人工智能AI9章智能应用

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1、第9章智能应用简介9.1自然语言理解简介9.1.1自然语言理解的基本概念9.1.2词法分析9.1.3句法分析9.1.4语义分析9.2专家系统简介1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。自然语言组成：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。其结构如下图所示：语言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

2、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。词汇语法句法构形法构词法词熟语词法词素词组构造法9.1.1自然语言理解的基本概念自然语言与自然语言理解2自然语言理解分声音语言和文字语言，声音语言理解分5个阶段，而文字语言的理解为声音语言的后4个阶段。语音分析要让计算机能够听懂人类的语言声音语言的最小单位是因素，先根据音位规则，从语音流中分解出独立的因素，再根据音位形态规则找出一个个音节及其对应的词或词素。词法分析按照词法，将句子切成一个个词句法分析句法分析：按照句法，把词组成句子语义分析上下文无关，分析句子的语义语用分析上下文有关

3、，分析句子在段落中的意思9.1.1自然语言理解的基本概念自然语言理解的层次3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：repeatlookforwordindictionaryifnotfoundthenmodifytheworduntilwordisfoundornofurthermodificationpossible其中，word是一个变量，其初始值就是当前词。例9.1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scatch修改2：去掉e可以看出，在修改2时就

4、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。9.1.2词法分析49.1.3句法分析句法规则的表示方法（句子结构的表示）常用方法主要有上下文无关文法、变换文法等。句子结构的表示一个句子由各种不同的句子成分组成。这些成分可以是单词、词组或从句。也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：Hewroteabook可用图9.2所示的树形结构来表示一个句子又由若干个词类构成，如名词、动词、代词、形容词等。若从句子的词类考虑，一个句子也可用一棵分析树表示。如图9.3所示。句子主语谓语动词宾语Hewrot

5、eabook句子代词动词短语动词名词短语Hewroteabook图9.2按句子成分构成的分析树图9.3按词类构成的分析树5上下文无关文法(Context-freeGrammars)是乔姆斯基提出的一种对自然语言语法知识进行形式化描述的方法。在这种文法中，语法知识是用重写规则表示的。作为例子，下面给出了一个英语的很小的子集，图9-4。语句→句子终标符句子→名词短语动词短语动词短语→动词名词短语名词短语→冠词名词名词短语→专用名词冠词→the名词→professor动词→wrote名词→book动词→trains专用名词→Jack终标符→..这就是一个英语子集的上下文无关文法在该文法中，“语

6、句”是一个特殊的非终极符，称为起始符。9.1.3句法分析句法规则的表示方法（上下文无关文法）1/26例9.2利用上述上下文无关文法，给出如下语句的分析树。TheprofessortrainsJack.Theprofessor.trainsJack解：如下图9.1.3句法分析句法规则的表示方法（上下文无关文法）2/2句子语句终标符动词短语名词短语冠词名词动词名词短语专用名词7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(TransformationalGrammar)。该文法认为，句子的结构有深层和表层两个层次。例如：S

7、hereadmeastory和Shereadastorytome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9.6给出了一条把主动句变换为被动句的变换规则。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9.1.3句法分析句法规则的表示方法(变换