Системы общения с базами данных

<3 4 567 8 9 >

В последнее время возрос интерес к ЕЯ-системам данного класса, что связано с усиливающейся тенденцией хранения информации в структурированных источниках данных. Концепция базы данных лежит в основе подавляющего большинства современных систем обработки данных. Для обеспечения взаимодействия с конечными пользователями системы управления базами данных (СУБД) предоставляют специальные формализованные языки. Однако, как правило, эти языки ориентированы на пользователей, обладающих специальными знаниями. В частности, они должны знать основные приемы программирования, синтаксис языка запросов, логическую структуру БД, термины, используемые в БД для обозначения сущностей предметной области, и т.п. ЕЯ-системы рассматриваемого класса предназначены для использования в качестве посредника (ЕЯ интерфейса) между неподготовленными конечными пользователями (т. е. специалистами в прикладных проблемных областях, не обладающими указанными выше знаниями) и БД. Другими словами, они должны позволять получать информацию, хранящуюся в БД, по запросам, сформулированным на ЕЯ. В системах общения с БД общение ведется в форме связного диалога, т.е. ответы на вопросы пользователя выдаются с учетом его предыдущих вопросов и/или предыдущих ответов системы. Инициатива в диалоге в основном принадлежит пользователю. Перехват инициативы допускается лишь для уточнения незнакомых системе слов и исправления орфографических ошибок. Язык общения является подмножеством естественного языка, семантически ограниченным предметной областью, отображаемой в БД. В высказываниях пользователя допускаются многие общепринятые синтаксические конструкции. Кроме того, допускаются определенные неправильности: орфографические ошибки, пропуск слов, ошибки в пунктуации, неправильное употребление строчных и прописных букв и ряд типичных диалоговых конструкций: эллипсис и анафорические ссылки. Ответы ЕЯ-системы строятся таким образом, чтобы обеспечить, насколько это возможно, «дружественность» общения.Диалоговые системы решения задачОсновное отличие ЕЯ-систем данного класса от ЕЯ-систем общения с БД состоит в той роли, которую играет система в процессе решения задач пользователя. Системы общения с БД лишь облегчают получение из БД информации. Они, как правило, не имеют знаний о задаче, для решения которой пользователю нужна эта информация. При общении с диалоговыми системами решения задач пользователь и система меняются ролями. Цель системы состоит в получении решения задачи на основе использования как собственных знаний и механизмов вывода, так и данных, получаемых из ответов пользователя и из прикладных программ, которые могут вызываться диалоговой системой для непосредственного решения каких-то подзадач.В системах данного класса требуется выполнить или упорядочить для последующего выполнения (т. е. спланировать) действия, позволяющие получить решение некоторой типовой, стереотипной задачи. Каждый класс подобных стереотипных задач характеризуется тем, что входящие в него задачи имеют одинаковую и хорошо определенную структуру и отличаются друг от друга лишь значениями органического числа параметров. Поэтому для инициирования процесса решения задачи пользователю достаточно сообщить системе преследуемую им цель (т. е. идентифицировать тип задачи) и задать ограничения на значения каких-то параметров решаемой задачи. Если какие-то параметры пропущены или заданы (с точки зрения системы) неправильно, то система перехватывает инициативу, инициируя диалоги по уточнению параметров. В ходе этих диалогов пользователь также может перехватывать инициативу, задавая системе вопросы для того, чтобы использовать полученные сведения при формировании ответов на предыдущие вопросы системы.Предопределенность решаемой задачи и наличие детальных сведений о ее структуре приводят к тому, что основные функции ЕЯ-системы могут успешно выполняться в более сложной (чем в случае ЕЯ-систем общения с БД) постановке. Так, вместо жесткой структуры диалога в диалоговых системах решения задач может использоваться альтернативная или гибкая структура с произвольным перехватом инициативы. Понимание входных высказываний осуществляется с учетом текущего состояния диалога и имеющихся у системы целей. Благодаря этому упрощается понимание высказываний, содержащих неправильности, и в то же время повышается непроцедурность общения (так как система может рассматривать высказывания пользователя как определения условий текущих подзадач). Высказывания системы строятся в виде фраз естественного языка. Их генерация осуществляется, как правило, в соответствии с коммуникативными намерениями, которые определяются компонентом ведения диалога. В связи с этим содержание высказываний системы может в значительной степени варьироваться. Это могут быть результаты решения задач, вопросы, касающиеся каких-то параметров задач, объяснения действий системы и имеющихся у нее представлений о проблемной области и т. п.Основной областью практического использования диалоговых систем решения задач является обеспечение ЕЯ-доступа к различным прикладным системам, предназначенным для решения задач реальных объемов и сложности. При этом диалоговая система выступает в качестве интерфейса между прикладной системой и конечным пользователем, не знающим входного языка прикладной системы и имеющим лишь самое общее представление об алгоритме решения задачи. Большинство из существующих в настоящее время ЕЯ-систем данного типа предназначены для общения пользователя (клиента) с экспертными системами (ЭС) в процессе кооперативного решения задачи. Вместе с тем разрабатываются и ЕЯ-системы, не прибегающие в процессе решения задач к помощи пользователей (эти системы могут найти применение в простых проблемных областях).В настоящее время разработано достаточно много систем данного класса, но все они ориентированы на решение определенного круга вопросов в конкретной предметной области. Пример:система Snuka – обеспечивает общение на английском языке с экспериментальной ЭС Knobs, решающей задачи планирования военных операций (система позволяет вводить в ЭС компоненты плана, получать ответы на вопросы пользователя о предметной области, анализировать высказывания пользователя и, по желанию пользователя, автоматически генерировать полный план);система Xcalibur – обеспечивает общение на английском языке с экспериментальной ЭС Xsel, выполняет функции консультанта, помогающего пользователю выбрать нужные ему компоненты вычислительной техники и формирующего с помощью системы R1 заказ на конфигурацию технических средств;система Advisor выполняет функции консультанта, способного отвечать на вопросы студентов о различных дисциплинах и давать советы относительно возможности или необходимости изучения той или иной дисциплины и др. Существующие ЕЯ-системы данного класса пока не отвечают требованиям, диктуемым условиями промышленной эксплуатации (например, требование простоты настройки ЕЯ-системы на класс решаемых задач и на прикладную систему). В то же время следует обратить внимание на тенденцию применения в качестве подсистем ЕЯ-системы хорошо зарекомендовавших себя и допускающих настройку фрагментарных систем. Эта тенденция особенно заметна в ЕЯ-системах, решающих задачи с помощью собственных механизмов вывода.Системы обработки связных текстовСистемы данного класса моделируют процесс понимания законченных описаний определенных фрагментов действительности (историй, рассказов, эпизодов и т. п.), выраженных в виде текста на естественном языке, т. е. последовательности связанных друг с другом предложений. Понимание текста трактуется как извлечение из него всей существенной с точки зрения системы информации и присоединение ее к собственной базе знаний. После этого система может отвечать на вопросы относительно фактов, событий, явлений и прочих сущностей, которые явно или косвенно описаны во введенных текстах. Очевидно, что в практическом плане модели и методы, развиваемые в системах обработки связных текстов, могут быть полезны при создании интеллектуальных систем автоматического индексирования и реферирования.Для примера рассмотрим системы Researcher и Tailor, которые образуют единый комплекс, позволяющий пользователю получать сведения из рефератов-патентов, описывающих сложные физические объекты. Система Researcher получает рефераты патентов, стрит на их основе базу знаний и делает обобщения их различных патентов, которые могут служить для изучения содержащихся в рефератах сведений, относящихся к различным объектам. Вопрос-ответные функции выполняет система Tailor. Каждый из классов ЕЯ-систем обладает специфическими особенностями, которые хорошо заметны при рассмотрении характера задач, решаемых основными функциональными компонентами этих систем (таблица 2.1).

Таблица 2.1. Сравнительная характеристика основных классов ЕЯ-систем

Классы ЕЯ-систем	Компоненты ЕЯ-систем
Ведение диалога	Понимание высказываний	Генерация высказываний
Вопрос-ответные системы	Жесткий диалог с инициативой у пользователя	Отдельные правильные ЕЯ- предложения с лексическими, синтаксическими и семантическими ограничениями. Интерпретация осуществляется на ПО	Прямые ответы в виде ЕЯ- предложений с лексическими, синтаксическими и семантическими ограничениями. Стандартные сообщения о неудачах
Системы общения с БД	Жесткий или альтернативный диалог. Инициатива в основном принадлежит пользователю. Перехваты инициативы системой для предупреждения или устранения некоторых видов локальных неудач	ЕЯ-предложения, которые могут содержать неправильности и ссылки на предложения из предыдущих запросов. Интерпретация на проблемную область или область языка общения	Прямые ответы, получаемые с помощью средств генерации отчетов СУБД. Стандартные сообщения для предупреждения или устранения неудач. Перефразирование запросов на ЕЯ
Диалоговые системы решения задач	Гибкий диалог. Инициатива в основном принадлежит системе. Разнообразные способы перехвата инициативы	ЕЯ-предложения, которые могут содержать неправильности и ссылки на предыдущие высказывания. Интерпретация на проблемную область, область языка общения, область системы, область пользователя и область дискурса	Прямые и косвенные ответы в виде ЕЯ-предложений, генерируемых с учетом целей и намерений участников общения
Системы обработки связных текстов	Жесткий диалог с инициативой у пользователя	Связный текст в виде последовательности ЕЯ- предложений, описывающих события, сложные объекты, явления и т.п.	Связный текст в виде последовательности ЕЯ- предложений