[论文解读] Verification of Generalized Inconsistency-Aware Knowledge and Action Bases (Extended Version)

Diego Calvanese, Marco Montali+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 30, 2015

Semantic Web and Ontologies参考文献 8被引用 4

一句话总结

本文提出了 Golog-Knowledge and Action Bases（GKABs），即基于修复机制的参数化不一致感知语义的 KABs 高级动作语言扩展。该工作建立了在不一致感知 GKABs 中验证一阶时序性质到标准 GKABs 的归约，从而可复用标准 KABs 的现有验证技术，实现了不一致语义下验证的统一。

ABSTRACT

Knowledge and Action Bases (KABs) have been put forward as a semantically rich representation of a domain, using a DL KB to account for its static aspects, and actions to evolve its extensional part over time, possibly introducing new objects. Recently, KABs have been extended to manage inconsistency, with ad-hoc verification techniques geared towards specific semantics. This work provides a twofold contribution along this line of research. On the one hand, we enrich KABs with a high-level, compact action language inspired by Golog, obtaining so called Golog-KABs (GKABs). On the other hand, we introduce a parametric execution semantics for GKABs, so as to elegantly accomodate a plethora of inconsistency-aware semantics based on the notion of repair. We then provide several reductions for the verification of sophisticated first-order temporal properties over inconsistency-aware GKABs, and show that it can be addressed using known techniques, developed for standard KABs.

研究动机与目标

• 为解决 KABs 中缺乏系统性不一致管理的问题，即更新导致不一致时被简单拒绝。
• 通过受 Golog 启发的高级紧凑动作语言扩展 KABs，形成 Golog-KABs（GKABs）。
• 定义 GKABs 的参数化执行语义，基于修复概念支持多种不一致感知语义。
• 证明在不一致感知 GKABs 上验证复杂一阶时序性质可归约为标准 GKABs 上的验证。
• 证明标准 KABs 的成熟验证技术可被复用于不一致感知 GKABs。

提出的方法

• 通过引入受 Golog 启发的高级动作语言扩展 KABs，提出 Golog-KABs（GKABs），用于过程建模。
• 定义 GKABs 的参数化执行语义，通过修复概念整合多种不一致感知语义。
• 引入映射函数（τ_B、τ_C、τ_E），在基于修复的不同语义下，将不一致感知 GKABs（I-GKABs）映射为标准 GKABs（S-GKABs）。
• 建立 S-双语义关系与逻辑等价关系（如 ∼_l、∼_j），以保持运行有界性与模型等价性等关键性质。
• 通过逻辑归约，将 I-GKABs 上 μℒ_A^EQL 时序性质的验证归约为 S-GKABs 上的验证，进一步归约为 S-KABs 上的验证。
• 通过证明归约保持运行有界性与模型等价性等关键性质，复用标准 KABs 的现有验证技术。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否在 KABs 中集成高级动作语言，以支持复杂过程建模，同时保持一致性管理？
• RQ2 如何为 GKABs 定义统一的参数化语义，以容纳基于修复的多种不一致感知语义？
• RQ3 能否将不一致感知 GKABs 中一阶时序性质的验证归约为标准 GKABs 中的验证？
• RQ4 该归约是否保持运行有界性与模型等价性等关键系统性质？
• RQ5 能否有效复用标准 KABs 的现有验证技术于不一致感知 GKABs？

主要发现

• 所提出的 Golog-KABs（GKABs）成功将高级动作语言集成至 KABs，支持高层过程建模。
• GKABs 的参数化执行语义优雅地支持基于修复概念的多种不一致感知语义。
• 不一致感知 GKABs 上 μℒ_A^EQL 时序性质的验证可归约为标准 GKABs 上的验证。
• 归约保持运行有界性，确保有界系统在转换后仍保持有界。
• 通过 S-双语义与逻辑等价性关系保持模型等价性，验证了归约的正确性。
• 标准 KABs 的现有验证技术可被复用于不一致感知 GKABs，支持实际部署。