形状约束语言(SHACL)是通过验证图表上的某些形状来验证RDF数据的最新W3C推荐语言。先前的工作主要集中在验证问题上,并且仅针对SHACL的简化版本研究了对设计和优化目的至关重要的可满足性和遏制的标准决策问题。此外,SHACL规范不能定义递归定义的约束的语义,这导致文献中提出了几种替代性递归语义。尚未研究这些不同语义与重要决策问题之间的相互作用。在本文中,我们通过向新的一阶语言(称为SCL)的翻译提供了对SHACL的不同特征的全面研究,该语言精确地捕获了SHACL的语义。我们还提出了MSCL,这是SCL的二阶扩展,它使我们能够在单个形式的逻辑框架中定义SHACL的主要递归语义。在这种语言中,我们还提供了对过滤器约束的有效处理,这些滤镜经常在相关文献中被忽略。使用此逻辑,我们为不同的SHACL片段的可满足性和遏制决策问题提供了(联合)可决定性和复杂性结果的详细图。值得注意的是,我们证明这两个问题对于完整的语言都是不可避免的,但是即使面对递归,我们也提供了有趣的功能的可决定性组合。
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我们介绍了对形状约束语言(Shacl)的介绍和审查,用于验证RDF数据的W3C推荐语言。SHACL文档描述了RDF节点上的一组约束,如果其节点满足这些约束,则图表对于文档是有效的。我们重新审视语言的基本概念,其构建和组件及其互动。我们审查了用于研究这种语言和不同语义的不同正式框架。我们检查许多相关问题,从遏制和满足性与Shacl与推理规则的相互作用,并展示语言的不同发动机对不同的问题有用。我们还涵盖了Shacl的实际方面,讨论其实现和通过的情况,为从业者和理论者提供了一个很有用的全面审查。
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我们概述了在其知识表示和声明问题解决的应用中的视角下的时间逻辑编程。这些程序是将通常规则与时间模态运算符组合的结果,如线性时间时间逻辑(LTL)。我们专注于最近的非单调形式主义的结果​​称为时间平衡逻辑(电话),该逻辑(电话)为LTL的全语法定义,但是基于平衡逻辑执行模型选择标准,答案集编程的众所周知的逻辑表征(ASP )。我们获得了稳定模型语义的适当延伸,以进行任意时间公式的一般情况。我们记得电话和单调基础的基本定义,这里的时间逻辑 - 和那里(THT),并研究无限和有限迹线之间的差异。我们还提供其他有用的结果,例如将转换成其他形式主义,如量化的平衡逻辑或二阶LTL,以及用于基于自动机计算的时间稳定模型的一些技术。在第二部分中,我们专注于实际方面,定义称为较近ASP的时间逻辑程序的句法片段,并解释如何在求解器Telingo的构建中被利用。
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在概念学习,数据库查询的反向工程,生成参考表达式以及知识图中的实体比较之类的应用中,找到以标记数据项形式分开的逻辑公式,该公式分开以标记数据项形式给出的正面和负面示例。在本文中,我们研究了存在本体论的数据的分离公式的存在。对于本体语言和分离语言,我们都专注于一阶逻辑及其以下重要片段:描述逻辑$ \ Mathcal {alci} $,受保护的片段,两变量的片段和受保护的否定片段。为了分离,我们还考虑(工会)连接性查询。我们考虑了几种可分离性,这些可分离性在负面示例的治疗中有所不同,以及他们是否承认使用其他辅助符号来实现分离。我们的主要结果是(所有变体)可分离性,不同语言的分离能力的比较以及确定可分离性的计算复杂性的研究。
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ALChour \“Ardenfors的AGM发布,Makinson继续代表与信仰变革有关的研究中的基石。Katsuno和Mendelzon(K&M)通过了AGM假设改变信仰基地,并在命题中的特征agm信仰基地修订有限签名的逻辑。我们概括了K&M在任意Tarskian逻辑中设置的(多个)基本修订版的方法,涵盖了具有经典模型 - 理论语义的所有逻辑,从而涵盖了知识表示和超越的各种逻辑。我们的通用配方适用于“基础”的各种概念(例如信仰集,任意或有限的句子或单句话)。核心结果是表示AGM基本修订运算符和某些“分配”之间双向对应的表示定理:函数映射信仰基础到总数 - 尚未传递 - “偏好”解释之间的关系。与此同时,我们为CAS提供了一个伴侣E当agm andodatience的AGM假设被遗弃时。我们还提供了所有逻辑的表征,我们的结果可以加强生产传递偏好关系的分配(如K&M的原始工作),根据语法依赖与独立性,引起了这种逻辑的两个表示定理。
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我们回答以下问题,哪些结合性查询以多种方式上的许多正和负面示例以及如何有效地构建此类示例的特征。结果,我们为一类连接的查询获得了一种新的有效的精确学习算法。我们的贡献的核心是两种新的多项式时间算法,用于在有限结构的同态晶格中构建前沿。我们还讨论了模式映射和描述逻辑概念的独特特征性和可学习性的影响。
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在我们生活在深厚的互连世界中,我们周围的各个信息链接域。由于图形数据库包含了数据之间有效的关系,并允许处理和查询这些连接,因此它们正迅速成为支持广泛域和应用程序的流行平台。与关系情况一样,可以预期数据保留了一组完整性约束,这些限制定义了它代表的世界的语义结构。当数据库不满足其完整性约束时,一种可能的方法是搜索确实满足约束(也称为维修)的“类似”数据库。在这项工作中,我们使用基于一组Reg-GXPath表达式作为完整性约束的一致性概念来研究图形数据库的计算子集和超集修复的问题。我们表明,对于Reg-GxPath的积极片段,这些问题承认了多项式时间算法,而语言的全部表达力使它们棘手。
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我们根据描述逻辑ALC和ALCI介绍并研究了本体论介导的查询的几个近似概念。我们的近似值有两种:我们可以(1)用一种以易访问的本体语言为例,例如ELI或某些TGD,以及(2)用可拖动类的一个替换数据库,例如其treewidth的数据库,由常数界定。我们确定所得近似值的计算复杂性和相对完整性。(几乎)所有这些都将数据复杂性从Conp-Complete降低到Ptime,在某些情况下甚至是固定参数可拖动和线性时间。虽然种类(1)的近似也降低了综合复杂性,但这种近似(2)往往并非如此。在某些情况下,联合复杂性甚至会增加。
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最近已经提出了几个查询和分数来解释对ML模型的个人预测。鉴于ML型号的灵活,可靠和易于应用的可解释性方法,我们预见了需要开发声明语言以自然地指定不同的解释性查询。我们以原则的方式通过源于逻辑,称为箔,允许表达许多简单但重要的解释性查询,并且可以作为更具表现力解释性语言的核心来实现这一语言。我们研究箔片查询的两类ML模型的计算复杂性经常被视为容易解释:决策树和OBDD。由于ML模型的可能输入的数量是尺寸的指数,因此箔评估问题的易易性是精细的,但是可以通过限制模型的结构或正在评估的箔片段来实现。我们还以高级声明语言包装的箔片的原型实施,并执行实验,表明可以在实践中使用这种语言。
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对表示形式的研究对于任何形式的交流都是至关重要的,我们有效利用它们的能力至关重要。本文介绍了一种新颖的理论 - 代表性系统理论 - 旨在从三个核心角度从三个核心角度进行抽象地编码各种表示:语法,综合及其属性。通过介绍建筑空间的概念,我们能够在一个统一的范式下编码这些核心组件中的每个核心组件。使用我们的代表性系统理论,有可能在结构上将一个系统中的表示形式转换为另一个系统的表示形式。我们结构转化技术的固有方面是根据表示的属性(例如它们的相对认知有效性或结构复杂性)的代表选择。提供一般结构转化技术的主要理论障碍是缺乏终止算法。代表系统理论允许在没有终止算法的情况下衍生部分变换。由于代表性系统理论提供了一种通用编码代表系统的通用方法,因此消除了进一步的关键障碍:需要设计特定于系统的结构转换算法,这是当不同系统采用不同的形式化方法时所必需的。因此,代表性系统理论是第一个提供统一方法来编码表示形式,通过结构转换支持表示形式的第一个通用框架,并具有广泛的实用应用。
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在处理知识时考虑个人,潜在的矛盾观点的重要性已得到广泛认可。许多现有的本体管理方法完全合并了知识的观点,这可能需要削弱以保持一致性;其他人以完全独立的方式代表了独特的观点。作为替代方案,我们提出了观点逻辑,这是一种简单而多功能的多模式逻辑````addon''',用于现有的KR语言,用于针对域知识的集成表示,相对于多样化的,可能是相互冲突的角度,可以是层次结构化的, ,组合并相互关联。从一阶观点逻辑(FOSL)的通用框架开始,我们随后将注意力集中在句子公式的片段上,为此,我们将poly Time Translation转换为无角度版本。该结果对一阶逻辑的各种高度表达性可决定性片段产生可决定性和有利的复杂性。然后,我们使用一些精心设计的编码技巧,然后为OWL 2 DL本体语言的逻辑SROIQB_S建立类似的翻译。借助此结果,现有高度优化的猫头鹰推理器可用于为通过角度建模扩展的本体学语言提供实用的推理支持。
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我们在依赖型理论的建设性设定中研究有限一级可靠性(FSAT)。采用统计性和可解锁性的合成账户,我们根据非逻辑符号的一阶签名提供FSAT的全部分类。一方面,我们的发展侧重于Trakhtenbrot的定理,一旦签名包含至少二进制关系符号,就陈述FSAT是不可行的。我们的证据通过从后对应问题开始的许多减少链进行。另一方面,我们为Monadic一阶逻辑建立了FSAT的可解锁性,即签名仅包含大多数Unary函数和关系符号,以及FSAT对于任意令人令人令人享有的签名的统计性。为了展示Trakthenbrot的定理,我们继续减少链条,从FSAT减少到分离逻辑。我们所有的结果都是在越来越多的综合性不可剥离性证据的框架内机械化。
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我们在答案集编程(ASP)中,提供了全面的可变实例化或接地的理论基础。在ASP的建模语言的语义上构建,我们在(固定点)运营商方面介绍了接地算法的正式表征。专用良好的运营商扮演了一个主要作用,其相关模型提供了划定接地结果以及随机简化的语义指导。我们地址呈现出一种竞技级逻辑程序,该程序包含递归聚合,从而达到现有ASP建模语言的范围。这伴随着一个普通算法框架,详细说明递归聚集体的接地。给定的算法基本上对应于ASP接地器Gringo中使用的算法。
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为了追求基于本体本体的查询的通用标准,我们介绍了存在规则的“有限 - 局限性集合”(FCS),这是一种模型定义的规则集类别,灵感来自图形理论的cliquewidth措施。通过一个通用参数,我们表明FCS确保对相当一类的查询类(称为“ Damsoqs”)的必要性进行可决定性,这些查询均包含结合性查询(CQS)。 FCS类适当地概括了有限扩展集(FES)的类别,并且最多可以介绍2个Arity的签名,即有界树的类别(BTS)。对于较高的ARIT,BTS仅由FC通过重新化而间接汇总。尽管FCS的普遍性,但我们提供了一个规则集,该规则集具有可决定的CQ符号(由于一阶 - 剥离性),因此落在FC之外,从而证明了FCS的无与伦比和有限合并集(FUS)的无效性。尽管如此,我们还是表明,如果我们将自己限制在最多2的单头规则设置上,那么FCS属于FUS。
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在这项调查中,我们回顾了动态认知逻辑,具有量化信息变化的方式。在此类逻辑中,我们提出了完整的公理化,重点关注涉及知识与此类量化器之间相互作用的公理,我们报告了它们的相对表现,可定义性以及模型检查和满意度的复杂性以及应用程序的复杂性。我们专注于开放问题和新的研究方向。
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线性时间逻辑(LTL)是最受欢迎的时间逻辑之一,它在计算机科学的各种分支中发挥作用。在其广泛使用的各种原因中,它具有强大的基础特性:LTL等于无反欧米茄 - 自动疗法,与无星的欧米茄表达式,以及(通过Kamp的定理)与一个继任者的一阶理论(S1S [FO])。安全性和共同安全性语言,其中有限的前缀足以确定单词是否不属于或属于该语言,在降低LTL的模型检查和反应性合成等问题的复杂性方面起着至关重要的作用。 safetyltl(分别,cosafetyltl)是LTL的片段,其中只允许通用(分别,存在的)时间方式,仅识别安全性(分别,共同安全)语言。本文的主要贡献是引入了S1S [FO]的片段,称为Safetyfo及其双Cosafetyfo,它们在LTL可定义的安全性和共同安全性语言方面表现出色。我们证明它们分别表征了Safetyltl和Cosafetyltl,这是加入Kamp定理的结果,并更清晰地看出了(片段)LTL的(片段)在一阶语言方面。此外,它提供了直接,紧凑且独立的证据,表明LTL中可以定义的任何安全语言在Safetyltl中也可以定义。作为副产品,我们获得了Safetyltl弱明天运营商的表达能力的一些有趣结果,该实力对有限和无限单词进行了解释。此外,我们证明,当用有限的单词解释时,Safetyltl(cosafetyltl)没有明天(分别,弱的明天)操作员捕获了LTL的安全性(分别,共同安全)片段,而不是有限词。
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本文迈出了从实验中学习的逻辑的第一步。为此,我们调查了建模因果和(定性)认知推理的相互作用的正式框架。对于我们的方法至关重要是一种干预概念的想法,可以用作(真实或假设的)实验的正式表达。在第一步中,我们将众所周知的因果模型与代理人的认知状态的简单HITIKKA样式表示。在生成的设置中,不仅可以对关于变量值的知识以及干预措施如何影响它们,而且可以对其进行交谈,而且还可以谈论知识更新。由此产生的逻辑可以模拟关于思想实验的推理。但是,它无法解释从实验中学习,这显然是由它验证干预措施没有学习原则的事实。因此,在第二步中,我们实现更复杂的知识概念,该知识概念允许代理在进行实验时观察(测量)某些变量。该扩展系统确实允许从实验中学习。对于所有提出的逻辑系统,我们提供了一种声音和完整的公理化。
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在过去几年的几十年中,致力于更新稳定模型语义(AKA答案设置程序)下更新逻辑计划的问题,或者换句话说,表现出培养结果的问题 - 当它描述更改时,遵守逻辑程序。而最先进的方法是在古典逻辑背景下的相同基本的直觉和愿望被指导,他们基于根本不同的原则和方法,这阻止了可以拥抱两个信念的统一框架规则更新。在本文中,我们将概述与答案设置的编程更新相关的一些主要方法和结果,同时指出本主题研究的一些主要挑战。
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每个已知的人工深神经网络(DNN)都对应于规范Grothendieck的拓扑中的一个物体。它的学习动态对应于此拓扑中的形态流动。层中的不变结构(例如CNNS或LSTMS)对应于Giraud的堆栈。这种不变性应该是对概括属性的原因,即从约束下的学习数据中推断出来。纤维代表语义前类别(Culioli,Thom),在该类别上定义了人工语言,内部逻辑,直觉主义者,古典或线性(Girard)。网络的语义功能是其能够用这种语言表达理论的能力,以回答输出数据中有关输出的问题。语义信息的数量和空间是通过类比与2015年香农和D.Bennequin的Shannon熵的同源解释来定义的。他们概括了Carnap和Bar-Hillel(1952)发现的措施。令人惊讶的是,上述语义结构通过封闭模型类别的几何纤维对象进行了分类,然后它们产生了DNNS及其语义功能的同位不变。故意类型的理论(Martin-Loef)组织了这些物体和它们之间的纤维。 Grothendieck的导数分析了信息内容和交流。
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Two approaches to AI, neural networks and symbolic systems, have been proven very successful for an array of AI problems. However, neither has been able to achieve the general reasoning ability required for human-like intelligence. It has been argued that this is due to inherent weaknesses in each approach. Luckily, these weaknesses appear to be complementary, with symbolic systems being adept at the kinds of things neural networks have trouble with and vice-versa. The field of neural-symbolic AI attempts to exploit this asymmetry by combining neural networks and symbolic AI into integrated systems. Often this has been done by encoding symbolic knowledge into neural networks. Unfortunately, although many different methods for this have been proposed, there is no common definition of an encoding to compare them. We seek to rectify this problem by introducing a semantic framework for neural-symbolic AI, which is then shown to be general enough to account for a large family of neural-symbolic systems. We provide a number of examples and proofs of the application of the framework to the neural encoding of various forms of knowledge representation and neural network. These, at first sight disparate approaches, are all shown to fall within the framework's formal definition of what we call semantic encoding for neural-symbolic AI.
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