描述邏輯(DescriptionLogic)是基於對象的知識表示的形式化，它吸取了KL-ONE的主要思想，是一階謂詞邏輯的一個可判定子集。除了知識表示以外，描述邏輯還用在其它許多領域，它被認為是以對象為中心的表示語言的最為重要的歸一形式。描述邏輯的重要特徵是很強的表達能力和可判定性，它能保證推理算法總能停止，並返回正確的結果。在眾多知識表示的形式化方法中，描述邏輯在十多年來受到人們的特別關注，主要原因在於：它們有清晰的模型-理論機制；很適合於通過概念分類學來表示套用領域；並提供了很多有用的推理服務。
基本介紹
- 中文名：描述邏輯
- 外文名：DescriptionLogic
- 定義：基於對象的知識表示的形式化
- 特徵：很強的表達能力和可判定性
套用,演變發展,可滿足性問題及理論推廣,
套用
由於描述邏輯在很多不同套用領域中都有較好的套用，這使得描述邏輯的結果變得越來越重要。實際上描述邏輯在許多領域中被作為知識表示的工具，如信息系統（Catarci,1993）,資料庫（Borgida,1995;Bergamaschi1992;Sheth,1993）軟體工程(Devambu,1991)，網路智慧型訪問（Levy，1996；Blanco，1994）和規劃（Seida,1992）。上述的許多文章中都指出，對許多相應的套用領域通常需要DL的整體能力。（Doyle1991）
演變發展
描述邏輯最開始只是用來表示靜態知識的。為了考慮在時間上的變化，或者在一定動作下的變化，以及保持其語言的相對簡單性，很自然地我們需要通過相應的模態運算元來擴展它，以保留其命題模態狀態。眾所周知，即使只是對簡單的模態系統的綜合，也可能會導致很複雜的系統。Schild，Schmiedel等人最初所構造的時序描述邏輯和認知邏輯要么就是因為表達能力太強而導致不可判定性，要么就是太弱（時態運算元僅僅對公式或者概念是可用的）。Baader和Laux[2]則進行了折中，將描述邏輯ALC與多態K相結合，允許將模態運算元使用到公式和概念上，並證明在擴展領域模型中的結果語言的滿足性問題是可判定的。Wolter等對具有模態運算元的描述邏輯進行了深入系統的調查分析，並證明在恆定的領域假設下多種認知和時序描述邏輯是可判定的。他將將描述邏輯和命題動態邏輯PDL相結合，提出了動態描述邏輯。
為了對動作和規劃能在統一的框架下進行表示和推理，A.Artale和E.Franconi(1998)提出了一個知識表示系統，用時間約束的方法將狀態、動作和規劃的表示統一起來。為了能使該表示方法進行有效的推理和具有明確的語義，它又和描述邏輯結合起來，從而形成了一個很好的知識表示方法。它具有以下優點：(i)能用統一的方法表示狀態、動作和規劃，這一點與情景演算不同；(ii)能進行高效的推理，該框架下的可滿足性問題和包含檢測問題等都是多項式時間；(iii)有明確的語義；(iv)能自動進行規劃識別。
可滿足性問題及理論推廣
可滿足性問題是描述邏輯推理中的核心問題，因為其它許多問題（如包含檢測、一致性問題等）都可化為可滿足性問題。為了能用計算機自動判斷描述邏輯中可滿足性問題，Schmidt-Schaub和Smolka首先建立了基於描述邏輯ALC的Tableau算法，該算法能在多項式時間內判斷描述邏輯ALC概念的可滿足性問題。目前，Tableau算法已用於各種描述邏輯中（如ALCN、ALCQ等），並且Tableau算法也可用於判斷實例檢測等問題。現在主要研究各種描述邏輯中Tableau算法的擴展、複雜性及最佳化策略等。
為了能讓描述邏輯處理模態詞，F.Baader將模態操作引入描述邏輯。證明了該描述邏輯公式的可滿足性問題是可判定的。結合可能世界語義和可達關係，引入時間依賴和信念等模態操作，提出了多維描述邏輯框架，該描述邏輯較好的刻畫了多主體系統模型。目前，主要研究工作集中在建立合理的模態公理及多維描述邏輯。在描述邏輯中第一個整合時間的方法是由A.Schmiedel提出來的。他使用了兩個時間運算符來擴展描述邏輯，提出了在時間段上受限的全稱和存在量詞。Schild提出了一種簡單的時序擴張，利用時態邏輯(tenselogic)中在時間點“自從”Since和“直到”Until上的時序運算符來討論ALC邏輯。
