中科大自然语言理解
中科大自然语言理解讲义
输入：符号串W= w1w2…, 文法规则集G，LR分析表 输出：若W是合法句子，输出“成功”，否则输出
“错误”
LR分析算法过程描述(2)
把状态0压入分析栈，W$放入输入缓冲区中，指针p 指向W$的第一个符号；
循环执行下面的语句 设s是分析栈的栈顶状态，并且c是p所指向的当前字符； 若 Action[s, c]=移进k, 则把c和 k 先后压入分析栈中, p指
的$
LR算法分析过程示意3
调用规则：2
(1) S NP VP (2) NP N (3) NP CS 的 (4) VP V NP (5) CS NP V' (6) V' V V
栈操作：Action[1,V]=归约2, 第2条规则为NP N，将N 1 弹出栈，0为当前栈顶， Goto[0,NP]=2，将NP 2压入 栈
栈顶为9
栈：0 NP 2 V 6 NP 11 V 13 V 9
NP
NP
NV N V V
的$
LR算法分析过程示意9
调用规则：6
(1) S NP VP (2) NP N (3) NP CS 的 (4) VP V NP (5) CS NP V' (6) V' V V
栈操作：Action[9,的]=归约6, 第6条规则V‘ V V，长度为2， 将V 13 V 9弹出栈，11为当前 栈顶,Go to[11, V']=7,将V' 7压 入栈中,
LR算法分析过程示例
移进时， 将终结 符和状 态号压 入栈中 缓冲区
待分析 字符数 减少
归约时， 将规则右 部弹出， 将规则左 部非终结 符和状态 号压入栈 中
栈中字符 数减少
LR算法分析过程示意1
学科发展前沿
信号与信息处理学科
生物信息学 生物信息学是当今乃至下一世纪自然科学和技 术科学领域中“基因组”，“信息结构”和“复杂 性”这三个重大科学问题的有机结合。是伴随着人 类基因组的研究而发展起来的一门崭新交叉学科。 生物信息学不仅有助于认识遗传语言，读懂人 类基因组全部DNA序列，认识人类自身，而且必将 有助于揭示“信息结构”和“复杂性”的深刻内涵， 大大丰富和发展现有科学的理论和方法，从而推动 学科群的发展，成为自然科学中多学科交叉的有活 力的、有影响的新领域。
信号与信息处理学科
信号与信息处理是研究人对自然界各种信息的 获取、识别，达到人与计算机的相互理解以及人与 自然的交互融合。是信息技术的基础之一，在当今 信息社会的发展中具有举足轻重的地位。 从研究方法看， 从研究方法看，信号处理的方法向高速、高效、 实时性发展； 从信号特点看， 从信号特点看，信号处理向以非平稳、非高斯 信号为主要研究对象和以非线性、不确定性为主要 特征的智能信号处理时代发展。
中国科学技术大学信息科学技术学院
基于生物特征的综合人基于生物特征的综合人-机交互理解
生物体特征识别是人机交互和人机一体化的关键，是计 算机智能化的集中表现，显然具有极其重大的国家社会 需求。 拟开展的研究： 拟开展的研究：人的认知模型研究，并在此基础上，综 合利用各方面的最新研究成果，从而使得人合利用各方面的最新研究成果，从而使得人-机交互理 解达到更高的层次。 拟开展与生物系有关学科的联系，争取在利用生物特征 进行生物信息学的研究以及信息处理与目标识别方面获 得创新性成果。
中国科学技术大学信息科学技术学院
现代信息处理的理论研究
未来在以下几个方面开展研究： 在现代信号检测与参数估计方面： 在现代信号检测与参数估计方面：开展基于高阶谱分 析、循环信号处理、非平稳信号处理等研究； 在阵列信号处理方面： 在阵列信号处理方面：开展基于波束形成、超分辨测 向、相控阵理论与技术等研究； 在信号分离研究方面： 在信号分离研究方面：开展基于随机信号统计分析和 数学理论，重点展开线性系统的卷积信号分离等研究。
自然语言理解-模式识别国家重点室
NLPR, CAS-IA
2004-5-13
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10.2 语义理论简介
心理图像、大脑图像或思想作为意义
NLPR
该理论认为，词或词组的意义就是词或词组在人心理上或 大脑中所产生的图像。 缺陷：在计算机中把心理图像有效地表示出来并不是一件 容易的事情，而且，不一定所有的词义都有清晰的心理图 像。
NLPR, CAS-IA
NLPR, CAS-IA 2004-5-13
谓词
场景变量
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10.2 语义理论简介
语义网络
NLPR
有向图：图的结点表示概念，图的边表示概念之间的关系。 边的类型：1）“是一种”：A到B的边表示 “A是B的一种特例” 2）“是部分”： A到B的边表示 “A是B的一部分” …… 老虎 IS 肉食 动物 桌面 PART-OF 桌子
例子 例如：1) I bought a car with four wheels. I bought a car with four dollars. 2) These boys will be dedicated persons. These boys will be denied license. 3) 我感到很头痛。 4) 他已经先走一步了。
自然语言理解
( 10 )
宗成庆
中科院自动化研究所 模式识别国家重点实验室
cqzong@ /English/cip/cqzong.htm
No.95, Zhongguancun East Road Beijing 100080, China Tel. No.: +86-10-6255 4263
NLPR, CAS-IA
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10.2 语义理论简介
自然语言的理解原理及应用
自然语言的理解原理及应用1. 引言自然语言理解是人工智能领域的一个重要研究方向，旨在使计算机能够理解和处理人类的自然语言。
随着人工智能的发展，自然语言理解在诸多领域得到广泛应用，如机器翻译、智能客服和语音识别等。
本文将介绍自然语言的理解原理以及它在实际应用中的具体应用。
2. 自然语言理解的原理自然语言理解是指计算机通过建模和分析人类自然语言的过程，其主要原理如下：2.1 语法分析语法分析是自然语言理解的重要一环，它通过对自然语言句子的结构进行解析，提取出句子中的基本成分和它们之间的关系。
常用的语法分析方法包括基于规则的方法和统计机器学习方法。
语法分析的结果可以用语法树的形式表示，进而为后续的语义分析提供基础。
2.2 语义分析语义分析是自然语言理解的核心任务，它旨在理解句子的意义和表达的含义。
语义分析可以通过语义角色标注、语义依存分析和词义消歧等方法来实现。
其中，语义角色标注可以识别句子中的主谓宾等语义角色，语义依存分析可以识别句子中不同语义成分之间的依存关系，词义消歧则可以解决多义词的歧义问题。
2.3 上下文理解上下文理解是指在理解句子时考虑其上下文信息，以便更准确地理解句子的含义。
上下文理解需要考虑包括上文、下文和共指关系在内的多种信息。
在自然语言处理任务中，如情感分析和自动问答中，上下文理解起着非常重要的作用。
3. 自然语言理解的应用自然语言理解在众多领域中得到了广泛应用，以下列举了其中的几个应用领域及其具体应用：3.1 机器翻译机器翻译是指将一种语言的文字转化为另一种语言的技术。
自然语言理解在机器翻译中的应用主要体现在语义分析和上下文理解方面，以提高翻译的质量和准确性。
•通过语义分析，可以更准确地理解源语言句子的含义，以便更好地进行翻译。
•上下文理解可以帮助翻译系统在处理歧义和多义词时做出更准确的选择。
3.2 情感分析情感分析是指通过对文本进行分析，提取出其中蕴含的情感信息。
自然语言理解在情感分析中的应用主要体现在上下文理解和语义分析方面。
自然语言理解
自然语言理解摘要自然语言理解一直是一个很大很麻烦的问题,本文讨论了自然语言理解的基本概念,以及几个实现自然实现方法的讨论。
最后,提出一个叫做nltk的工具,并介绍这个工具如何使得开发自然语言理解应用更加迅速关键词自然语言理解;规则;nltk1 自然语言理解之原理解析如何来理解自然语言呢?怎样才能让机器理解自然语言呢?这是自然语言理解,特别是计算语言学要讲的问题。
“理解”是什么意思?事实我们常常说,“我明白了你的意思”。
一个人说这句话的意思实际上时说,他可以利用你刚告诉他的东西进行事情推理和利用了。
实际上,对于计算机来说,机器明白了人的意思实际上说,机器可以利用人用自然语言输入的信息进行计算。
那么如何进行映射呢?这里可以参考下编译原理,编译原理通过一个开始符号一步步往下推导,一直到一个非终结符号都没有的情况,这个时候一个句子就算是解析完成了,而解析出来的句子通过一些符号运算,最终可以映射成计算机可以理解的机器语言。
那么该如何转换呢?比较直观的想法就是使用编译原理技术,使用一个开始符号S,然后一步步推导到每个单词(这里的单词实际上就是终结符号)。
然后对于每次归约,使用action来操作,最终映射成电脑所能理解的sql。
对于一个像c语言的语法解析器来说,它在很大的程度上依赖于用户—也就是程序员—对于语言的理解,像那个if else 语法,不管你怎么对齐,else也就只能和最近的一个if组成一个句子。
但自然语言的情况就复杂得多了。
在现实的生活中,不但有一词多义的多义的情况,而且就是对于同一句话,断句不同都会造成非常不同的效果。
比如说对于like这个词来说,在不同的情况就有不同的意思。
We like flying 和you are like your mom.的时候就分别是喜欢和像的意思。
如何区分?我们可以根据搭配来解决这个问题。
对于像is like 这种情况我们可以给like的“像”意思一个比较高的概率,而在另一种情况则给“喜欢”一个比较高的概率,这样,碰到不同的搭配就可以有不同意思理解。
什么是自然语言理解
什么是自然语言理解
自然语言理解（NLU）是人工智能的重要研究领域之一，其
目标是模仿人类理解语言的能力。
它旨在使计算机能够通过识别、理解和解释自然语言来获取有用信息或完成特定任务。
自然语言理解可以为人力资源和监督学习提供数据和洞察，使其能够有效地回答问题，发现潜在的意义和关系，并能够预测各种可能的结果。
它可以帮助机器发现新的概念，例如将抽象概念翻译成具体表达。
NLU可以分为三个基本步骤：词汇分析，语法分析和形式语
义分析。
在词汇分析级别，NLU系统会标记文本中的每一个词，以此确定句子的意义。
在语法分析级别，它会通过检测句子中包含的语法结构（例如主语、宾语和定语），来确定句子的类型和意义。
在形式语义分析级别，NLU系统会尝试分析
句子的深层含义，例如分析话语者的目的或整体上下文。
NLU最近被广泛应用于语音识别、机器翻译、聊天机器人等
领域。
它可以帮助机器理解口头语言，有效地回答问题，并与人进行实时交流，从而提高人机交互的效率。
它还可以帮助发现隐藏在文本中的意义。
总之，自然语言理解为机器提供了更好的理解人类话语的能力，它可以更有效地处理语音识别、机器翻译、聊天机器人等任务，并提高人机交互的效率。
Chp-01自然语言理解
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宗成庆：《自然语言理解》讲义
1.2 基本概念
计算语言学是语言学的一个研究分支，用计 算技术和概念来阐述语言学和语音学问题。已开 发的领域包括自然语言处理，言语合成，言语识 别，自动翻译，编制语词索引，语法的检测，以 及许多需要统计分析和领域（如文本考释）。
自然语言处理可以定义为研究在人与人交际中以 及在人与计算机交际中的语言问题的一门学科。自然 语言处理要研制表示语言能力（linguistic competence） 和语言应用（linguistic performance）的模型，建立计 算框架来实现这样的语言模型，提出相应的方法来不 断地完善这样的语言模型，根据这样的语言模型设计 各种实用系统，并探讨这些实用系统的评测技术 。
at the 2nd floor1.
基于不同的文化背景
NLPR, CAS-IA
宗成庆：《自然语言理解》讲义
1.2 基本概念
关于“理解”的标准
如何判断计算机系统的智能？ 计算机系统的表现(act)如何？
反应(react)如何？ 相互作用(interact )如何？
与有意识的个体（人）比较如何？
自然语言理解
宗成庆
中国科学院自动化研究所 模式识别国家重点实验室
No.95, Zhongguancun East Road, Beijing 100080, China
Tel. No.: +86-10-6255 4263
联系方式
z 电话：6255 4263 z 邮件：cqzong@ z 主页：/cip/cqzong.htm z 地址：100080 中关村东路95号
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宗成庆：《自然语言理解》讲义
自然语言理解中
自然语言理解中什么是自然语言理解？自然语言理解（Natural Language Understanding，NLU）是人工智能领域中的一个重要研究方向，旨在使计算机能够理解和处理人类自然语言的能力。
自然语言是人类用来进行交流和表达思想的方式，它具有丰富的表达能力和复杂的结构。
自然语言理解的目标是帮助计算机理解和解释人类的语言，从而能够准确地理解用户的意图和情感，实现更加智能的对话和交互。
自然语言理解的基本流程自然语言理解的实现过程可以分为以下几个基本步骤：1.分词与词性标注：将自然语言文本切分成一个个的词语，并为每个词语标注其词性，以便后续的处理和分析。
2.句法分析：通过分析语言中的语法结构，确定句子中各个成分之间的关系。
句法分析包括词法分析、句法分析和语义分析，是自然语言理解的关键环节。
3.语义角色标注：对句子中的词语进行语义分析，确定其在句子中的语义角色，如主语、宾语、谓语等。
语义角色标注有助于理解句子的意图和结构。
4.意图识别：根据用户的表达，推断其真实意图。
意图识别是自然语言处理的一个核心任务，通过分析用户的语言表达，判断用户的需求和意图，从而给出合适的回答或操作。
5.情感分析：分析自然语言中蕴含的情感和态度，判断其情感极性。
情感分析可以用于情感倾向的预测、产品评论的分析等应用。
自然语言理解的应用自然语言理解在许多领域都有着广泛的应用，其中一些主要的应用领域包括：1. 机器翻译机器翻译是指将一种自然语言文本自动翻译成另一种自然语言的技术。
自然语言理解在机器翻译中起着核心作用，通过深入理解源语言的语义和结构，然后将其转换为目标语言。
2. 问答系统问答系统是指通过对用户的自然语言提问进行解析和处理，给出与问题相关的回答。
自然语言理解在问答系统中起着关键的作用，通过理解用户问题的语义和意图，准确地回答用户的问题。
3. 智能助理智能助理是一类能够理解和执行自然语言指令的人工智能应用。
自然语言理解使得智能助理能够理解用户的指令并执行相应的操作，从而提供智能化的服务。
《自然语言理解》课程作业
《自然语言理解》课程作业课程编号：71253Z课程属性：专业基础课 学时/学分：40/2预修课程：概率论与数理统计、算法分析与程序设计主讲人：宗成庆联系方式：E-mail: cqzong@ Tel. 6255 4263一、作业目的：通过本课程作业加深对自然语言理解基础理论的认识和了解，锻炼和提高分析问题、解决问题的能力。
通过对具体项目的任务分析、技术调研、数据准备、算法设计和编码实现以及系统调试等几个环节的练习，基本掌握实现一个自然语言处理系统的基本过程。
二、作业题目：1．实现一个汉语或英语的命名实体自动识别系统（Named entity identification）命名实体一般指如下几类专用名词：人名、地名和组织机构名。
选做本题目时，可实现汉语或英语中任意一种类型的命名实体识别。
2．实现一个汉英人名自动互译系统（Chinese-English person name translation）本题目要求实现一个汉语人名（包括中国人名和外国人译名）和英语人名的自动翻译系统。
3．实现一个汉语自动分词系统（Chinese word segmentation）本题目要求实现一个汉语自动分词系统。
如果在本题目中不考虑命名实体识别问题，歧义消解和集外词处理是汉语自动分词中的关键问题。
4．实现一个汉语或英语的词类自动标注系统（Automatic part-of-speech tagging）本题目要求实现一个汉语或英语的词类自动标注系统。
5．实现一个汉语和英语两种语言中数字、日期或时间、货币数量表达的自动识别和翻译系统数字、日期或时间、货币数量等在自然语言中有特殊的表达方式。
如汉语：“2011年3月8日”的英语表达是：“March 8, 2011”或“3 March 2011”等。
选做本题目时可实现某一种表达的识别和单向翻译，也可实现双向互译。
6．实现一个（汉语/英语）词义自动消歧系统（Word sense disambiguation）很多词汇具有一词多义的特点，但一个词在特定的上下文语境中其含义却是确定的。
简述自然语言理解的定义和层次
自然语言理解(NLU)是指计算机系统对人类语言进行理解和解释的过程。
它涉及到从语言中提取出意义、逻辑和情感等信息，使得计算机能够像人类一样理解并与之进行交互。
在深入探讨自然语言理解的层次之前，让我们先简要地了解一下自然语言理解的定义。
自然语言理解是指计算机能够解析和理解人类自然语言的能力，包括对语义、语法、逻辑和语用的理解。
它旨在使计算机能够准确地理解并处理人类语言的各种含义和目的，从而能够进行智能的对话和决策。
自然语言理解的层次可以分为几个层次，从简单到复杂逐步深入。
首先是基本的语义理解，计算机需要能够识别出句子中的实体、动作和关系等基本信息。
其次是逻辑推理，计算机需要能够根据语句之间的逻辑关系进行推理和推断。
再次是情感理解，计算机需要能够识别出句子中表达的情感色彩和态度，如正面情感、负面情感或中性情感等。
最后是语境理解，计算机需要能够根据上下文和语境来理解句子的真实含义和目的。
在实际的应用中，自然语言理解的层次可以根据具体的任务和需求进行不同的扩展和深化。
例如在智能客服系统中，自然语言理解需要能够理解用户的问题并给出准确的回答；在智能文本分析系统中，自然语言理解需要能够理解文本中的信息并进行分类和关联分析等。
个人观点来说，自然语言理解是人工智能领域非常核心和关键的一个领域。
随着人工智能技术的不断发展和普及，自然语言理解的能力将极大地改变人机交互的方式，并在各种应用领域发挥着重要作用。
自然语言理解是计算机理解和处理人类语言的重要能力，它涉及到基本的语义理解、逻辑推理、情感理解和语境理解等多个层次，并在实际应用中发挥着重要的作用。
希望通过本文的介绍，你能对自然语言理解有一个更深入和全面的了解。
自然语言理解(NLU)是指计算机系统对人类语言进行理解和解释的过程。
它涉及到从语言中提取出意义、逻辑和情感等信息，使得计算机能够像人类一样理解并与之进行交互。
在深入探讨自然语言理解的层次之前，让我们先简要地了解一下自然语言理解的定义。
自然语言理解-模式识别国家重点试验室
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宗成庆
中科院自动化研究所 模式识别国家重点实验室
cqzong@ /English/cip/cqzong.htm
No.95, Zhongguancun East Road Beijing 100080, China Tel. No.: +86-10-6255 4263
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6.2 英语的形态分析
3. 对于表示年代、时间、百分数、货币、序数词的数字 形态还原 1) 1990s → 1990，标明时间名词； 2) 82th →去掉 th 后，记录该数字为序数词； 3) $200 → 去掉$，记录该数字为名词（200美圆）； 4) 98.5% → 98.5％作为一个数词
NLPR, CAS-IA 2004-4-28
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6.2 英语的形态分析
3) -s 结尾的动词单数第三人称； *s → * (e.g., works → work) *es → * (e.g., discuss → discusses) *ies → *y (e.g., studies → study) 4) -ly 结尾的副词 *ly → * …… (e.g., hardly → hard)
NLPR
第六章 词法分析技术
6.1 引言
自动词法分析就是利用计算机对自然语言的 形态（morphology）进行分析，判断词的结构、 类别和性质。 词是语言中能够独立运用的最小的单位，是 信息处理的基本单位。
NLPR, CAS-IA
2004-4-28
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6.1 引言
不同语言的词法分析
曲折语（如，英语、德语、俄语等）：用词的形态 变化表示语法关系，一个形态成分可以表示若干种不同 的语法意义，词根和词干语词的附加成分集合紧密。 词法分析：词的形态变化分析，即词的形态还原。 分析语（孤立语）（如，汉语）：分词。 黏着语（如，日语）：分词＋形态还原
自然语言理解综述
自然语言理解综述
自然语言理解（Natural Language Understanding）是人工智能
领域中，研究如何使计算机能够理解和处理自然语言的一项重要任务。
它涉及以人类语言为输入，并将其转换为机器可理解的形式，以便进
行进一步的处理和分析。
自然语言理解的目标是使计算机能够理解和解释人类语言的含义，包括语法、词义、语义和上下文等方面。
这种理解能力使计算机能够
根据用户的指令或问题，准确理解其意图并做出相关响应。
自然语言理解涉及各种技术和方法，包括文本分析、句法分析、
语义分析、语义角色标注、语义关系抽取等。
这些技术通过模型训练
和算法优化，使计算机能够根据上下文和语义规则对文本进行解析和
理解。
自然语言理解在许多应用领域中起着重要的作用，例如智能助理、机器翻译、智能客服、信息检索等。
通过自然语言理解，计算机能够
处理人类语言，并从中获取信息，为用户提供更好的服务和支持。
尽管自然语言理解在过去几十年中取得了显著的进展，但其挑战
仍然存在。
由于自然语言的复杂性和多义性，理解自然语言仍然是一
个非常困难的问题。
因此，研究人员一直在努力改进自然语言理解的
精度和效率，并开展更深入的研究，以应对更复杂的语言环境。
总而言之，自然语言理解是一项富有挑战性又具有广泛应用前景
的研究领域。
随着人工智能的发展，我们可以期待自然语言理解在各
个领域中发挥越来越重要的作用。
中科大数学研究生研究方向
中科大数学研究生研究方向摘要：一、引言二、中科大数学研究生研究方向概述1.基础数学2.应用数学3.计算数学4.概率论与数理统计5.统计学6.金融数学与金融工程7.数据科学与人工智能三、各研究方向简介1.基础数学1.数学分析2.高等代数3.数学建模2.应用数学1.优化理论与方法2.生物数学3.信息与控制理论3.计算数学1.数值分析2.计算机图形学3.数学软件与算法设计4.概率论与数理统计1.随机过程2.统计推断3.风险管理与风险分析5.统计学1.描述性统计2.推断性统计3.非参数统计6.金融数学与金融工程1.衍生品定价2.量化投资3.风险管理与监管7.数据科学与人工智能1.机器学习2.深度学习3.自然语言处理四、结语正文：随着科技的飞速发展，数学在各个领域的应用越来越广泛，中科大的数学研究生研究方向也因此丰富多彩。
在这里，我们将介绍中科大数学研究生的一些主要研究方向，以帮助有兴趣的同学更好地了解并选择适合自己的研究领域。
一、引言在当今时代，数学已经成为推动科技进步的重要力量。
中科大作为我国顶尖学府，其在数学研究领域具有深厚的积淀和优势。
本文将简要概述中科大数学研究生的研究方向，并分别对其进行详细介绍。
二、中科大数学研究生研究方向概述中科大数学研究生研究方向主要包括基础数学、应用数学、计算数学、概率论与数理统计、统计学、金融数学与金融工程、数据科学与人工智能等。
下面我们将对这些方向进行简要概述。
1.基础数学基础数学研究包括数学分析、高等代数、数学建模等领域。
这些研究方向注重理论研究，为其他数学领域提供基础性支撑。
2.应用数学应用数学研究领域包括优化理论与方法、生物数学、信息与控制理论等。
这些方向注重数学在实际问题中的应用，以解决实际问题为己任。
3.计算数学计算数学研究主要包括数值分析、计算机图形学、数学软件与算法设计等。
这些方向关注数学与计算机科学的交叉，为各类问题提供高效的计算方法。
4.概率论与数理统计概率论与数理统计研究方向包括随机过程、统计推断、风险管理与风险分析等。
自然语言理解PPT课件
依存关系
词语之间的依赖关系，包括主谓关系、 动宾关系等。
语义分析
语义分析
理解句子所表达的实际意义，涉 及词义消歧、句义理解等方面。
词义消歧
确定多义词在具体语境中的意义。
句义理解
理解整个句子的意义，涉及句子的 主旨、意图等。
语境理解
语境理解
结合上下文信息，理解当前词语 或句子的意义。
上下文信息
当前词语或句子之前的文本信息， 用于推断当前词语或句子的意义。
自然语言理解的重要性
提高人机交互的效率和体验
自然语言理解技术使得人机交互更加自然、便捷，提高了用户体 验。
推动人工智能技术的进步
自然语言理解技术的发展对于人工智能技术的进步具有重要意义， 是人工智能技术发展的重要方向之一。
促进跨语言交流
自然语言理解技术可以帮助不同语言和文化背景的人们进行交流， 促进跨文化交流和理解。
语境效应
上下文信息对当前词语或句子意 义的改变效果。
04 自然语言理解的技术挑战 与解决方案
数据稀疏性问题
总结词
数据稀疏性是指训练数据不足或数据分布不均匀，导致模型难以学习到有用的特征和模式 。
详细描述
在自然语言处理任务中，数据稀疏性是一个常见问题。由于语言本身的复杂性和多样性， 很难收集到足够丰富和多样的训练数据。此外，不同领域和场景的数据分布也可能存在很 大差异，导致模型在某些情况下表现不佳。
语境理解问题
总结词
语境理解问题是指模型需要理解句子或段落之间的逻辑关系和语义联系，以推断出正确的意义。
详细描述
在自然语言处理中，语境理解是非常重要的。一个词或句子的含义往往需要结合上下文才能确定。例如，“他是一名 医生”这句话在不同的语境下可能有不同的含义，可能是指他是医生这个职业，也可能是指他正在扮演医生的角色。
中科大人工智能专业本科课程
中科大人工智能专业本科课程人工智能（Artificial Intelligence，AI）是一门研究如何使机器能够像人一样地思考、学习和决策的学科。
作为中科大人工智能专业的本科课程，旨在培养学生在人工智能领域具备扎实的理论基础和实践能力，为未来的科研和工程实践打下坚实的基础。
人工智能专业本科课程的核心内容包括机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉、智能控制等。
其中，机器学习是人工智能领域的核心技术之一，通过对大量数据的学习和分析，使机器能够自动发现规律和模式，从而实现智能化的决策和预测。
深度学习则是机器学习的一个重要分支，通过模拟人脑神经网络的结构和功能，实现对大规模复杂数据的分析和处理。
自然语言处理是指让机器能够理解和处理人类语言的技术。
在人工智能专业本科课程中，学生将学习如何构建文本分类、情感分析、机器翻译等自然语言处理模型，从而实现机器对自然语言的理解和应用。
计算机视觉则是让机器能够理解和处理图像和视频的技术，通过学习图像和视频的特征和模式，实现图像识别、目标检测、人脸识别等应用。
除了核心课程，人工智能专业本科课程还涵盖了人工智能的前沿研究和应用。
例如，无人驾驶技术是人工智能领域的热门研究方向之一，学生将学习无人驾驶的原理、算法和系统，并通过实验和项目实践，掌握无人驾驶的关键技术。
智能控制则是将人工智能技术应用于自动控制系统中，实现系统的自主学习和优化。
在人工智能专业本科课程中，理论学习与实践能力的培养相结合。
学生将通过课程设计、实验和项目实践等形式，掌握人工智能的核心理论和方法，并在实际问题中应用所学知识解决实际问题。
通过实践能力的培养，学生将具备独立思考、分析和解决问题的能力，为未来的科研和工程实践提供有力支持。
人工智能专业本科课程还注重学生的创新能力和团队合作能力的培养。
学生将通过课程设计、科研项目等形式，锻炼自己的创新思维和实践能力。
同时，学生将参与团队项目，培养团队合作和沟通能力，为未来的工作和研究提供良好的基础。
自然语言理解和自然语言处理
自然语言理解和自然语言处理自然语言理解和自然语言处理是人工智能领域中重要的子领域，在理解人类自然语言的基础上，可以实现对语言文本的自动分析、识别、转换、生成等操作，其应用涵盖了智能客服、智能翻译、智能音箱等多个领域。
自然语言理解（NLU）是指自动理解人类自然语言的过程，其目的是将输入的自然语言文本转化为可以被机器处理的结构化表示，例如基于词法、语法和语义等信息的形式化描述。
NLU中最困难的部分是语义理解，要求机器能够理解语言中的含义，根据实际情景进行推理和推断。
自然语言处理（NLP）是指对人类自然语言文本进行自动加工和处理的技术。
NLP 包括了多个子任务，例如文本分类、命名实体识别、机器翻译、语言生成等。
NLP 的目的是通过自动化方式处理语言文本，使其更加简单易懂，更容易使用。
在中文领域，NLU 和 NLP 尤为困难。
中文的语法和词法规则复杂，语义歧义和语言表述多样化，这给机器处理和理解带来了巨大的挑战。
加之中文有着丰富的旁通义和文化背景，使得对中文的理解还需要涉及历史、社会文化等方面的知识。
在实际应用中，NLU 和 NLP 能够为人们带来很大的便利。
例如，智能客服可以回答用户的问题并提供解决方案；智能翻译可以在不同语言之间进行实时翻译；智能音箱可以通过语音控制实现家电的智能化控制。
除此之外，NLU 和 NLP 在医疗、金融、教育等多个领域也有广泛的应用。
与此同时，NLU 和 NLP 技术还存在不少挑战和问题。
例如，语义理解难度大，需要引入更多的背景知识和常识；语言的多样性和丰富性需要更高效的算法和技术进行处理；数据标注和数据获取的问题也需要加强。
随着科技的发展和算法的升级，NLU 和 NLP 技术正在不断进步。
未来，随着更多应用场景的涌现和对中文语言处理的重视，NLU 和 NLP 技术将会有更加广泛的应用，为人们带来更便捷、智能、人性化的语言交互体验。
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n 结构歧义
(1) Who has seen John? (主语) (2) Who has John seen? (宾语)
(3) 喜欢乡下的孩子。(4) 关于鲁迅的文章。
(5) 今天中(8) 今天中午吃了闭门羹。
n 冯志伟在《自然语言的计算机处理》中给出如下定义：自然语 言处理就是利用计算机为工具对人类特有的书面形式和口头形 式的自然语言的信息进行各种类型处理和加工的技术。
n NLP为研究在人与人交际中以及在人与计算机交际中的语言 问题的一门学科。自然语言处理要研制表示语言能力和语言应 用(linguistic performance)的模型，建立计算框架来实 现这样的语言模型，提出相应的方法来不断地完善这样的语言 模型，根据这样的语言模型设计各种实用系统，并探讨这些实 用系统的评测技术。
语言学基本知识：语言研究的基本范筹
学派 语言学
心理语言 学
哲学
计算语言
典型问题
研究方法
词如何构成短语和句子？什 关于句法和语义 的直觉；结
么限定一个句子的可能意
构
义？
的数学模型(例如，形式语 言
理论，语义 的模型理论)
人如何确定句子结构？词 设计 心理学实验 ，并对实
义如何确定？理解何时发 验
生？
n 语用学—Pragmatics。
为什么要研究计算语言学？
o信息时代的需要！语言是信息的载体。 o提高计算机的智能：能理解和处理大量语言信
息。
自然语言理解的应用
o 基于文本的应用 n 在一文本数据库中查找关于某些主题的合适文档(例如在图书 馆找相关书籍) n 从关于某些主题的消息或文章中抽取信息 n 将文本从一种语言翻译成另一种语言 n 根据某种目标进行自动文摘
n 词法学：研究词形的变化—不同的形、数、 格、时态的词形变化。
n 句法学(Syntax)：研究用词排列成句子的规 律。
语言学基本知识：符号学
o符号学是用数学方法研究语言学的基础，包 括
n 符号关系学—Syntactic，研究符号串中符号 间的(表层)关系。
n 语义学—Semantics，研究符号与其所指事物 间的(深层)关系。
结
果进行统计 分析。
什么是意义？词与句子如何 运用关于反例的直觉知识进
获得意义？词如何识别现 行
实
自然语言论证 ; 数学模型 (例
世界的对象？
如,
逻辑 与模型理论)
如何识别 句子结 ？怎 数据结 构和算法；表示与推理 推理 行建模？语言 知识表示方法)
语言学基本知识：传统语法学
o传统语法学(记作Grammar1)是社会科学的 研究内容。包括
语言与自然语言(2)
n 语言的第一系统和第二系统
o 第一系统：语音系统—Sound System。 o 第二系统：文字系统(书写系统)—Writing
System。
n 口头语和书面语 n 语言和言语 n 语言单位
o 字符、词(Word)、短语(Phrase)、句子 (Sentence) 、语段或篇章(Utterence)
与NLU密切相关的一门学科是计算语言学 (Computational Linguistics)，不过计算语言 学更侧重于研究自然语言的计算模型(数学模 型)。
基本概念(2)
o计算语言学
n 利用电子数字计算机进行的语言分析。虽然许多其他类型的语 言分析也可以运用计算机，计算分析最常用于处理基本的语言 数据－例如建立语音、词、词元素的搭配以及统计它们的频 率。
(9) I saw a man with a telescope.
语言分析的主要困难(2)
n 语义歧义
o 他说：“她这个人真有意思(funny)”。她说：“他这个 人怪有意思的(funny)”。于是人们以为他们有了意思 (wish)，并让他向她意思意思(express)。他火了： “我根本没有那个意思(thought)”！她也生气了：“你 们这么说是什么意思(intention)”？事后有人说：“真 有意思(funny)”。也有人说：“真没意思 (nonsense)”。
－马纳瑞斯(Bill Manaris)在《从人－机交互的角度看自然语言处理》
语言与自然语言(1)
o 语言
n 语言是一个符号系统 o 语言通常用一些记号，如汉字，来表示。 o 说语言是一个系统，因为语言能表达意义(知识)，并且 具有一定的规则(语法)。
o 自然语言
n 定义 o E. Sapir (MIT, 1884~1939)：“语言是人类交际 (Contact, Communication)系统”，“是人类独有的、 用任意创造出来的符号系统交流思想、表达感情和愿望 的非本能方法”。 o Chomsky (MIT)：“语言是说本族语的人理解和构成合 乎语法句子的先天能力”。
－《大不列颠百科全书》 n 用计算技术和概念来阐述语言学和语音学问题。已开发的领域
包括自然语言处理，言语合成，言语识别，自动翻译，编制语 词索引，语法的检测，以及许多需要统计分析和领域（如文本 考释）。
－《现代语言学词典》[戴维.克里斯特尔，1997]
基本概念(3)
o 自然语言处理(Natural Language Processing, NLP)
o 基于对话的应用 n 运用自然语言的问答系统(question-answering system)
n 通过电话的自动客户服务 n 教学系统，其中机器与学生进行交流 n 机器的口语控制 n 通用的协作式问题求解系统
语言分析的主要困难(1)
o 困难之一：大量歧义(ambiguity)现象 n 词法歧义
自然语言理解讲义
第一章 绪论
基本概念(1)
o 自然语言理解(Natural Language Understanding, NLU)
通过建立形式化的数学模型来分析、处理自然 语言，并在计算机上用程序来实现分析和处理 (自然语言)的过程，从而达到以机器(计算机)来 模拟人的部分乃至全部语言能力的目的。
n 语用学—Pragmatics，研究交际中如何选用 符号来表达意义。
语言学基本知识：现代语法学
o受符号学的影响与推动，现代语法学(表示 为Grammar2)形成三个分支：
n 句法学—Syntax = Grammar1(含词法与句 法)。
n 语义学—Semantics，研究词意、句子的语义 结构、概念与概念结构等。