人工智能原理 第08章 自然语言理解

第八章 自然语言理解
8.1 语言及其理解的一般问题
(General Issues of Language and Its Understanding)
8.1.1 语言与语言理解
❖ 语法是语言的组织规律。语法规则制约着如何把词素构成 词，词构成词组和句子。语言正是在这种严密的制约关系 中构成的。用词素构成词的规则叫构词规则。语法中的另 一部分就是句法。句法也可分成两部分：词组构造法和造 句法。词组构造法是词搭配成词组的规则。造句法则是用 词或词组造句的规则。
8.1.1 语言与语言理解
❖ 语言是人类进行通信的自然媒介，它包括口语、 书面语以及动作语(如哑语和旗语)等。语言是用 于传递信息的表示方法、约定和规则的集合，它 由语句组成，每个语句又由单词组成；组成语句 和语言时，应遵循一定的语法与语义规则。
❖ 要研究自然语言理解，必须对自然语言的构成有 个基本认识。
8.1 语言及其理解的一般问题
怎样才算理解了语言呢? 归纳起来主要有以下 几个方面：
❖ 能够理解句子的正确词序规则和概念，又能理解不含规 则的句子
❖ 知道词的确切含义、形式、词类及构词法 ❖ 了解词的语义分类以及词的多义性和歧义性 ❖ 指定和不定特性及所有(隶属)特性
❖ 问题领域的结构知识和时间概念 ❖ 语言的语气信息和韵律表现 ❖ 有关语言表达形式的文学知识 ❖ 论域的背景知识
教学难点：转移网络、词汇功能语法（Lexical Functional Grammar，LFG）。
教学要求：掌握句法分析方法，掌握句子的自动理 解，初步了解语言的自动生成，一般了解自然语言理 解系统的应用实例。
第八章自然语言理解
作业： 8-2，8-3，8-4，8-5
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。
20世纪60年代以关键词匹 配技术为主的阶段和 20世纪70年代以句法-语义 分析为主流技术的阶段。
❖发展时期的几个著名系统 包括1968年出现的SRI和 ELIZA系统等。
人工智能原理
Artificial Intelligence Principle
第八章 自然语言理解
8.1 语言及其理解的一般问题 8.2 句法和语义的自动分析 8.3 句子的自动理解 8.4 语言的自动生成 8.5 自然语言理解系统应用举例
第八章 自然语言理解
教学重点：句法模式匹配、语义的分析、句子的自 动理解和语言的自动生成。
研究进展
三个期： ❖20世纪40和50年 代的萌芽时期。
❖20世纪60和70年 代的发展时期。
❖20世纪80年代以 后的走向实用化、 大规模进行真实文 本处理的时期。
美苏等国开展的俄-英和英俄互译研究工作。 Chomsky提出了形式语言 和形式文法的概念，把自 然语言和程序设计语言置 于相同层面，用统一的数 学方法来解释和定义。
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。
语言是音义结合的，每个词汇有其语音形式。自 然语言中所涉及的音素并不多，一种语言一般只有几 十个音素。由一个发音动作所构成的最小的语音单位 就是音素。
音素是某一种语言的语音体系中最小的单元，具 有表示两词之间的词意差异的能力。例如，英语pail （提桶）与tail（尾巴）的区别在于开头的辅音音素p 与t。
第八章 自然语言理解
8.1 语言及其理解的一般问题
(General Issues of Language and Its Understanding)
8.1.1 语言与语言理解
❖ 语言是音义结合的词汇和语法体系，是实现思维 活动的物质形式。
❖ 语言是以词为基本单位的，词汇又受到语法的支 配才可构成有意义的和可理解的句子，句子按一 定的形式再构成篇章等。
8.1 语言及其理解的一般问题
8.1.2 自然语言理解研究的进展
❖ 机器翻译是自然语言理解最早的研究领域。 ❖ 70年代初期，对语言理解对话系统的研究取得
进展。 ❖ 80年代，自然语言理解的应用研究广泛开展，
机器学习研究又十分活跃。
❖ 自然语言理解的研究为专家系统的知识获取提 供了新的途径。
❖ 自然语言理解的研究已促进计算机辅助语言教学 (Computer-Assisted Language Instruction ，CALI)和计 算机语言设计(Computer Language Design ，CLD)等 的发展。
第八章 自然语言理解
8.1 语言及其理解的一般问题 8.2 句法和语义的自动分析 8.3 句子的自动理解 8.4 语言的自动生成 8.5 自然语言理解系统应用举例
第八章 自然语言理解
8.1 语言及其理解的一般问题
(General Issues of Language and Its Understanding)
❖ 对自然语言的理解却是一个十分艰难的任务。 自然语言不仅有语义、语法和语音问题，而且 还存在模糊性等问题。
❖ 自然语言理解是语言学、逻辑学、生理学、心 理学、计算机科学和数学等相关学科发展和结 合而形成的一门交叉学科；它能够理解口头语 言或书面语言。
➢ 书面理解包括词法、文法和语义分析， ➢ 口头语言理解还需要加上语音分析。
8.1 语言及其理解的一般问题
❖ 从微观上讲，语言理解是指从自然语 言到机器(计算机系统)内部之间的一种 映射。
❖从宏观上看，语言理解是指机器能够 执行人类所期望的某些语言功能。这 些功能包括：
➢ 回答有关提问； ➢ 提取材料摘要； ➢ 不同词语叙述； ➢ 不同语言翻译。
8.1 语言及其理解的一般问题
❖ 语言的构成框图如图11.1所示。
语言
8.1 语言及其理解的一般问题
词汇
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词
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语法
词法
句法
词素
构形法
构词法 词组构 造法
图11.1 语言的构成图
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。