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LPMLN推理的并行化方法研究

2020-12-08阅读(499)

LPMLN推理的并行化方法研究

论文摘要

马尔科夫回答集逻辑程序(Logic Programming with Markov Logic Networks,LPMLN)通过赋予规则权重的方式扩展了回答集逻辑程序（Answer Set Prolog,ASP）,并引入了马尔科夫逻辑网（Markov Logic Networks,MLN）中的方式来处理知识表示与推理中的不确定性和不一致性。因其表现能力较强,LPMLN可以用于解决多种实际问题。当前LPMLN推理的主要问题是:LPMLN推理基于LPMLN程序的求解,而LPMLN程序求解的复杂度较高,且已有的求解器主要用于理论验证,求解效率低,难以支撑进一步的应用。当前的LPMLN求解器基于转化求解法,将LPMLN程序转化为ASP或者MLN程序求解,这样间接求解效率较低;并行化可以提高LPMLN的求解效率,但是当前的LPMLN并行化求解方法还有待优化与完善,难以支撑并行求解器的实现。针对上述问题,本文一方面提出LPMLN直接求解方法,另一方面对LPMLN并行化求解方法进行优化与完善。因此,本文的主要工作包括:1.研究LPMLN的直接求解方法,包括:提出了基于转化的LPMLN实例化方法;提出了LPMLN的完备化和环公式,为直接求解提供理论基础;提出了冲突驱动的LPMLN程序求解方法,为LPMLN的直接求解提供支持。2.对已有的并行化方法进行优化与完善,包括:提出了基于传播的增强子集拆分方法,以优化基于增强子集的并行化方法;提出了分割集的计算方法,以完善基于分割集的并行化方法;结合任意分割理论,进一步完善了基于分割集的并行化方法;提出了独立子程序的计算方法,以完善基于独立可分的并行化方法;提出了LPMLN并行化求解方法的组合方法。3.基于上述方法实现了LPMLN求解器,并通过实验对方法的有效性进行了验证。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 缩略词表
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景与研究动机
  •   1.2 相关研究现状
  • MLN研究现状'>    1.2.1 LPMLN研究现状
  • MLN程序求解方法'>    1.2.2 LPMLN程序求解方法
  • MLN程序并行化求解方法'>    1.2.3 LPMLN程序并行化求解方法
  •   1.3 研究目标与研究内容
  •   1.4 研究方法与技术路线
  •   1.5 本文结构安排
  • 第二章 背景知识
  • MLN简介'>  2.1 LPMLN简介
  • MLN程序的语法'>    2.1.1 LPMLN程序的语法
  • MLN程序的语义'>    2.1.2 LPMLN程序的语义
  • MLN程序的求解方法'>  2.2 LPMLN程序的求解方法
  •     2.2.1 转化为ASP程序求解
  •     2.2.2 转化为MLN程序求解
  •   2.3 ASP程序的求解方法
  •     2.3.1 ASP程序的完备化
  •     2.3.2 ASP程序的环公式
  •     2.3.3 冲突驱动的ASP程序稳定模型求解
  • MLN程序并行化求解理论'>  2.4 LPMLN程序并行化求解理论
  •     2.4.1 增强子集理论
  •     2.4.2 分割集理论
  •     2.4.3 任意分割理论
  •   2.5 本章小结
  • MLN程序求解方法'>第三章 冲突驱动的LPMLN程序求解方法
  • MLN程序的实例化'>  3.1 LPMLN程序的实例化
  • MLN程序的完备化与环公式'>  3.2 LPMLN程序的完备化与环公式
  • MLN程序求解'>  3.3 冲突驱动的LPMLN程序求解
  •     3.3.1 冲突驱动求解
  •     3.3.2 nogood的获取
  •     3.3.3 稳定模型的计算
  •   3.4 本章小结
  • MLN程序并行化求解方法'>第四章 LPMLN程序并行化求解方法
  •   4.1 基于增强子集的并行化方法
  •     4.1.1 增强子集拆分的分析
  •     4.1.2 增强子集的强化与拆分
  •     4.1.3 增强子集的拆分策略
  •   4.2 基于分割集的并行化方法
  •     4.2.1 可分割程序的分割集计算
  •     4.2.2 基于任意分割的并行化方法
  •   4.3 基于独立可分的并行化方法
  • MLN程序并行化求解方法的比较与组合'>  4.4 LPMLN程序并行化求解方法的比较与组合
  • MLN程序并行化求解方法的比较'>    4.4.1 LPMLN程序并行化求解方法的比较
  • MLN程序并行化求解方法的组合'>    4.4.2 LPMLN程序并行化求解方法的组合
  •   4.5 本章小结
  • 第五章 相关实验与分析
  • MLN求解器实现'>  5.1 LPMLN求解器实现
  •   5.2 实验环境及测试用例
  •   5.3 实验实施及结果分析
  •     5.3.1 Trans-Solver和CDNL-Solver
  •     5.3.2 AS-Random和AS-Prop
  •     5.3.3 以Trans-Solver为基础的并行化求解器
  •     5.3.4 以CDNL-Solver为基础的并行化求解器
  •   5.4 实验结论
  •   5.5 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  •   6.1 工作总结
  •   6.2 下一步工作展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录A 定理证明
  •   A.1 定理1的证明
  • 攻读硕士学位期间的研究成果

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 许鸿翔

    导师: 翟玉庆

    关键词: 马尔科夫回答集逻辑程序,稳定模型,并行化

    来源: 东南大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学

    单位: 东南大学

    分类号: O211.62

    DOI: 10.27014/d.cnki.gdnau.2019.002783

    总页数: 85

    文件大小: 1273K

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