Новые информационные технологии в лингвистике
Смотреть слайды в полном размере 
Презентация «Новые информационные технологии в лингвистике» содержит 116 слайдов и доступна в формате ppt. Размер файла: 977.00 KB
Вы можете предварительно ознакомиться с презентацией, просмотреть текст и слайды к ней, а также, в случае, если она вам подходит - скачать файл для редактирования или печати.
Pic.1
Новые информационные технологии в лингвистике Харламов Александр Александрович
Pic.2
Новые информационные технологии в лингвистике
Pic.3
Знания В настоящее время нет общепризнанного формального определения понятия Знание Воспользуемся переходом от данных к знаниям чтобы попытаться понять, что такое Знание Знания обладают рядом …
Pic.4
Представление знаний Свойства знаний - внутренняя интерпретируемость (система имен) - рекурсивная структурированность - связность (взаимосвязь единиц) - представление в виде семантических пространств …
Pic.5
Внутренняя интерпретируемость Предусматривает возможность установки для элемента знаний (и данных) связанной с ним системы имен В том числе: - индивидуальное имя присваивается информационной единице …
Pic.6
Рекурсивная структурированность Определяет свойство декомпозиции для информационной единицы При необходимости информационная единица может быть расчленена на более мелкие единицы, или, наоборот, …
Pic.7
Связность Характеризует возможность установления между информационными единицами отношений, которые определяют семантику и прагматику связей явлений и фактов В отличие от структурированности, …
Pic.8
Представление в виде семантических пространств с метрикой Семантические пространства с метрикой характеризуют смысловую близость-удаленность информационных единиц Знания должны быть взаимосвязанными …
Pic.9
Активность Это принципиальное отличие знаний от данных Активность базы знаний позволяет формировать мотивы, ставить цели и строить процедуры их решения
Pic.10
С самого начала программирование опиралось на первичность процедур и вторичность данных. Процедурам отводилась роль активизирующего начала, они отражали способ решения задачи, активизировали …
Pic.11
Функциональная целостность Отражает возможность комплексного выбора желаемого результата, времени его получения, средств получения результата, средств анализа достаточности полученного результата
Pic.12
Представление знаний Элементы знаний Отличие знаний от данных Отношения и классы отношений
Pic.13
Представление знаний Элементы знаний – это особым образом организованные информационные структуры, которые имеют свое содержание, структуру, возможные связи, и процедуры принятия решений
Pic.14
Представление знаний Отличие знаний от данных Основное отличие уровня знаний от уровня данных заключается в том, что уровень знаний является концептуальной моделью предметной области, в то время как …
Pic.15
Представление знаний Отношения и классы отношений Отношения определяют и фиксируют форму связи между понятиями, (следовательно, и именами), но также между другими функциональными группами внутреннего …
Pic.16
Представление знаний Отношения могут задаваться не только с помощью лексики языка, но и с помощью грамматических связей, выражаемых средствами языка Основным критерием качества представления знаний, …
Pic.17
Классы отношений - отношения классификации - признаковые отношения - количественные отношения - отношения сравнения - отношения принадлежности - временные отношения - пространственные отношения
Pic.18
Классы отношений - каузальные отношения - инструментальные отношения - информационные отношения - порядковые отношения - модальные отношения - модификаторы - квантификаторы
Pic.19
Отношения классификации Позволяют классифицировать элементы предметной области, образовывать классы элементов, устанавливать отношения между классами, а также между классами и отдельными элементами
Pic.20
Отношения классификации Важнейшими являются следующие отношения: - иметь имя - класс – подкласс - элемент – класс - род – вид - нижестоящие понятия – вышестоящие понятия - часть – целое - быть …
Pic.21
Признаковые отношения Приписывают различные качественные признаки понятиям Могут быть представлены в виде последовательной композиции двух отношений: - иметь признак и - иметь значение признака
Pic.22
Понятия представляют собой совокупность определяющих их признаков В понятии сосредоточено то общее, что объединяет отдельные элементы в один класс, признаковые отношения являются характеристиками …
Pic.23
Отношения сравнения составляют три характеристики некоторого понятия или группы понятий по какому-либо признаковому или количественному отношению: - быть меньше (хуже) - быть больше (лучше) - быть …
Pic.24
Отношения принадлежности (ассоциативные) Связывают два элемента предметной области не по классификационному признаку, а по признаку отношения к какой-либо конкретной ситуации
Pic.25
Временные отношения Определяют динамические характеристики элемента: - протяженность существования во времени - момент возникновения - дату и другие временные показатели
Pic.26
Временные отношения К временным отношениям относятся отношения типа: - быть одновременно - быть раньше - быть позже - совпадать во времени - пересекаться во времени
Pic.27
Пространственные отношения Фиксируют место пребывания некоторого элемента предметной области, или взаимоотношение элементов между собой в некотором пространстве
Pic.28
Пространственные отношения В качестве примера можно привести следующие пространственные отношения: - совпадать в пространстве - быть слева - быть справа - быть сзади - быть между - касаться
Pic.29
Инструментальные отношения Отражают прагматический аспект деятельности Самые важные из них: - служить для - быть средством для - способствовать - быть инструментом - быть вспомогательным средством
Pic.30
Информационные отношения Образуют группу отношений, которые описывают различные стороны передачи и получения информации: - быть отправителем - быть получателем - быть источником информации
Pic.31
Порядковые отношения Описывают соотнесенность элементов предметной области между собой: - быть следующим - быть очередным - быть ближайшим
Pic.32
Модальность Модальность – это класс отношений, в котором исследуются высказывания, имеющие такие истинностные значения, как возможность, необходимость, обязательность
Pic.33
Модальность Модальность – одно из важнейших свойств суждений, так как в нем выражается степень существенности того или иного признака для данного объекта предметной области, отображенного в суждении
Pic.34
Модальность Модальности делятся на три группы: - суждения возможности (проблематичности) - суждения необходимости - суждения действительности
Pic.35
Модальность В суждении возможности отображается вероятность наличия или отсутствия признаков у объекта В суждении необходимости отображается такой признак, который имеется у объекта при всех условиях …
Pic.36
Модальность Основные отношения модальности: - необходимо - желательно - невозможно - совершенно невозможно - возможно - обязательно - необязательно - нежелательно - совершенно необходимо
Pic.37
Модификаторы Это класс отношений, устанавливающих признаки элементов К ним относятся следующие лексические единицы: - быстро - осторожно - качественно - сложно - регулярно и т. п.
Pic.38
Квантификаторы Особый класс отношений, в котором словосочетания языка образуют так называемые кванторы, два из них имеют четкий смысл: - квантор общности и - квантор существования
Pic.39
Квантификаторы Квантор общности распространяет некоторую информацию на все без исключения элементы рассматриваемого класса Квантификатор существования содержит утверждение истинности некоторой …
Pic.40
Остальные квантификаторы Однозначной семантикой не обладают, т. е. относятся к разряду нечетких кванторов В качестве примера можно указать следующие нечеткие квантификаторы: - много - мало - часто - …
Pic.41
Первичные атомарные отношения - БЫТЬ ЭТАЛОНОМ - ИМЕТЬ - БЫТЬ ЭЛЕМЕНТОМ КЛАССА - БЫТЬ ПОДКЛАССОМ КЛАССА - РОД-ВИД - НИЖЕСТОЯЩЕЕ-ВЫШЕСТОЯЩЕЕ (ПО ИЕРАРХИИ) - ЧАСТЬ-ЦЕЛОЕ - ИМЕТЬ ПРИЗНАК - …
Pic.42
Первичные атомарные отношения - СРАВНИМО - БОЛЬШЕ - БОЛЬШЕ ИЛИ РАВНО - МЕНЬШЕ - МЕНЬШЕ ИЛИ РАВНО - НЕСРАВНИМО - СРАВНИМОСТЬ-МЕРА - СООТНОСИТЬСЯ - СООТНЕСЕННОСТЬ-ЗНАЧЕНИЕ - ОДНОВРЕМЕННО - БЫТЬ РАНЬШЕ …
Pic.43
Первичные атомарные отношения - НАЧИНАТЬСЯ ОДНОВРЕМЕННО - КОНЧАТЬСЯ ОДНОВРЕМЕННО - ПРИМЫКАТЬ ПО ВРЕМЕНИ СЛЕВА - ПЕРЕСЕКАТЬСЯ ПО ВРЕМЕНИ - СОВПАДАТЬ ПО ВРЕМЕНИ - БЫТЬ ВНУТРИ (ВО ВРЕМЕНИ) - СОВПАДАТЬ В …
Pic.44
Первичные атомарные отношения - ПЕРЕСЕКАТЬСЯ В ПРОСТРАНСТВЕ - КАСАТЬСЯ - НАХОДИТЬСЯ НА - БЫТЬ СВЕРХУ - БЫТЬ СНИЗУ - НАХОДИТЬСЯ В - ПРИНАДЛЕЖАТЬ - СЛУЖИТЬ ДЛЯ - БЫТЬ СРЕДСТВОМ ДЛЯ - БЫТЬ ИНСТРУМЕНТОМ …
Pic.45
Первичные атомарные отношения - БЫТЬ МОТИВОМ - БЫТЬ ОТПРАВИТЕЛЕМ - БЫТЬ ПОЛУЧАТЕЛЕМ - БЫТЬ ИСТОЧНИКОМ ИНФОРМАЦИИ - БЫТЬ СЛЕДУЮЩИМ - БЫТЬ ОЧЕРЕДНЫМ - БЫТЬ БЛИЖАЙШИМ - БЫТЬ ЗАМЕНЯЮЩИМ - НАХОДИТЬСЯ В …
Pic.46
Выражение знаний Практический опыт, заключенный в базе знаний, представляется совокупностью многочисленных фактов, правил, процедур и эвристик (т. е. эмпирических правил), относящихся к определенной …
Pic.47
Выражение знаний Предметную область, представленную моделью «Сущность–Отношение–Атрибут–Значение–Событие» можно характеризовать совокупностью объектов, количественных и качественных характеристик …
Pic.48
Выражение знаний Объекты и связи составляют базис для классификации понятий Объекты подразделяются на: - сущности - события - значения связи – на: - отношения - атрибуты
Pic.49
Выражение знаний Сущность – это понятие, воспринимаемое индивидуально, представляющее интерес само по себе и имеющее определенную протяженность во времени Событие – это понятие, воспринимаемое …
Pic.50
Выражение знаний Отношение – временная или постоянная связь между сущностями и (или) событиями Отношение может включать некоторые значения Атрибут – это временная или постоянная связь между сущностью …
Pic.51
Аспекты задачи представления знаний Необходимо различать два аспекта – идентификацию понятий и формулировку ограничений Идентификация понятий предполагает отображение объекта предметной области в …
Pic.52
Идентификация понятий включает классификацию явлений по разным категориям: - выделяются объекты и связи (отношения) между ними - при этом выделяются индивидуальные и групповые объекты - определяются …
Pic.53
Объекты не всегда существуют в любое время, а связи могут меняться с течением времени Изменение во времени предполагает существование понятия «состояние» В некотором состоянии находятся объекты и …
Pic.54
Наложение ограничений Допускает различные виды ограничений и способы их выражения Можно выделить: - статические ограничения, которые накладываются на объекты и их связи и выполняются в любое время - …
Pic.55
Системы представления знаний Модели представления знаний могут быть подразделены на четыре класса: - семантические сети - системы фреймов - продукционные системы - логические модели (языки)
Pic.56
Семантические сети Обозначают класс подходов, для которых общим является использование графических схем с узлами, соединенными дугами Семантические сети представляют знания о предметной области и …
Pic.57
Pic.58
Семантические сети Семантические сети являются объектно-ориентированными структурами и обеспечивают такой признак, как связность
Pic.59
Семантические сети В иерархических семантических сетях используются, например, такие типы связей между объектами: - множество - подмножество - элемент
Pic.60
Семантические сети Семантические сети, применяемые для описания естественных языков, используют такие типы связей между объектами: - агент - объект - реципиент
Pic.61
Семантические сети Характерной особенностью семантических сетей является наличие трех типов отношений: - класс — элемент класса - свойство — значение - пример элемента класса
Pic.62
Семантические сети Ассоциативная навигация Основная идея моделирования при помощи семантических моделей заключается в том, что модель представляет данные о реальных объектах и связях между ними …
Pic.63
Семантические сети Накладывая ограничения на описание вершин и дуг, можно получить сети различного вида
Pic.64
Семантические сети Если вершины не имеют собственной внутренней структуры, такие сети называют простыми В противном случае они являются иерархическими сетями В этом случае сеть может быть разделена …
Pic.65
Семантические сети Достоинства семантических сетей: - в семантических сетях существует возможность представлять знания более естественным и структурированным образом, чем в других формализмах - …
Pic.66
Семантические сети Недостатки семантических сетей: - нет специальных средств, позволяющих определить временные зависимости, поэтому временные значения и события трактуются как обычные понятия - …
Pic.67
Модель семантической сети
Pic.68
Модель семантической сети Проблема поиска решения в базе знаний типа семантической сети сводится к задаче поиска фрагмента сети, соответствующего некоторой подсети, соответствующей поставленному …
Pic.69
Модель семантической сети Наиболее часто в семантических сетях используются следующие отношения: - связи типа "часть-целое" ("класс-подкласс", "элемент-множество" и т. …
Pic.70
Модель семантической сети Наиболее часто в семантических сетях используются следующие отношения (продолжение): - временные (раньше, позже, в течение. . . ) - aтрибутивные связи (иметь свойство,иметь …
Pic.71
Модель семантической сети Можно ввести несколько классификаций семантических сетей: - по количеству типов отношений - однородные (с единственным типом отношений) - неоднородные (с различными типами …
Pic.72
Модель семантической сети Можно ввести несколько классификаций семантических сетей: - по типам отношений: - бинарные (в которых отношения связывают два объекта); - непарные (в которых есть …
Pic.73
Модель семантической сети Проблема поиска решения в базе знаний типа семантической сети сводится к задаче поиска фрагмента сети, соответствующего некоторой подсети, соответствующей поставленному …
Pic.74
Модель семантической сети
Pic.75
Модель семантической сети Узлы графа соответствуют понятиям и объектам, а дуги – отношениям между объектами Формально сеть можно задать в следующем виде: – множество информационных единиц – множество …
Pic.76
Семантическая сеть Семантическая сеть представляет знания преимущественно декларативно
Pic.77
Системы фреймов Фреймы – это фрагменты знания, предназначенные для представления стандартных ситуаций Термин «фрейм» (frame – рамка) был предложен М. Минским
Pic.78
Системы фреймов Например, слово «комната» вызывает у слушающих образ комнаты: «жилое помещение с четырьмя стенами, полом, потолком, окнами и дверью, площадью 6-20 м2»
Pic.79
Фрейм Фрейм - это минимальное возможное описание сущности какого-либо явления, события, ситуации, процесса или объекта Минимальность означает, что при дальнейшем упрощении описания теряется его …
Pic.80
Фрейм В этом описании есть незаполненные значения некоторых атрибутов Эти незаполненные значения атрибутов — количество окон, цвет стен, высота потолка, покрытие пола и др.
Pic.81
Фрейм Фреймы имеют вид структурированных наборов компонентов ситуации, называемых слотами С каждым фреймом ассоциируется разнообразная информация (в том числе и процедуры), например, ожидаемые …
Pic.82
Фрейм В качестве идентификатора фрейму присваивается имя фрейма. Это имя должно быть единственным во всей фреймовой системе
Pic.83
Фрейм Структура фрейма
Pic.84
Фрейм Различают фреймы-образцы или прототипы, хранящиеся в базе знаний, и фреймы-экземпляры, которые создаются для отображения реальных ситуаций на основе поступающих данных
Pic.85
Фрейм Фрейм-прототип – это наиболее типичный представитель своего класса, с обобщенными, но вполне конкретными, значениями своих свойств
Pic.86
Фрейм Модель фрейма является достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить все многообразие знаний о мире через: - фреймы-структуры, для обозначения объектов и понятий (заем, залог, …
Pic.87
Фрейм Модель фрейма является достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить все многообразие знаний о мире через: - фреймы-сценарии (банкротство, собрание акционеров, празднование именин) - …
Pic.88
Фрейм Важнейшим свойством теории фреймов является заимствованное из теории семантических сетей наследование свойств. Наследование происходит по AKO-связям (A-Kind-Of = это). Слот АКО указывает на …
Pic.89
Фрейм Значением слота может быть что угодно: числа, формулы, тексты на естественном языке или программы, правила вывода или ссылки на другие слоты данного фрейма или других фреймов. В качестве …
Pic.90
Формальная структура фрейма имеет следующий вид: f[<N1,V1>,<N2,V2>. . . . . <Nk,Vk>],где f – имя фрейма; пара <Ni,Vi> – i-й слот, Ni – имя слота и Vi – его значение Значение …
Pic.91
Фрейм Каждый фрейм как структура хранит знания о предметной области (фрейм-прототип), а при заполнении слотов значениями превращается в конкретный фрейм события или явления
Pic.92
Фрейм: Человек Имя слота: Значение слота Класс: Животное Структурный элемент: Голова, шея, руки, . . . Рост: 30 - 220 см Масса: 1 - 200 кг Хвост: Нет Язык: Русский, английский, . . . Связь: Обезьяна
Pic.93
Фрейм
Pic.94
Фрейм Достоинство фреймового представления заключается в том, что этот тип представления комбинирует декларативные и процедурные знания
Pic.95
Фрейм Фреймовые модели обеспечивают требования структурированности и связности Это достигается за счет свойств наследования и вложенности, которыми обладают фреймы, т. е. в качестве слотов может …
Pic.96
Фрейм К недостаткам фреймовых систем относят их относительно высокую сложность, что проявляется в снижении скорости работы механизма вывода и увеличения трудоемкости внесения изменений в родо-видовую …
Pic.97
Продукционные системы Продукционная модель - модель, основанная на правилах, позволяющая представить знания в виде предложений типа: Если (условие), то (действие) Идея этого метода принадлежит Э. …
Pic.98
Продукционные системы Под условием понимается некоторое предложение — образец, по которому осуществляется поиск в базе знаний, а под действием — действия, выполняемые при успешном исходе поиска (они …
Pic.99
Продукционные системы При использовании продукционной модели база знаний состоит из набора правил. Программа, управляющая перебором правил, называется машиной вывода. Чаще всего вывод бывает прямой …
Pic.100
Продукционные системы
Pic.101
Продукционные системы Продукционная модель привлекает разработчиков своей наглядностью, высокой модульностью, легкостью внесения дополнений и изменений и простотой механизма логического вывода
Pic.102
Система продукций Образуется множеством правил продукции. Эти правила формулируют определенные действия при выполнении некоторых заданных условий В самом простом виде правила продукций близки по …
Pic.103
Система продукций Удобна для выражения знаний, которые могут принимать форму переходов между состояниями (ситуация -> действие, посылка -> заключение, причина -> следствие)
Pic.104
Система продукций База знаний в этом случае состоит из множества правил продукций (базы правил) П={P1, P2, . . . , Pm} и конечного набора фактов (базы фактов) A=(a1, a2, . . . , an) Если правило …
Pic.105
Недостатки системы продукций: - отсутствие внутренней структуры - отсутствие зависимости шагов дедуктивного вывода от стратегии вывода, что делает ее трудно интерпретируемой
Pic.106
Достоинства продукционных систем: - модульность организации знаний - независимость правил продукций - легкая модификация знаний на основе возможного удаления и добавления правил - возможность …
Pic.107
Логические модели Для представления математического знания в математической логике пользуются логическими формализмами — исчислением высказываний и исчислением предикатов
Pic.108
Логические модели Эти формализмы имеют ясную формальную семантику и для них разработаны механизмы вывода. Поэтому исчисление предикатов было первым логическим языком, который применяли для …
Pic.109
Логическая модель В логическом подходе знания представляются посредством формул, которые строятся из предикатов, логических связок, кванторов и т. п. Одни логические подходы ограничиваются …
Pic.110
Логические модели Предикатом называется функция, принимающая два значения (истина или ложь) и предназначенная для выражения свойств объектов или связей между ними Выражение, в котором утверждается …
Pic.111
Логические модели Константы служат для именования объектов предметной области Логические предложения или высказывания образуют атомарные формулы Интерпретация предиката — это множество всех …
Pic.112
Логические модели Пример: «Михаил дал Владимиру книгу» ДАТЬ (МИХАИЛ, ВЛАДИМИРУ, КНИГУ)
Pic.113
Логические модели Логический вывод осуществляется с помощью силлогизма (если из A следует B, а из B следует C, то из A следует C)
Pic.114
Логические модели Преимущество логических моделей представления знаний заключается в возможности непосредственно запрограммировать механизм вывода синтаксически правильных высказываний
Pic.115
Недостатки логической модели: Логические модели являются наиболее строгим, в математическом смысле, способом представления знаний На практике они не получили большого распространения из-за малой …
Pic.116
Логическая модель В основе логических моделей представления знаний лежит понятие формальной системы в виде четверки: M = <T,P,A,F>, где T – множество базовых символов теории M (например, буквы …
Если вам понравился сайт и размещенные на нем материалы, пожалуйста, не забывайте поделиться этой страничкой в социальных сетях и с друзьями! Спасибо!
