第8章 节 自然语言理解人工智能 .ppt

* 第8章 自然语言理解 8.1 语言及其理解的基本概念 8.2 词法分析 8.3 语法分析 8.4 语义分析 自然语言是指人类日常交流所使用的语言。自然语言理解主要研究如何使计算机能够理解和生成自然语言。自然语言理解既是人工智能研究较早的一个领域，同时也是现代计算机的一个必备特征。 8.1 语言及其理解的基本概念 自然语言是音义结合的词汇和语法体系。词汇是语言的基本单位，它在语法的支配下可构成有意义和可理解的句子，句子再按一定的形式构成篇章等。其结构如图8.1所示： 语言 词汇 语法 词 熟语 词法 句法 词素 构形法 构词法 词组构造法 造句法 词汇是语言的基本单位。熟语是指一些词的固定组合，如汉语中的成语。词又由词素构成，词素是构成词的最小有意义的单位。如“学生”是由“学”和“生”这两个词素构成的。 语法是语言的组织规律。词法是用词素或熟语构成词的规则，可分为构形法和构词法。构形法是指单数复数等。造句法是用词和词组构造句子的规则。 语言 词汇 语法 词 熟语 词法 词素 句法 构形法 构词法 词组构造法 语言 词汇 语法 词 熟语 词法 词素 造句法 句法 构形法 构词法 词组构造法 语言 词汇 语法 词 熟语 词法 词素 其主要任务是要找出词汇的各个词素，从中获得语言学信息，并确定单词的词义。以英语为例，其词法分析的基本算法如下： repeat look for word in dictionary if not found then modify the word until word is found or no further modification possible 其中，word是一个变量，其初始值就是当前词。 例8.1 用上述算法分析catches。 解：其分析过程如下： catches 词典中查不到 catche 修改1：去掉s catch 修改2：去掉e 可以看出，在修改2时就查到了catch。当然，这只是一个很简单的例子，完整的词法分析还应该包括复合词的切分等。 8.2 词法分析 8.3 句法分析 句法分析是对句子和短语的结构进行分析，其最大单位是一个句子。分析的目的是要找出词、短语等的相互关系，以及他们在句子中的作用等，并用一种层次结构加以表达。这种层次结构可以是句子的成分关系、，也可以是语法功能关系。 8.3.1 句法规则的表示方法 8.3.2 自顶向下与自底向上分析 8.3.1 句法规则的表示方法 句子结构的表示 一个句子是由各种不同的句子成分组成的。这些成分可以是单词、词组或从句。句子成分还可以按其作用分为主语、谓语、宾语、宾语补语、定语、状语、表语等。这种关系可用一棵树来表示，如对句子： He wrote a book 可用图8.2所示的树形结构来表示 一个句子又是由若干个词类构成的，如名词、动词、代词、形容词等。若从句子的词类来考虑，一个句子也可用一棵树来表示，这种树称为句子的分析树，如图8.3所示。 句子 主语 谓语 动词 宾语 He wrote a book 句子 代词 动词短语 动词 名词短语 He wrote a book 8.3.1 句法规则的表示方法 变换文法(1/2) 上下文无关文法反映的仅是一个句子本身的层次结构和生成过程，而自然语言是上下文有关的。为此，乔姆斯基又提出了变换文法(Transformational Grammar)。该文法认为，句子的结构有深层和表层两个层次。例如： She read me a story 和 She read a story to me 的表层结构不一样，但它们的深层结构则是一样的。再如，主动句和被动句也只是表层结构不同，其深层结构则是相同的。 在变换文法中，句子深层结构和表层结构之间的变换是通过变换规则实现的，如图8.6给出了一条把主动句变换为被动句的变换规则。 句子 介词短语1 句子 名词短语1 动词短语 动词 名词短语2 名词短语2 动词被动语态 动词 介词 动词的过去分词 名词短语1 句子 介词短语 句子 名词短语1 动词短语 动词 名词短语2 名词短语2 动词被动语态 8.3.1 句法规则的表示方法 变换文法(2/2) 助动词 介词 动词的过去分词 名词短语1 句子 介词短语 句子 名词短语1 动词短语 动词 名词短语2 名词短语2 动词被动语态 冠词 名词 专用名词 上下文无 关文法 变换规则 冠词 名词 The professor J