[论文解读] A General Modifier-based Framework for Inconsistency-Tolerant Query Answering

Jean François Baget, Salem Benferhat+6 more|arXiv (Cornell University)|Feb 18, 2016

Semantic Web and Ontologies参考文献 7被引用 24

一句话总结

本文提出了一种基于修饰符的一般性框架，用于在存在规则知识库中实现对不一致性容忍的查询回答，通过修饰符（数据分布策略）和推理策略统一了现有语义，并引入了新的语义。关键贡献是使用修饰符包含关系和策略排序对语义进行形式化分类，从而实现对不一致性容忍查询回答方法的系统性比较与扩展，并提供可靠且完备的生产力条件。

ABSTRACT

We propose a general framework for inconsistency-tolerant query answering within existential rule setting. This framework unifies the main semantics proposed by the state of art and introduces new ones based on cardinality and majority principles. It relies on two key notions: modifiers and inference strategies. An inconsistency-tolerant semantics is seen as a composite modifier plus an inference strategy. We compare the obtained semantics from a productivity point of view.

研究动机与目标

• 为解决在ABoxes与TBoxes冲突的基于本体的数据访问中的不一致性问题。
• 将存在规则环境下现有的不一致性容忍语义统一到一个单一的形式化框架中。
• 通过模块化设计，基于基数和多数原则引入新的语义。
• 为定义、比较和分类不一致性容忍查询回答语义提供系统性方法。

提出的方法

• 该框架将不一致性容忍语义分解为两个组成部分：修饰符（定义断言如何在修复中虚拟分布）和推理策略（定义如何从修复后的ABoxes推导查询答案）。
• 修饰符通过ABox上的集合系统定义，表示以不同方式在一致子集之间选择或分发断言。
• 推理策略包括存在性、全称性、交集、多数等，每种策略决定哪些查询在修复集合上被视为有效。
• 该框架基于修饰符包含关系和推理策略排序定义了一个语义的偏序关系，以建立生产力层次结构。
• 通过修饰符包含关系和策略排序，建立了语义包含的可靠且完备的条件，从而实现语义的正式比较。
• 该方法具有通用性和可扩展性，适用于任何存在规则知识库，并在语义之间的包含关系与不可比较性方面提供了正式结果。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何将存在规则系统中现有的不一致性容忍语义统一到一个单一的形式化框架下？
• RQ2 在何种条件下，一种不一致性容忍语义比另一种更具生产力？
• RQ3 如何系统性地定义并整合基于基数和多数原则的新语义？
• RQ4 修饰符与推理策略在塑造不一致性容忍查询回答行为方面分别起什么作用？
• RQ5 如何对不同语义的生产力进行形式化比较与分类？

主要发现

• 该框架成功统一了存在规则系统中主要的不一致性容忍语义，包括基于最小、最大和多数修复的语义。
• 论文通过基于修饰符包含关系和推理策略排序定义的偏序关系，建立了语义的形式化层次结构，实现了系统性比较。
• 证明了当推理策略更为谨慎时，一种语义不可能被包含在另一种语义中，从而确立了语义包含的关键约束。
• 该框架揭示，仅当通过传递性时，语义之间才可能在更不谨慎的策略下产生包含关系，而不能通过直接包含实现。
• 研究结果表明，对于基本原子，可能存在额外的包含关系，但由于篇幅限制，该情况未被完全探讨。
• 该框架通过将新型修饰符与各种推理策略结合，实现了新语义的定义，从而扩展了当前技术水平。