Evaluation of description logic programs using an RDBMS

Abstract

Wir entwickeln einen neuen Ansatz, bei dem Description Logic Programs (dl-programs) auf einem relationalen Datenbank System (RDBMS) evaluiert werden. Die dl-programs sind ein vielversprechender Semantik Web Formalismus um Regeln und Ontologien zu kombinieren. Dabei werden die Regeln als Logische Programme und die Ontologien in Beschreibungslogiken (DL) ausgedrueckt. Bei der bottom-up Auswertung eines dl-programs gibt es aber immer noch Geschwindigkeitseinbussen, da exponentiell viele Regeln im Verhaeltnis zur Groesse des Programms entstehen koennen. Ein wichtiger Faktor fuer die Akzeptanz von Semantik Web Technologien besteht aber darin, dass grosse Datenmengen effizient verarbeitet werden koennen. Das Ziel dieser Arbeit ist nun zu zeigen, dass dl-programs mit Hilfe eines RDBMS effizient verarbeitet werden koennen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde ein Prototyp entwickelt, bei dem mit Hilfe eines DL-Lite und eines Datalog Systems, SQL generiert wird. Um die Effizienz des Prototyps zu zeigen, werden Benchmarks entwickelt, welche aus Datalog und Datalog/DL Tests bestehen. Aufgrund dieser Benchmarks wird dann der Prototyp an den Systemen der DLV-Familie gemessen.<br />

We propose a novel approach to evaluate description logic programs (dl-programs) using a Relational Database Management System (RDBMS). Such dl-programs are a state-of-the-art Semantic Web formalism of combining rules and ontologies, whereby rules are expressed as logic programs and ontologies are expressed in Description Logics (DL). In dl-programs a modular concept of plug-ins was introduced, which allows to combine dl-programs with different DL reasoner. Grounding in dl-programs is still considered a performance bottleneck, caused by having exponentially many rules to process. But for the success of the Semantic Web technologies, it is crucial to efficiently process vast amounts of data. The goal of this work is to show, that dl-programs can be efficiently evaluated by using RDBMSs. For this purpose we report on a prototype implementation, where SQL is generated by an existing DL-Lite reasoner, which is incorporated into a Datalog rewriter. For testing the prototype, we develop a benchmark suite with pure Datalog and Datalog/DL tests. Based on the benchmark suite, we produce experimental results. These results are used to compare the prototype with the reasoners of the DLV family.