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回答具有传递和自反角色的 $\mathcal{EL}$ 知识库上的合取查询

人工智能 2015-05-14 v3 数据库 计算机科学中的逻辑

摘要

在具有复杂角色包含的 EL\mathcal{EL} 知识库(KBs)上回答合取查询(CQs)是 PSPACE-难的,且在特定情况下属于 PSPACE;然而,如果将复杂角色包含限制为角色传递性,则紧的上界复杂度迄今为止尚不清楚。此外,现有算法无法处理自反角色,且不具实用性。最后,对于非循环 CQs 和 ELH\mathcal{ELH},该问题是易处理的;而对于无限制的 CQs 和 ELHO\mathcal{ELHO} KBs,该问题是 NP-完全的。本文完善了几种重要情况下 CQ 回答的复杂度图景。特别是,我们提出了一种实用的 NP 算法,用于回答 ELHOs\mathcal{ELHO}^s KBs 上的 CQs——这是一种包含所有 OWL 2 EL 的逻辑,但将复杂角色包含限制为角色传递性。我们的初步评估表明该算法适合实际使用。此外,我们表明,即使对于一类所谓的树状非循环查询,在存在传递或自反角色的情况下,EL\mathcal{EL} KBs 上的 CQ 回答也变为 NP-难的。最后,我们证明了回答 ELHO\mathcal{ELHO} KBs 上的树状 CQs 是易处理的,而回答非循环 CQs 则是 NP-难的。

关键词

引用

@article{arxiv.1411.2516,
  title  = {Answering Conjunctive Queries over $\mathcal{EL}$ Knowledge Bases with Transitive and Reflexive Roles},
  author = {Giorgio Stefanoni and Boris Motik},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1411.2516},
  year   = {2015}
}

备注

Extended version of a paper to appear on AAAI-15. In this version of the report, we fixed a few typos; all the results are unchanged