Обобщенная схема ЕЯ-систем. Методы реализации ЕЯ-систем. Основные классы ЕЯ-систем. Системы общения с базами данных. Обзор промышленных ЕЯ-систем.

В конце 60-х годов в исследованиях по ИИ сформировалось самостоятельное направление, получившее название "обработка естественного языка".

Задачей данного направления является исследование методов и разработка систем, обеспечивающих реализацию процесса общения с ЭВМ на естествен­ном языке.

Сложность создания средств общения, предназначенных для конечных поль­зователей, обусловлена в значительной степени отсутствием единой теории языкового общения, охватывающей все аспекты взаимодействия коммуникан­тов.

Низкая эффективность, а часто неприемственность традиционных средств общения в большинстве случаев вызвано тем, что в них не учитываются важ­нейшие особенности процесса общения, направленного на удовлетворение ре­альных информационных потребностей пользователя (ИПП). Эти особенности независимо от специфики решаемых пользователями задан сводятся к следую­щим:

1) Изменяемость. ИПП не может быть заранее чётко определена в спецификациях на разработку системы общения. ИПП неизбежно изменяется
в ходе разработки и эксплуатации системы.

2) Несовпадение взглядов на мир. Представления, имеющиеся у пользователя и системы о языке общения и проблемной области, относительно которых ведётся общение, могут не совпадать. Исходя из этого, процесс общения должен предусматривать разъяснения смысла неизвестных терминов, обнаружение и устранение несовпадающих представлений, а так­ же предупреждение ошибочных толкований, т.е. установление общих то­
чек зрения на обсуждаемые в процессе общения сущности.

3) Связность общения. Процесс общения не может быть ограничен обме­ном изолированными парами "вопрос-ответ", т.к. в большинстве реаль­ных случаев ИПП не может быть выражена в виде одного вопроса (пред­ложения). Часто требуется определить ситуацию, в которой возникла ИПП, т.е. предпослать запросу на решение некоторой задачи контекст, в котором эту задачу надо решать. Кроме того, процесс удовлетворения
ИПП - решение некоторой задачи, в большинстве реальных предложений
требует взаимодействия, основанного на смешанной инициативе участников. Поэтому процесс общения должен иметь сложную разветвлённую
структуру и состоять из обмена связанными высказываниями.

4) "Неправильность" высказываний пользователя. Для выражения ИПП
пользователь может применять как "правильные" предложения, т.е. такие,
которые будут однозначно поняты и верно обработаны системой, так и
"неправильные". Неправильности могут быть вызваны, во-первых, тем,
что пользователь обычно не в состоянии учесть все ограничения системы
общения в частности её возможностей и знаний; во-вторых, использованием умолчаний, характерных для естественного общения и допускающих неоднозначное толкование высказываний, и, в-третьих, отклонением предложений от грамматической нормы.

Недостатки традиционных средств общения потребовали создание средств нового поколения, которые должны быть способны настраиваться на РГПП и адаптироваться к их изменению, представлять и объяснять свою точку зрения на проблемную область, а также учитывать точку зрения пользователя, поддер­живать связный диалог и уметь обрабатывать "неправильные" высказывания. Разработка этих средств ведётся в настоящее время по двум основным направ­лениям:

1) Направление, развиваемое преимущественно специалистами по системам обработки данных, заключается в повышении уровня и увеличении непроцедурности формализованных языков общения.

2) Развивается в рамках ИИ и предполагает использование конечными поль­зователями для взаимодействия с ЭВМ естественного языка, семантически и прагматически ограниченного проблемной областью, относительно которой ведётся общение. ЕЯ-системы разработаны в рамках второго направления.

Чтобы быть полноправным участником общения ЕЯ-система должна выпол­нять некоторые обязательные функции. К этим функциям относятся:

1) введение диалога - определение его структуры и той роли, которую система и пользователь выполняют на текущем шаге диалога;

2) понимание - преобразование поступающих от пользователя высказываний на ЕЯ в высказывания на языке внутреннего представления;

3) обработка высказываний - формирование или определение знаний на решение задач на данном шаге диалога;

4) генерация - формирование выходных высказываний на ЕЯ.

В соответствии с высказанными функциями общения схема ЕЯ- системы может быть представлена:

1) Диалоговый компонент.

В связи с тем, что возможности существующих ЕЯ- систем не позволяют им самостоятельно формировать целесообразное поведение, в систему обычно вво­дится информация, определяющая общую и тематическую структуры диалога. По структуре и текущему состоянию диалога диалоговый компонент формирует (если инициатива принадлежит системе) или определяет (если инициатива при­надлежит пользователю) задание, выполняемое системой на текущем шаге.

Ведение диалога выполняется по одной из двух схем: диалог ведёт пользова­тель, диалог ведёт система. Для системы весь диалог сводится к выработке ре­акций на текущие высказывания пользователя.

Вторая задача диалогового компонента вызвана тем, что реакции одного уча­стника могут не соответствовать ожиданиям другого. Формирование перехвата происходит в тех случаях, когда система определяет, что текущая ситуация не соответствует ситуации, предусмотренной структурой диалога. Если же пере­хват инициативы осуществляет пользователь, то задача системы - обработать его, т.е. распознать наличие перехвата инициативы, определить новую цель (те­му), на которую перешёл пользователь, и перейти на структуру диалога, соот­ветствующую новой теме.

2) Компонент понимания высказываний предназначен для выделения смысла входного высказывания и выражения этого смысла на внутреннем языке системы. На этапе анализа выделяются описания сущностей, упомянутых во входном высказывании, выделяются свойства этих сущностей и отношения между ними. Анализ выполняется отдельным блоком-анализатором. Анализаторы различаются по ряду параметров основные из них:

- тип анализируемых предложений,

- выделяемые описания сущностей;

- глубина проникновения в смысл;

- используемые для анализа средства

Интерпретация заключается в отображении входного высказывания на зна­ния системы. Основными задачами интерпретации являются:

- буквальная интерпретация высказывания в контексте диалога; (состоит в том, чтобы, учитывая контекст диалога, идентифицировать образы тех сущностей области интерпретации, которые имел в виду говорящий)

- интерпретация высказывания на намерения говорящего. (состоит в том, чтобы, применяя имеющиеся у системы методы вывода, опреде­лить, как обрабатываемое высказывание соотносится с целями и планами уча­стников общения)

3) Компонент генерации высказываний решает в соответствии с результата­ми, полученными остальными компонентами системы, две основные задачи:

- генерация смысла является сложной и мало изученной. Тип высказывания зависит от состояния системы и результатов, полученных предыдущими компо­нентами. Так, если система должна генерировать ответ на вопрос, то необходи­мо определить по состоянию системы, будет ли ответ прямой или косвенный.

- вторая задача состоит в синтезе естественно-языкового выражения, соот­ветствующего внутреннему представлению выходного высказывания. Данная задача подразделяется на этапы семантического, синтаксического и морфологи­ческого синтеза. Сложность задачи синтеза определяется требованиями к есте­ственности и выразительной мощности выходных высказываний.

Для понимания принципов построения ЕЯС важен вопрос об используемых в системе знаниях. Знания ЕЯС можно классифицировать собственно знания; способ представления знаний. К основным видам знаний относятся факты и операционные знания.

Способ представления знаний включает два аспекта: способ организации знаний и модель представления.