Классификация естественно-языковых систем

В зависимости от назначения прикладных систем, в состав которых входят конкретные реализации ЕЯ-систем, задачи, решаемые отдельными функциональными компонентами (как по постановке, так и по методам решения), могут в значительной степени варьироваться. Исходя из этого, а также учитывая историю развития ЕЯ-систем, будем различать их следующие основные классы:

• — интеллектуальные вопрос-ответные системы,
• — системы общения с базами данных,
• — диалоговые системы решения задач,
• — системы обработки связных текстов.

Исторически ЕЯ-системы происходят от информационно-поисковых систем, с одной стороны, и систем машинного перевода, с другой. Поэтому на начальном этапе ЕЯ-системы представляли собой макеты информационно-поисковых систем, демонстрирующие принципиальную возможность ввода данных (фактов) и обработку запросов на естественном языке. Такие системы часто назывались интеллектуальными вопрос-ответными системами. Название можно, по-видимому, объяснить стремлением их разработчиков подчеркнуть, что в отличие от обычных информационно-поисковых систем и систем машинного перевода того времени в данных системах широко используются концепции, выработанные в исследованиях по ИИ.

Основное внимание при разработке интеллектуальных вопрос-ответных систем уделялось не столько возможностям их практического использования для решения реальных задач, сколько развитию моделей и методов, позволяющих осуществлять перевод ЕЯ-высказываний, относящихся к узким и заранее фиксированным проблемным областям, в формальное представление, а также обратный перевод. Накопленный опыт разработки интеллектуальных вопрос-ответных систем позволил, с одной стороны, углубить понимание процесса ЕЯ-общения и, следовательно, поставить новые проблемы (в том числе и специфичные для общения в различных классах проблемных областей), требующие дальнейшей проработки, а с другой — оценить перспективы практического применения ЕЯ-систем.

Первые предпосылки для практического использования ЕЯ-систем создало появление БД. В связи с этим возникла проблема обеспечения доступа к информации, хранящейся в БД, широкому классу неподготовленных конечных пользователей, к которым относят специалистов в той или иной предметной области, как правило, не обладающих знаниями о логической структуре БД, о системе представления информации в БД и не умеющих пользоваться формализованными языками запросов. Для решения этой проблемы стали создаваться системы общения с базами данных, основная задача которых (в простейшем случае) заключается в выполнении перевода запросов неподготовленных конечных пользователей с ЕЯ на формализованные языки запросов к БД.

Диалоговые системы решения задачи в отличие от систем общения с БД берут на себя не только функции ЕЯ-доступа к БД, но и функции интеллектуального монитора, обеспечивающего решение заранее определенных классов задач (например, планирование путешествий, боевых операций, составление контрактов и т. п.). В этом случае разбиение задач на подзадачи и распределение ролей между участниками, т. е. определение, кто из участников (пользователь или система) решает ту или иную подзадачу, осуществляется не пользователем (как в случае применения систем общения с БД), а диалоговой системой. Решение подзадач, «порученных» системе, может осуществляться как на основе использования собственных знаний и механизмов вывода, так и в результате обращения к прикладным программам и пакетам, не входящим в состав ЕЯ-системы. Основным направлением практического использования ЕЯ-систем данного класса является реализация ЕЯ-общения с экспертными системами.

Приведем пример диалогового решения задачи.

П1. Я хочу направить 4 самолета из 707-й истребительной эскадрильи для удара по Бостону между 11.40 и полуднем С 1. Какие самолеты вы хотите послать?

П2. Какие самолеты имеются в эскадрилье?

С2. В 707-й истребительной эскадрилье F-4S.

СЗ. Вы хотели бы использовать F-4S?

ПЗ. Нет, лучше F-16S из 606-й истребительной эскадрильи С4. В 606-й истребительной эскадрилье нет F-16S.

П4. Где имеются F-16S?

С5. F-16S имеются на аэродромах Кеннеди и Лагардия П5. В каких эскадрильях на Лагардии они имеются?

С6. F16-S имеются в 808-й и 909-й истребительных эскадрильях П6. Возьмите их из 808-й истребительной эскадрильи на Лагардии С7. Какая система вооружения должна быть на F-16S?

П7: Какие возможны?

С8. На F-16S могут быть системы Dl, D2, D4.

П8. Ударьте по цели системой D4 и спланируйте остальное С9. Время достижения цели: 11.50;

время вылета: 11.20;

позывной: PEACE-7.

Возникновение последнего класса ЕЯ-систем — систем обработки связных текстов обусловлено возрастанием объема хранимой в ЭВМ текстовой информации (газетные статьи, сообщения о различных событиях, патенты, авторские свидетельства и т. п.) и необходимостью извлечения из нее разнообразных сведений (например, о структуре некоторых объектов, о действующих лицах некоторых событий, о мотивах их поступков и т. д.).

Каждый из классов ЕЯ-систем обладает специфическими особенностями, которые хорошо заметны при рассмотрении характера задач, решаемых основными функциональными компонентами этих систем (табл. 2.1).

Цель их создания — исследование или реализация новых методов решения достаточно узких задач (например, таких, как анализ, интерпретация, определение целей пользователя и т. п.). Благодаря модульности структуры ЕЯ-систем и, как правило, универсальному (т.е. не зависящему от специфики прикладных областей) характеру языка внутреннего представления, фрагментарные системы могут успешно использоваться в качестве отдельных функциональных блоков, встраиваемых (хотя бы на логическом уровне) в различные функционально полные ЕЯ-системы.

Таблица 2.1.

Задачи, решаемые основными компонентами системы.

В табл. 2.2 приведены наиболее общие сведения о существующих ЕЯ-системах, почерпнутые из материалов международных и национальных конференций.

Таблица 2.2.

Основные сведения о ЕЯ-системах.