Аналізатори на основі розширених та логічних мереж переходів

Розширені мережі переходів підсилюють можливості звичайних мереж за рахунок додавання процедур, зв'язаних з дугами мережі. Ці процедури виконуються ATN-аналізатором при проході відповідних дуг. Процедури можуть привласнювати значення та виконувати перевірки, що приводять до заборони переходу при недотриманні заданих умов (наприклад, угод про використання форм однини та множини). За допомогою цих процедур також можна будувати дерево розбору, що застосовується для генерації внутрішнього семантичного представлення змісту речення.

Процедури можуть зв’язуватись як з термінальними, так і нетермінальними символами (у тому числі verb, noun_phrase). Наприклад, слово можна описувати з використанням його морфологічного кореня, а за допомогою процедури задавати частину мови, однину чи множину, особу і т.д. Нетермінальні символи граматики описуються аналогічно. Іменна конструкція описується артиклем, іменником, його числом і особою. Як термінальні, так і нетермінальні символи можна представити за допомогою фреймоподібної структури з іменами комірок та їх значеннями. Значення цих комірок можуть задавати процедури або покажчики на інші структури. Наприклад, перша комірка фрейму речення може містити покажчик на визначення іменної конструкції. На рис. 13.6 показані фрейми для нетермінальних символів sentence, noun_phrase і verb_phrase в описаній вище простій граматиці.

Окремі слова представляються за допомогою аналогічних структур. Кожне слово в словнику визначається фреймом, у якому зазначено, до якої частини мови воно ставиться, морфологічний корінь і істотні граматичні властивості. У нашому прикладі необхідно перевіряти тільки відповідність форм однини та множини. У більш складних граматиках можуть враховуватись також особа та інші властивості. У цих записах словника може міститись визначення концептуального графа значення слова, використовуване при семантичній інтерпретації. Повний словник граматики, що розглядається, показаний на рис. 13.7.

Рисунок 13.6 – Структури для представлення нетермінальних символів речення, а також іменної та дієслівної конструкції.

Рисунок 13.7 – Записи словника для простої ATN-мережі

На рис. 13.8. показана мережа ATN для даної граматики. За допомогою псевдокоду описані процедури, що виконуються для кожної дуги. Мітками дуг є як нетермальні символи граматики (як і на рис. 13.4), так і числа, що використовуються для виділення функцій, зв'язаних з кожною дугою. Для проходу дуги ці функції повинні бути успішно виконані.

При звертанні до мережі нетермінального символу аналізатор створює новий фрейм. Наприклад, при вході в мережу noun_phrase створюється фрейм noun_phrase. Комірки фрейму заповнюються функціями для цієї мережі. Цим коміркам можуть бути привласнені значення граматичних властивостей або покажчики на компоненти синтаксичної структури (тобто символ verb_phrase може складатися із символів verb і noun_phrase). При досягненні кінцевого стану мережа повертає отриману структуру.

Рисунок 13.8 – ATN-граматика для перевірки відповідності числа та побудови дерева розбору

Рисунок 13.8 – (Закінчення)

При проході дуг з мітками noun, article і verb зчитується наступне слово із вхідного потоку та витягається його визначення зі словника. Якщо це слово відноситься до невідповідної частини мови, перехід по дузі не відбувається. У противному випадку повертається фрейм визначення.

На рис. 13.8 фрейми та комірки позначені ідентифікатором ФРЕЙМ.КОМІРКА, зокрема комірка числа фрейму дієслова позначена VERB.NUMBER. У процесі розбору кожна функція будує та повертає фрейм, що описує відповідну синтаксичну структуру. У цій структурі містяться покажчики на структури, що повертаються мережами більш низького рівня. Функція найвищого рівня (рівня речення) повертає структуру sentence, що представляє дерево розбору вхідного потоку. Ця структура передається семантичному інтерпретатору. На рис. 13.9 показане дерево граматичного розбору, що повертається для речення “The dog likes man”.

На наступній стадії обробки природної мови на основі мови отриманого дерева розбору (на зразок представленого на рис. 13.9) будується семантичне представлення знань про предметну область і змісту речення.

Рисунок 13.9 – Дерево граматичного розбору для речення “The dog likes man”, що повертається ATN-аналізатором