Operationalizing Declarative and Procedural Knowledge a b e n c - PowerPoint PPT Presentation

Operationalizing Declarative and Procedural Knowledge a b e n c h m a r k o n L o g i c P r o g r a m m i n g P e t r i N e t s ( L P P N s ) C A U S A L 2 0 2 0 Wo r k s h o p o n C a u s a l R e a s o n i n g a n d E x p l a n a t i o n i n L o g i c P r o g r a m m i n g @ I C L P 2 0 2 0 1 9 S e p t e m b e r 2 0 2 0 G i o v a n n i S i l e n o g . s i l e n o @u v a . n l I n f o r m a t i c s I n s t i t u t e , U n i v e r s i t y o f A m s t e r d a m

P r o b l e m : r e a s o n i n g w i t h c a s e s ● R e g u l a t i o n s c o n c e r n s y s t e ms o f n o r ms , t h a t i n a b s t r a c t , i n a f i x e d p o i n t i n t i m e , m a y b e a p p r o a c h e d a t e m p o r a l l y . ● H o w e v e r , w h e n a p p l i e d , r e g u l a t i o n s d e a l w i t h a c o n t i n u o u s f l o w o f e v e n t s . ● P r o t o t y p i c a l e n c o u n t e r : l e g a l c a s e s . ● M o r e g e n e r a l b u t s i m i l a r p r o b l e m : n a r r a t i v e s , s t o r i e s .

P r o b l e m : r e a s o n i n g w i t h c a s e s Wh i l e J o h n w a s w a l k i n g h i s d o g , t h e d o g a t e P a u l ’ s f l o w e r s .

P r o b l e m : r e a s o n i n g w i t h c a s e s H o w t o e n t a i l t h a t J o h n i s Wh i l e J o h n w a s w a l k i n g r e s p o n s i b l e t o p a y P a u l ? h i s d o g , t h e d o g a t e P a u l ’ s f l o w e r s .

P r o b l e m : r e a s o n i n g w i t h c a s e s H o w t o e n t a i l t h a t J o h n i s Wh i l e J o h n w a s w a l k i n g r e s p o n s i b l e t o p a y P a u l ? h i s d o g , t h e d o g a t e P a u l ’ s f l o w e r s . T h e o w n e r o f a n a n i m a l h a s t o p a y f o r t h e d a m a g e s i t p r o d u c e s . ( e x a mp l e o f u n d e r l y i n g n o r m)

P r o b l e m : r e a s o n i n g w i t h c a s e s H o w t o e n t a i l t h a t J o h n i s Wh i l e J o h n w a s w a l k i n g r e s p o n s i b l e t o p a y P a u l ? h i s d o g , t h e d o g a t e P a u l ’ s f l o w e r s . T h e o w n e r o f a n a n i m a l h a s t o p a y f o r t h e d a m a g e s i t p r o d u c e s . ( e x a mp l e o f u n d e r l y i n g n o r m) A c o n c e p t u a l g a p e x i s t s b e t w e e n t h e c o n c r e t e d o ma i n a n d t h e l e g a l a b s t r a c t i o n t h a t a p p l i e s o n i t .

Wh i l e J o h n w a s w a l k i n g h i s d o g , t h e d o g a t e P a u l ’ s f l o w e r s . d o g s a r e f l o w e r s a r e a n i ma l s o b j e c t s T h e o w n e r o f a n a n i ma l h a s t o p a y f o r t h e d a ma g e s i t p r o d u c e s . d e s t r u c t i o n i s d a ma g e e a t i n g a n o b j e c t d e s t r o y s t h e o b j e c t

s o me c o n n e c t i o n s a r e t e r mi n o l o g i c a l ( e . g . Wh i l e J o h n w a s t a x o n o mi c a l r e l a t i o n s ) w a l k i n g h i s d o g , t h e o t h e r p r o v i d e s d o g a t e P a u l ’ s f l o w e r s . c a u s a l me a n i n g d o g s a r e f l o w e r s a r e a n i ma l s o b j e c t s T h e o w n e r o f a n a n i ma l h a s t o p a y f o r t h e d a ma g e s i t p r o d u c e s . d e s t r u c t i o n i s d a ma g e e a t i n g a n o b j e c t d e s t r o y s t h e o b j e c t

T y p e s o f K n o w l e d g e ● D e c l a r a t i v e k n o w l e d g e , c o n c e r n i n g o b j e c t s ( p h y s i c a l , m e n t a l , i n s t i t u t i o n a l ) a n d t h e i r l o g i c a l r e l a t i o n s h i p s — t y p i c a l l y r e i f i e d b y m e a n s o f s y m b o l s ● P r o c e d u r a l k n o w l e d g e , c o n c e r n i n g p a t t e r n s o f e v e n t s / a c t i o n s , m e c h a n i s m s , o r p r o c e s s e s ( i n v o l v i n g o b j e c t s ) —o f t e n t a c i t , i n t e r n a l i z e d

P e r s p e c t i v e s o n M o d e l l i n g ● P h y s i c a l s y s t e m s c a n b e a p p r o a c h e d f r o m s t e a d y s t a t e ( e q u i l i b r i u m ) o r t r a n s i e n t ( n o n - e q u i l i b r i u m , d y n a m i c ) p e r s p e c t i v e s ● S t e a d y s t a t e s We n e e d a n o t a t i o n d e s c r i p t i o n s o mi t t o s p e c i f y b o t h ! t r a n s i e n t c h a r a c t e r i s t i c s e x . O h m ' s L a w . V = R * I

S p e c i f y i n g t r a n s i e n t s a n d s t e a d y s t a t e s ● P o s s i b l e a n a l o g i e s : – s t e a d y s t a t e a p p r o a c h w i t h f o c u s o n ● L o g i c Wh a t We n e e d a n o t a t i o n ● D e c l a r a t i v e p r o g r a m m i n g t o s p e c i f y b o t h !

S p e c i f y i n g t r a n s i e n t s a n d s t e a d y s t a t e s ● P o s s i b l e a n a l o g i e s : – s t e a d y s t a t e a p p r o a c h w i t h f o c u s o n ● L o g i c Wh a t We n e e d a n o t a t i o n ● D e c l a r a t i v e p r o g r a m m i n g t o s p e c i f y b o t h ! – t r a n s i e n t a p p r o a c h ● P f o c u s o n r o c e s s m o d e l l i n g H o w ● P r o c e d u r a l p r o g r a m m i n g

S p e c i f y i n g t r a n s i e n t s a n d s t e a d y s t a t e s ● P o s s i b l e a n a l o g i e s : – s t e a d y s t a t e a p p r o a c h w i t h f o c u s o n ● L o g i c Wh a t We n e e d a n o t a t i o n ● D e c l a r a t i v e p r o g r a m m i n g t o s p e c i f y b o t h ! – t r a n s i e n t a p p r o a c h ● P f o c u s o n r o c e s s m o d e l l i n g H o w ● P r o c e d u r a l p r o g r a m m i n g P e t r i N e t s !

S p e c i f y i n g t r a n s i e n t s a n d s t e a d y s t a t e s ● P o s s i b l e a n a l o g i e s : A n s w e r S e t P r o g r a m m i n g – s t e a d y s t a t e a p p r o a c h w i t h f o c u s o n ● L o g i c Wh a t We n e e d a n o t a t i o n ● D e c l a r a t i v e p r o g r a m m i n g t o s p e c i f y b o t h ! – t r a n s i e n t a p p r o a c h ● P f o c u s o n r o c e s s m o d e l i n g H o w ● P r o c e d u r a l p r o g r a m m i n g P e t r i N e t s !

S p e c i f y i n g t r a n s i e n t s a n d s t e a d y s t a t e s ● P o s s i b l e a n a l o g i e s : A n s w e r S e t P r o g r a m m i n g – s t e a d y s t a t e a p p r o a c h w i t h f o c u s o n ● L o g i c Wh a t ● D e c l a r a t i v e p r o g r a m m i n g + – t r a n s i e n t a p p r o a c h ● P f o c u s o n r o c e s s m o d e l i n g H o w ● P r o c e d u r a l p r o g r a m m i n g l o g i c p r o g r a m m i n g p e t r i n e t s = L P P N s P e t r i N e t s !

L o g i c P r o g r a m m i n g P e t r i N e t s