The Complexity of Reasoning with Cardinality Restrictions and Nominals in Expressive Description Logics

We study the complexity of the combination of the Description Logics ALCQ and ALCQI with a terminological formalism based on cardinality restrictions on concepts. These combinations can naturally be embedded into C^2, the two variable fragment of predicate logic with counting quantifiers, which yields decidability in NExpTime. We show that this approach leads to an optimal solution for ALCQI, as ALCQI with cardinality restrictions has the same complexity as C^2 (NExpTime-complete). In contrast, we show that for ALCQ, the problem can be solved in ExpTime. This result is obtained by a reduction of reasoning with cardinality restrictions to reasoning with the (in general weaker) terminological formalism of general axioms for ALCQ extended with nominals. Using the same reduction, we show that, for the extension of ALCQI with nominals, reasoning with general axioms is a NExpTime-complete problem. Finally, we sharpen this result and show that pure concept satisfiability for ALCQI with nominals is NExpTime-complete. Without nominals, this problem is known to be PSpace-complete

An Abstract Tableau Calculus for the Description Logic SHOI Using UnrestrictedBlocking and Rewriting

Abstract This paper presents an abstract tableau calculus for the description logic SHOI. SHOI is the extension of ALC with singleton concepts, role inverse, transitive roles and role inclusion axioms. The presented tableau calculus is inspired by a recently introduced tableau synthesis framework. Termination is achieved by a variation of the unrestricted blocking mechanism that immediately rewrites terms with respect to the conjectured equalities. This approach leads to reduced search space for decision procedures based on the calculus. We also discuss restrictions of the application of the blocking rule by means of additional side conditions and/or additional premises.

Реєстр веб-сервісів з семантичними анотаціями для мобільної медичної платформи

Робота виконана на 95 сторінках, містить 42 ілюстрацій, 22 таблиць. При підготовці використовувалась література з 28 джерел. Актуальність теми. Розробки систем у сфері медицини останнім часом набула високої популярності, тому наразі є дуже важливим робити апаратне забезпечення таким або воно було конкуренто спроможним на ринку. Мікро сервіси на базі графових баз даних уже давно мають місце в таких компаніях як Amazon, IBM чи Microsoft. Мета та задачі дослідження. Провести огляд існуючих існуючих технологій для створення семантичних веб-сервісів, розробити веб сервіс для зберігання даних про результати аналізів пацієнтів клініки, що буде відповідати вимогам, оформити роботу на основі отриманих результатів. Рішення поставлених завдань та досягнуті результати. У даній роботі було представлено інноваційний метод створення веб- сервісів для мобільних додатків на базі використання Neo4j i GraphQL, що обслуговує графову базу даних GraphDB. Кожен вузол (суб'єкт або атрибут) в моделі графових баз даних безпосередньо і фізично містить список взаємопов'язаних записів, які представляють його зв'язок з іншими вузлами. Всякий раз, коли запускається еквівалент операції JOIN, база даних просто використовує цей список і має безпосередній доступ до пов'язаних вузлів, що усуває необхідність в дорогому обчисленні пошуку / зіставлення. Розроблено сайт для наповнення даної бази знань на базі Grand Stack (React, Neo4j, Apollo, GraphQL). Об’єкт досліджень. Семантичні веб сервіси. Предмет досліджень. Методи та варіанти створення семантичних веб сервісів. Методи досліджень. Для вирішення проблеми в даній роботі використовуються методи аналізу і синтезу, системного аналізу, порівняння, логічного узагальнення результатів. Наукова новизна. Наукова новизна роботи полягає у використанні інноваційного підходу до створення семантичного веб сервісу на базі Neo4j, GraphQL та GraphDB. Практичне значення одержаних результатів. Отриманий веб сервіс може бути використано як частину великої екосистеми мікро сервісів. Також сам приклад створення є достатньо детально описаним, щоб створювати інші мікро сервіси на базі нього.Work carrіed out on 95 pages containing 42 fіgures, 22 tables. The paper was wrіtten wіth references to 28 different sources. Topicality. The development of systems in the field of medicine has recently become very popular, so it is now very important to make hardware such or that it was competitive in the market. Micro services based on graph databases have long taken place in companies such as Amazon, IBM or Microsoft. Purpose. Conduct a review of existing existing technologies for creating semantic web services, develop a web service for storing data on the results of patients' clinical examinations that will meet the requirements, formulate work based on the results obtained. Solution. In this paper, was presented an innovative method for creating Web services for mobile applications based on the use of the Neo4j and GraphQL, which serves the GraphDB graph database. Each node (subject or attribute) in the graph database model directly and physically contains a list of interconnected records that represent its connection with other nodes. Whenever the equivalent JOIN operation is triggered, the database simply uses this list and has direct access to related nodes, eliminating the need for expensive search / comparison computing. A site for filling this knowledge base on the basis of Grand Stack (React, Neo4j, Apollo, GraphQL) has been developed. Object of research. Semantic web services. Subject of research. Methods and options for creating semantic web services. Research methods. To solve the problem in this paper we use methods of analysis and synthesis, system analysis, comparison, logical generalization of the results. Scіentіfіc novelty. The scientific novelty of the work is to use an innovative approach to creating a semantic Web service based on Neo4j, GraphQL and GraphDB. The practіcal value of the results. The resulting web service can be used as part of a large micro-services ecosystem. Also, the creation example itself is described in detail in order to create other micro services based on it.Работа выполнена на 95 страницах, содержит 42 иллюстраций, 22 таблиц. При подготовке использовалась литература с 28 источников. Актуальность темы. Разработки систем в области медицины в последнее время приобрела высокую популярность, поэтому сейчас очень важно делать аппаратное обеспечение таким или оно было конкурентоспособности способным на рынке. Микро сервисы на базе графовых баз данных уже давно имеют место в таких компаниях как Amazon, IBM или Microsoft. Цель и задачи исследования. Провести обзор существующих существующих технологий для создания семантических веб-сервисов, разработать веб сервис для хранения данных о результатах анализов пациентов клиники, будет соответствовать требованиям, оформить работу на основе полученных результатов. Решение поставленных задач и достигнутых результатах. В данной работе был представлен инновационный метод создания веб- сервисов для мобильных приложений на базе использования Neo4j i GraphQL, обслуживающего графовую базу данных GraphDB. Каждый узел (субъект или атрибут) в модели графов баз данных непосредственно и физически содержит список взаимосвязанных записей, представляющих его связь с другими узлами. Всякий раз, когда запускается эквивалент операции JOIN, база данных просто использует этот список и имеет прямой доступ к связанным узлов, что устраняет необходимость в дорогом исчислении поиска / сопоставления. Разработан сайт для наполнения данной базы знаний на базе Grand Stack (React, Neo4j, Apollo, GraphQL). Объект исследований. Семантические веб сервисы. Предмет исследований. Методы и варианты создания семантических веб сервисов. Методы исследований. Для решения проблемы в данной работе используются методы анализа и синтеза, системного анализа, сравнения, логического обобщения результатов. Научная новизна. Научная новизна работы заключается в использовании инновационного подхода к созданию семантического веб сервиса на базе Neo4j, GraphQL и GraphDB. Практическое значение полученных результатов. Полученный веб сервис может быть использовано как часть большой экосистемы микро сервисов. Также сам пример создания достаточно подробно описанным, чтобы создавать другие микро сервисы на базе него

Reasoning over Ontologies with Hidden Content: The Import-by-Query Approach

There is currently a growing interest in techniques for hiding parts of the signature of an ontology Kh that is being reused by another ontology Kv. Towards this goal, in this paper we propose the import-by-query framework, which makes the content of Kh accessible through a limited query interface. If Kv reuses the symbols from Kh in a certain restricted way, one can reason over Kv U Kh by accessing only Kv and the query interface. We map out the landscape of the import-by-query problem. In particular, we outline the limitations of our framework and prove that certain restrictions on the expressivity of Kh and the way in which Kv reuses symbols from Kh are strictly necessary to enable reasoning in our setting. We also identify cases in which reasoning is possible and we present suitable import-by-query reasoning algorithms

Hypertableau Reasoning for Description Logics

We present a novel reasoning calculus for the description logic SHOIQ^+---a knowledge representation formalism with applications in areas such as the Semantic Web. Unnecessary nondeterminism and the construction of large models are two primary sources of inefficiency in the tableau-based reasoning calculi used in state-of-the-art reasoners. In order to reduce nondeterminism, we base our calculus on hypertableau and hyperresolution calculi, which we extend with a blocking condition to ensure termination. In order to reduce the size of the constructed models, we introduce anywhere pairwise blocking. We also present an improved nominal introduction rule that ensures termination in the presence of nominals, inverse roles, and number restrictions---a combination of DL constructs that has proven notoriously difficult to handle. Our implementation shows significant performance improvements over state-of-the-art reasoners on several well-known ontologies