Динамические и статистические модели
1. Дескриптивная модель Задача - описание структуры языка
нормирование (определение всех правил синтаксических структур)
исчисление
1) Грамматика зависимостей (европейская традиция, близка к НС, один из авторов - Гладкий) - указание для каждого слова тех слов, которые ему непосредственно подчинены.
Дерево синтаксических зависимостей есть дерево, множество узлов которого служит множеством вхождений слов в предложение. Деревом называется множество, между элементами которого - узлами - установлено бинарное отношение - отношение подчинения и графически изображают стрелками. идущими от подчиняющих узлов к подчиненным,- такое, что:
* среди узлов имеется один - корень - неподчиненный никакому другому узлу
* каждый из остальных узлов подчинен точно одному узлу
* нельзя, отправившись из к.л. узла вдоль стрелок вернутся в тот же узел.
ДЗ (дерево зависимостей) обычно используется в описаниях языков со свободным порядком слов (в частности, русского). Стрелки ДЗ обычно помечаются символами синтаксических отношений (предикативное, определительное и т.п.).
2) Метод НС составляющие - Для описания синтаксической структуры предложения выделяются группы слов, функционирующие как отдельные синт. единицы - составляющие.
Система составляющих - это множество отрезков предложения которое обладает тем свойством, что каждые два входящих в него отрезка либо не пересекаются либо один из них содержится в другом.
* Одна из НС - ядро конструкции, остальные - маргинальные элементы.
* При графическом изображении система составляющих тоже приобретает вид дерева (дерева непосредственных составляющих - ДНС).
* ДНС используются преим. в описаниях языков с жестким порядком слов.
* Составляющие обычно помечаются символами грамм. категорий (именная группа, группа переходного глагола и т.п.)
2. Трансформационная грамматика (Харрис, 50-е гг.) (грамматика деревьев) служит не для порождения предложений, а для преобразования деревьев, интерпретируемых как деревья подчинения или деревья составляющих, например грамматика - система правил преобразования деревьев, интерпретируемых как "чистые" деревья подчинения предложений (без линейного порядка слов).
три уровня описания
1) правила НС
2) трансформационные правила
3) морфологические правила
Допущения:
* синт. система может быть разбита на ряд подсистем, одна из которых - исходная (ядерная), остальные - производные. Ядерная Т - набор предложений (утвердительных, простых, с глаголом в изъяв. форме, активного залога, наст. времени.)
* ядерное предложение описывает элементарные ситуации, а класс ЯП - все множество элем. ситуаций.
* любой сложный синт. тип можно получить при применении упорядоченного набора обязательных и факультативных трансформаций к ядерному предложению.
Представление синт. структуры предложения - указание ядерного типа, лежащего в основе предложения и трансформаций, которые к нему применялись, а также их последовательности.
Метод явился основой порождающей грамматики Хомского.
3. Порождающая грамматика Хомского, представляющая собой упорядоченную систему Г =(V,W,П,R), где V и W - непересекающиеся конечные множества - основное (терминальное) и вспомогательное (нетерминальное), П - элемент W, называемый начальным символом и R - конечное множество правил вида , где цепочки (конечные последовательности) из основных и вспомогательных символов. Множество тех цепочек из основных символов, которые выводимы в Г из ее начального символа, называют языком, порождаемым грамматикой Г и обозначают L(Г). Если все правила Г имеют вид , где - правый и левый контексты, то Г называется грамматикой составляющих или грамматикой непосредственно составляющих (ГНС). Чаще всего основные символы интерпретируются как слова, вспомогательные - как символы грамматических категорий, начальный символ - как символ категории "предложение".
4. Реляционная модель
5. Аппликационная модель (Шаумяна?)
Доминационная грамматика, которая порождает множество цепочек, интерпретируемых обычно как предложения и вместе с их синтакс. структурами в виде ДЗ.
Грамматики Монтегю служат одновременно для описания синтакс. и семант. структуры предложения. В них используется сложный математико-логический аппарат (так называемая интенциональная логика).
2. Экспертные системы и их архитектура. Функции основных компонентов.
Экспертная система - это компьютерная программа, которая моделирует рассуждение человека-эксперта в определенной области, используя для этого БЗ, содержащую факты и правила об этой области и некоторую процедуру логического вывода.
Разработка ЭС - сравнительно новое направление в системах ИИ; второе название - инженерия знаний (термин ввел в 1977 Фегенбаум), сформировалась в середине 70 гг.
Раньше была цепочка: аналитик - программист - оператор - пользователь; теперь пользователь может обращаться прямо к ЭВМ (либо только через инженера по знаниям).
Структура ЭС:
раньше:
входные данные
программ теперь:
входные данные
интерпретатор БЗ
БЗ
Обычные программы имеют фиксированную последовательность шагов, строго определенную программистом, ЭС пользуются нахождением удовлетворительного решения методом проб и ошибок.
ЭС решают трудно формализуемые задачи. не имеющие алгоритмического решения () медицина, геология, управление, юридические науки).
Попов: три причины появления ЭС:
* ориентированы на решение задач в неформализованных областях
* предназначены для пользователей, не имеющих спец. навыков программирования
* ЭС решают задачи лучше, чем человек.
3 принципа разработки ЭС:
1. мощность ЭС определяется мощностью БЗ и процедурами ее пополнения, т.о. компонент приобретения знаний важнее компонента логического вывода. (Раньше большее внимание уделялось лог. выводу).
2. Знание. используемое ЭС, является в основном эвристическим, экспериментальным, поэтому используется коэффициент достоверности.
3. ЭС реализуется в форме диалоговой системы.
ЭС должна обладать способностью приобретать знания.
2 источника приобретения знаний:
1) от эксперта
2) из текстов (не разработано)
ЭС решают практические задачи. а не экспериментальные; решения ЭС могут быть объяснены пользователю, т.е обладают свойством прозрачности, для этого существует специальный компонент - объяснительный.
Формальная основа ЭС: базовое понятие - правило продукции или формальные процедуры системы: правила вида условие -> действие если -> то (если была разлита горючая жидкостью то вызовите пожарных).
Термин продукция ввел Пост (1943)
Свойство продукции - всякая формальная система. оперирующая символами, может быть реализована одной из продукционных систем.
Архитектура ЭС
Пользователь ЭС
Общение на ЕЯ
Лигвитсический компонент анализа с синтеза входных сообщений рабочая память
текущее состояние проведения экспертизы объяснительный компонент
интерпретатор
компонент приобретения знаний
БЗ
* БЗ имеет динамический характер, содержит факты и правила в форме продукций
* интерпретатор (решатель) имеет дело с процедурами логического вывода, на основе имеющихся данных решает задачу
* лингвистический процессор осуществляет диалог с пользователем
* рабочая память хранит данные
* компонент приобретения знаний - с его помощью знания извлекаются из эксперта или текста и заносятся в БЗ
* объяснительный компонент отвечает на вопрос, почему принято данное решение и чем мотивирован выбор.
2 режима работы ЭС:
* приобретение знаний: участвует эксперт и инженер по знаниям (посредник)ручные и автоматизированные методы (brainstorm)
* режим решения задач: главный участник - пользователь, заинтересованный в результате.
Типы ЭС:
* демонстрационные прототипы (56)
* исследовательские (92)
* действующие (12)
* промышленные (4)
* коммерческие (9)
Примеры ЭС
две старейшие ЭС:
DENDRAL (химическая тематика, определяет структуру хим. элементов)
MAXIMA (решение мат. задач)
Система FOBS
Санджай, Чадна и др., "Использование известных ситуаций (cases) для построения" ЭС MEDIA (выбор оптимального СМИ для маркетинга на материале Harvard Business School) на основе оболочки ADVISOR. Система задает вопросы и анализирует все факторы, связанные с продуктом (поведение покупателя, ориентация на конкретного покупателя, конъюнктура), рекомендует средство рекламы, перечисляет возможные альтернативы и аргументирует свой выбор.
Default FixSim_112007