Semantic peer - to - peer systems
Authors: Σαντιπαντάκης Γεώργιος 
Published: August 2021

Καθώς η γνώση και τα δεδομένα διαδίδονται, με στόχο την διαλειτουργικότητα μεταξύ κατανεμημένων και αποκεντρωμένων συστημάτων, το πρόβλημα του συνδυασμού της γνώσης των επιμέρους τμημάτων συλλογισμού, ή/και η διάσπαση μεγάλων οντολογιών γίνεται ιδιαίτερα σημαντικό. Αυτή η διατριβή συμβάλλει στα εξής:(α) Το συνδυασμό οντολογιών σε ένα εκφραστικό τμήμα των Description Logics σε εγγενώς κατανεμημένα συστήματα αυτόνομων ομότιμων.(β) Την αρθρωματοποίηση οντολογιών με στόχο την αποτελεσματική κατανεμημένη συλλογιστική.(γ) Την παροχή ολοκληρωμένου συνόλου εργαλείων για κατανεμημένη συλλογιστική σε κατανεμημένες ή/και μεγάλες οντολογίες μέσω αρθρωματοποίησης, συνδυάζοντας τα τοπικά μέρη της γνώσης σε peer-to-peer αρχιτεκτονική.Συγκεκριμένα παρουσιάζονται:(α) Το E-SHIQ πλαίσιο αναπαράστασης γνώσης για το συνδυασμό οντολογιών:Ο συνδυασμός οντολογιών σε εκφραστικά κομμάτια των Description Logics σε εγγενώς κατανεμημένα δίκτυα αυτόνομων ομότιμων, εξακολουθεί να είναι μια πρόκληση για την γενική περίπτωση. Παρά το γεγονός ότι έχουν προταθεί αρκετά πλαίσια αναπαράστασης γνώσης για το συνδυασμό βάσεων γνώσεων σε Description Logics, καθένα από αυτά έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και περιορισμούς. Σε αυτήν τη διατριβή θεωρούμε δίκτυα ομότιμων, όπου κάθε ένας κατέχει μια οντολογία εκφρασμένη στο SHIQ μέρος των Description Logics, και διατηρεί υποκειμενικές αντιλήψεις για το πώς η γνώση του μπορεί να συνδυαστεί με την γνώση των άλλων. Επιτρέπουμε στους ομότιμους να συνδυάζουν από κοινού τη γνώση τους, διατηρώντας παράλληλα την αυτονομία τους στην διαχείριση της γνώσης, τα περιεχόμενα και τις υποκειμενικές πεποιθήσεις τους, προτείνοντας το πλαίσιο αναπαράστασης γνώσης E-SHIQ. Το E-SHIQ (i) παρέχει τελεστές που επιτρέπουν συνδέσεις (link relations) και συσχετισμούς μεταξύ εννοιών διαφορετικών οντολογιών, διατηρώντας την υποκειμενικότητα των ορισμών, (ii) προσφέρει υψηλή εκφραστικότητα για τις βάσεις γνώσης των ομότιμων, (iii) υποστηρίζει κατανεμημένη συλλογιστική με τον συνδυασμό των βάσεων γνώσης των ομότιμων ανεξάρτητα από το αν είναι ετερογενείς ή συμπληρωματικές σε μια peer-to-peer αρχιτεκτονική και (iv) υποστηρίζει εγγενώς τη διάδοση υπαγωγών εννοιών μεταξύ των ομότιμων. Κάθε ομότιμος με βάση γνώσης, κατέχει ένα μέρος ενός κατανεμημένου ταμπλώ, το οποίο αντιστοιχεί σε ένα κατανεμημένο μοντέλο. Ο μηχανισμός κατανεμημένης συλλογιστικής με E-SHIQ έχει υλοποιηθεί ως επέκταση του μηχανισμού συλλογιστικής Pellet. Παρουσιάζονται πειραματικά αποτελέσματα με τον κατανεμημένο μηχανισμό συλλογιστικής E-SHIQ, σε διάφορες κατανεμημένες βάσεις γνώσης με ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο μηχανισμός κατανεμημένης συλλογιστικής επιτυγχάνει καλύτερες επιδόσεις από τον Pellet, ενώ και περαιτέρω βελτιστοποιήσεις μπορούν να εφαρμοστούν.(β) Αρθρωματοποίηση οντολογιών για αποτελεσματική κατανεμημένη συλλογιστική:Οι μέθοδοι αρθρωματοποίησης οντολογιών στοχεύουν είτε στην εξαγωγή κάποιου αρθρώματος από μια οντολογία, είτε τη κατάτμηση της οντολογίας σε ένα σύνολο από αρθρώματα. Κάθε άρθρωμα καλύπτει συγκεκριμένη θεματική ενότητα της αρχικής οντολογίας, και θα πρέπει να αποδίδει το νόημα των εννοιών, καθώς επίσης και να διατηρεί ιδιότητες που επιτρέπουν αποτελεσματική διεξαγωγή συλλογιστικής. Οι μέθοδοι αρθρωματοποίησης οντολογιών ενδέχεται να αποσκοπούν στην επαναχρησιμοποίηση της γνώσης, τη μείωση της πολυπλοκότητας, την αποτελεσματική συλλογιστική, αλλά και ως εργαλεία υποστήριξης, π.χ. για τη συντήρηση και την εξέλιξη της οντολογίας. Αυτή η διατριβή προτείνει ένα γενικευμένο πλαίσιο για την αρθρωματοποίηση SHIQ οντολογιών και την κατασκευή κατανεμημένων E-SHIQ βάσεων γνώσης, για την ορθή, πλήρη και αποτελεσματική κατανεμημένη συλλογιστική. Το προτεινόμενο πλαίσιο συνδυάζει στοιχεία από μεθόδους αρθρωματοποίησης που βασίζονται σε γράφους, με τους κανόνες locality, χρησιμοποιώντας ένα γενικευμένο πλαίσιο επίλυσης προβλημάτων περιορισμών. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η αρθρωματοποίηση ικανοποιεί τις συνθήκες που επιτρέπουν την καλή απόδοση του E-SHIQ μηχανισμού συλλογιστικής (και σε σύγκριση με άλλους γνωστούς μηχανισμούς συλλογιστικής και μεθόδους βελτιστοποίησης).