.ac.uk/hoolet Jena http://openjena.org KAON2 http://kaon2.semanticweb.org Pellet http://clarkparsia.com/pellet RacerPro http://www.racer-systems.com Detalii despre fiecare reasoner se găsesc la adresele menţionate. Voi continua doar cu prezentarea instrumentelor alese pentru acest studiu. 2.1 Pellet Pe site-ul Pellet se găsesc toate datele necesare familiarizării cu acest instrument. Este descris ca fiind alegerea lider pentru aplicaţii unde OWL DL [5] reasoning este esenţial. Pellet include suport pentru OWL 2 [5] şi inclusiv OWL 2 EL [5] şi este disponibil sub 2 forme: pentru aplicaţiile open source, poate fi utilizat sub termenii licenţei AGPL versiunea 3 [6], pentru aplicaţiile comerciale este necesară contactarea developerilor Pellet. Aveţi posibilitatea să descărcaţi cea mai recentă versiune stabilă a Pellet de la următorul link: http://clarkparsia.com/pellet/download/pellet-2.0.1 Fiecare pachet de distribuţie este însoţit de codul sursă. Toate detaliile despre Pellet sunt prezente şi pot fi studiate în cadrul articolului “Pellet: A Practical OWL-DL Reasoner” [7]. În această lucrare, autorii descriu caracteristicile, arhitectura, şi optiunile speciale ale Pellet, împreună cu o comparaţie a performanţelor sale faţă de alţi OWL DL reasoners. Astfel aflăm că Pellet a fost primul reasoner care a suportat OWL-DL, şi anume Description Logic (DL) SHOIN(D) [5]. Pellet, în esenţă, este un reasoner pentru Description Logic bazat pe algoritmi tablou. Reasonerul este creat astfel încât diferiţi algoritmi tablou pot fi utilizaţi. Algoritmul implicit foloseşte SROIQ (D) [5]. Pellet include un sistem de interogare care poate răspunde eficient la query-urile conjunctive ABOX [5], exprimate în SPARQL sau RDQL [8]. 2.2 Fact++ FACT + + este noua generaţie a reasonerului FACT OWL- DL. FACT + + foloseşte algoritmi implemetaţi şi la FaCT, dar cu o arhitectură internă diferită . În plus, FaCT++ este implementat utilizând C + +, în scopul de a crea un instrument mai eficient de software, precum şi pentru a maximiza portabilitatea. Detalii despre acest instrument se găsesc in articolul “FaCT++ Description Logic Reasoner: System Description” [9]. Din articolul citat aflăm că optimizări noi au fost introduse, de
  3. 3. asemenea, şi unele caracteristici noi adăugate. FACT + + este publicat sub o licenţă publică GNU şi este disponibil pentru descărcare, atât ca fişier binar cât şi cod sursă. Reasonerul pune în aplicare o procedură de decizie tablou pentru logica de descriere SHOIQ, cu sprijin suplimentar pentru tipurile de date, inclusiv şiruri de caractere şi numere întregi. Sistemul se axeaza pe performanţă îmbunătăţind optimizările. FACT + + poate, prin intermediul interfeţei standard DIG [10], să fie folosit pentru a oferi servicii de raţionament automat pentru instrumente de dezvoltare de ontologii ce suportă limbajul OWL DL. 3. Testarea instrumentelor de realizare a inferenţelor Pentru a putea realiza testarea am utilizat Protégé [11]. Protégé este mediul lider de dezvoltare de ontologii OWL pentru utilizări atât comerciale cât şi academice. Acesta oferă posibilitatea de a folosi cei 2 reasoners alesi pentru testare. Protégé poate fi descărcat de la adresa http://protege.stanford.edu/doc/owl/getting- started.html. Instalează si deschide aplicatia. Pentru a incarca ontologia Wine accesează “Open OWL Ontlogy from URI”, introdu adresa http://www.w3.org/TR/owl-guide/wine.rdf si apasă OK. Odată deschisă ontologia in partea dreaptă a aplicatiei pot fi observate proprietătile acesteia. Acestea au fost expuse in figurile de mai jos, pentru o mai bună intelegere a complexitatii ontologiei. Fig. 1. Metrics Fig. 2. Axiome clasă
  4. 4. Fig. 3. Axiome proprietate obiect Fig. 4. Axiome proprietate date
  5. 5. Fig. 5. Axiome individuale Fig. 6. Axiome adnotări Pellet Reasoner plug-in, precum si Fact++, este distribuit prin intermediul caracteristicii de auto-actualizare a Protégé 4. Pentru a instala , urmaţi aceşti paşi: 1. Selectează “File | Preferences”. 2. Selectează tab-ul “Plugins”. 3. Dă clic pe butonul “Check for downloads now” din “Plugin registry” . 4. In lista de Download-uri găsiti "Pellet Reasoner plug-in" şi "Fact++ Reasoner plug-in". 5. Dacă sunteţi de acord cu termenii de licenţiere faceţi clic pe "Install". 6. Reporniţi Protégé. Mergeti la meniul Reasoners si alegeti reasonerul dorit. Acesta va clasifica ontologia. Dupa clasificare in submeniul Classes puteti vedea clasificarea la tab-ul Inferred class hierarchy.
  6. 6. Fig. 7. Inferred class hierarchy 4. Rezultate obţinute Având în vedere că OWL-DL este o variantă sintactică a SHOIN (D), este necesar ca un reasoner practic OWL să asigure cel puţin [7]: • Consistency checking, in terminologia DL, aceasta este operaţiunea de a verifica coerenţa unui ABOX cu privire la TBox. • Concept satisfiability, care verifică dacă este posibil pentru o clasă să aibe orice instanţe. • Classification, care calculează relaţiile dintre fiecare clasă pentru a crea ierarhia completă de clasă. Ierarhia de clasă poate fi folosită pentru a răspunde la întrebări cum ar fi obţinerea tuturor sau numai subclasele directe ale unei clase. • Realization, care găseşte clasele cele mai specifice la care un individ aparţine, calculează tipurile directe pentru fiecare dintre indivizi. Realizarea poate fi efectuată numai după clasificare din moment ce tipurile directe sunt definite în ceea ce priveşte o ierarhie de clasă. Folosind ierarhia de clasificare, este de asemenea posibil să se obţină toate tipurile pentru acel individ. Singura proprietate testata a fost timpul de clasificare. Clasificarea folosind Pellet a fost realizata intr-un timp de 13457 ms dupa cum se poate observa in figura de mai jos:
  7. 7. Fig. 8. Timpul necesar Pellet pentru a clasifica ontologia Wine. Clasificarea folosind Fact++ a fost realizata intr-un timp, mai mare, de 29059 ms dupa cum se poate observa in figura de mai jos: Fig. 9. Timpul necesar Fact++ pentru a clasifica ontologia Wine.
  8. 8. 5. Studii asemănătoare Autorii articolului [7] au evaluat performanţa unor reasoners pentru verificarea coerenţei, clasificare, realizare, şi de a răspunde la query-uri conjunctive. Toate experimentele au fost efectuate pe un calculator Pentium Centrino 1.6GHz cu 1.5GB de memorie. Cantitatea maximă de memorie permisă în Java a fost stabilită la 256 MB pentru fiecare experiment. Figura 10 prezintă timpii de încărcare, verificare coerenţă, clasificare şi realizare a unor ontologii bine-cunoscute OWL. Exemplu Food / Wine, ontologia din proiectul AKT, exemplul Congo din OWL-S, setul de ontologii The Sweet de la NASA, ontologia superioară SUMO şi ontologiile medicale Tambis şi Galen. Fig. 10. Performante reasoners pentru diferite ontologii Referinţe 1. Smith, T.F., Waterman, M.S.: Identification of Common Molecular Subsequences. J. Mol. Biol. 147, 195--197 (1981) 1. Wine Ontology - Schema Details, http://www.schemaweb.info/schema/SchemaDetails.aspx?id=62 2. Pellet: OWL 2 Reasoner for Java, http://clarkparsia.com/pellet 3. FaCT++, http://owl.man.ac.uk/factplusplus/ 4. Semantic reasoner - Wikipedia the free encyclopedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Semantic_reasoner 5. Description logic - Wikipedia the free encyclopedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Description_logic 6. AGPL version 3 license, http://www.fsf.org/licensing/licenses/agpl-3.0.html
  9. 9. 7. Pellet: A Practical OWL-DL Reasoner, http://www.mindswap.org/papers/PelletJWS.pdf 8. RDF query language - Wikipedia the free encyclopedia, http://en.wikipedia.org/wiki/RDF_query_language 9. FaCT++ Description Logic Reasoner: System Description, http://www.cs.man.ac.uk/~tsarkov/papers/TsHo06a.pdf 10. The DIG Description Logic Interface: DIG/1.1, http://www.sts.tu- harburg.de/~r.f.moeller/racer/interface1.1.pdf 11. Protégé, http://protege.stanford.edu

×