[論文レビュー] Transaction Logic with (Complex) Events

Ana Sofía Gomes, José Júlio Alferes|arXiv (Cornell University)|May 15, 2014

Logic, Reasoning, and Knowledge参考文献 17被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、一般の知識ベースにおける複雑なイベント検出とトランザクション実行を統合する非単調的拡張である、イベントを伴うトランザクション論理（$τ\mathcal{TR}^{ev}$）を提案する。$τ\mathcal{TR}$ 単体では、トランザクション実行中に検出されたすべての複雑なイベントに対する応答を保証できないことが示され、これに対処するため、イベントに配慮した構文、モデル理論、実行意味論を$τ\mathcal{TR}$ に拡張することで、トランザクション内での検出されたすべての複雑なイベントが、対応する応答を引き起こすことを保証する。

ABSTRACT

This work deals with the problem of combining reactive features, such as the ability to respond to events and define complex events, with the execution of transactions over general Knowledge Bases (KBs). With this as goal, we build on Transaction Logic (TR), a logic precisely designed to model and execute transactions in KBs defined by arbitrary logic theories. In it, transactions are written in a logic-programming style, by combining primitive update operations over a general KB, with the usual logic programming connectives and some additional connectives e.g. to express sequence of actions. While TR is a natural choice to deal with transactions, it remains the question whether TR can be used to express complex events, but also to deal simultaneously with the detection of complex events and the execution of transactions. In this paper we show that the former is possible while the latter is not. For that, we start by illustrating how TR can express complex events, and in particular, how SNOOP event expressions can be translated in the logic. Afterwards, we show why TR fails to deal with the two issues together, and to solve the intended problem propose Transaction Logic with Events, its syntax, model theory and executional semantics. The achieved solution is a non-monotonic extension of TR, which guarantees that every complex event detected in a transaction is necessarily responded.

研究の動機と目的

• 既存の反応型システムが、同時に複雑なイベントを検出できず、完全なトランザクション的保証を伴うトランザクション実行ができないというギャップを解消すること。
• 標準的トランザクション論理（$\mathcal{TR}$）が、トランザクション実行中に検出されたすべての複雑なイベントに対する応答を保証できないことを示すこと。
• 複雑なイベント推論とトランザクション実行を、宣言的で非単調的枠組み内で統合する新しい論理 $\mathcal{TR}^{ev}$ を設計すること。
• $\mathcal{TR}^{ev}$ の形式的モデル理論と実行意味論を提供し、検出されたすべての複雑なイベントが、同じトランザクション内での対応するアクションを引き起こすことを保証すること。
• $\mathcal{TR}^{ev}$ が、SNOOP イベント演算子の大部分を表現でき、CEP システムで用いられる複雑なイベントパターンをサポートできることを示すこと。

提案手法

• $\mathcal{TR}$ を、トランザクション的文脈内での複雑なイベント検出をサポートするための、イベント固有の構文と意味論で拡張する。
• $\mathcal{TR}^{ev}$ のモデル理論を、イベント発生とトランザクション実行経路を捉える最小モデルに基づいて定義する。
• $\mathcal{TR}^{ev}$ における実行帰納を定義し、プログラムの最小モデルと状態遷移経路に基づいて論理式を評価する。
• イベント検出とトランザクション実行を統合し、トランザクション中に検出されたすべての複雑なイベントが、そのトランザクション内で応答されることを保証する。
• ETALIS からの複雑なイベント検出アルゴリズムと、$\mathcal{TR}$ の実行モデルを活用し、$\mathcal{TR}^{ev}$ の整合的な実行手順を定義する。
• オラクルを用いて、状態遷移とイベント発生を論理から分離することで、実行経路におけるアクションとイベント発生の明確な区別を可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 トランザクション論理（$\mathcal{TR}$）は、SNOOP イベント演算子で定義された複雑なイベントをネイティブに表現できるか？
• RQ2 $\mathcal{TR}$ が、トランザクション実行中に検出されたすべての複雑なイベントをそのトランザクション内で応答することを保証できないのはなぜか？
• RQ3 どのようにして、完全な整合性保証を伴う複雑なイベント検出とトランザクション実行を同時にサポートする論理を拡張できるか？
• RQ4 検出されたすべての複雑なイベントが対応するトランザクション応答を引き起こすことを保証する論理の形式的モデル理論と実行意味論は何か？
• RQ5 $\mathcal{TR}^{ev}$ が、$\mathcal{TR}$ の非単調的拡張として正しく保証され、表現力のあるイベントパターンをサポートできることを示せるか？

主な発見

• 標準的 $\mathcal{TR}$ は、トランザクション実行中に検出されたすべての複雑なイベントが、同じトランザクション内での応答を保証できない。
• 提案された $\mathcal{TR}^{ev}$ 論理は、検出されたトランザクション内でのすべての複雑なイベントが対応する応答を引き起こすことを保証する、宣言的で非単調的枠組みに成功して $\mathcal{TR}$ を拡張している。
• $\mathcal{TR}^{ev}$ は、SNOOP イベント演算子の大部分と、CEP システムで用いられる複雑なイベントパターンを表現できる。
• $\mathcal{TR}^{ev}$ の実行帰納は、プログラムの最小モデルと状態遷移経路に基づいて定義されており、検出されたイベントに対して整合的かつ完全な応答を保証する。
• イベントなしで、直列型ホーン型 $\mathcal{TR}$ 理論について、$\mathcal{TR}^{ev}$ の実行帰納は $\mathcal{TR}$ のそれと一致し、後方互換性を保つ。
• この論理は、航空便の再スケジューリングやリアルタイムサービス適応など、複雑なイベント処理とトランザクション整合性を両方必要とする反応型システムのための整合的な基盤を提供する。