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1、1,Decision Support System决策支持系统,Liu kexing,8,2,第08讲 自然语言处理与问题综合系统,8.1 人机交互系统 8.2 问题综合系统 8.3 决策支持系统的综合部件,3,8.1.5 自然语言处理的方法 自然语言处理系统在用户接口中的地位,4,目前在NLP中采用两种主要技术：关键词搜索（模式匹配）、语言处理（句法和语义分析） 1、关键词分析： NLP程序在输入的句子中搜索关键词和短语，一旦找到关键词，程序可以产生特定的答案。 搜索是必需和重要的，可采用启发式或智能算法，允许大量词汇。程序可以根据输入的关键词或与选择的短语相匹配的部分答案来实际构造答案。
2、如果仅仅包含一个或几个关键词，这种方法是有效的，因为存储的答案很容易与关键词匹配，但是如果有较多的关键词，则很难找到合适的答案。,5,图表示了关键词NLP理解输入语句的基本流程。语法分析（确定词的边界）、模式识别（将短语成分与预先存储的词和短语清单相比较），是两个关键的过程。当确定一个关键词时，则标记该词，以便用于选择适当的答案，或者用于构造答案。,6,2、语言处理： 对输入的语句进行句法和语义分析，这种方法在实际应用中实现的难度很大，甚至具有句法和语义分析功能的高级系统也难以胜任，因为由许多的词具有多种含义，并可以由很多方式将这些词组合成句子，NLP通过询问问题，以确定用户的表达的含义，例如
3、：“你的意思是说” （1）定义 语言处理包括句法分析、语义分析、实用性分析。句法分析是对句子和短语的结构进行分析，以确定句子中词语词之间的语法关系；语义分析用来确定各种句法构成的含义；实用性分析试图确定句子之间以及上下文的关系。,7,句子结构的表示-分析树： He wrote a book,8,（2）语言处理过程 图表示了简化的处理过程，包括语法分析器、词典、理解器、知识库和产生器五个主要部分。,9,自然语言接口应用： 对于数据库和其他软件，普通用户在使用时会感到复杂难以使用，需要学习特殊的语言或命令，花费较多的时间和精力。采用自然语言前端，使得用户采用自然语言使用。自然语言接口的目的，在于是
4、的不懂计算机语言的用户，可以掌握计算机的使用。,10,语音识别和语音合成 语音识别： 所有类型语言识别系统都使用相同的技术，输入麦克风的语音产生模拟声音信号，然后通过模数转换器，转换成数字信号。数字信号以二进制代码形式存储到系统中，并且与已经存储的词或短语的二进制代码进行比较，当发现匹配时，则得到相匹配的词。接着，该词显示到屏幕上或者经过NLP进行语义分析。 语音合成： 语音合成与预先录制的声音的播放不同，是由基本的语言成分（词或短语）组成声音，并且可以形成任何希望的语音模式。,11,8.1.6 决策支持系统用户接口的研究 如何为决策者表示数据及其相应的接口，不是简单的。这里面涉及许多应当考虑
5、的变量： （1）用户。可以从下列两个方面度量：人口统计的（年龄、教育、经验）；心理的（认知方式、智能、风险态度） （2）决策环境。可以从下面几个方面度量：决策结构；组织水平；稳定性、时间压力、不确定性。,12,（3）任务。可以从以下几个方面度量：决策问题的复杂性程度；查询检索的要求；数据输入要求；文字处理和计算机辅助教学。 （4）接口特点。输入输出的媒体；对话的类型；表达形式（表、图形、颜色、动画）；语言特点（帮助提供、默认选项、其它选项） （5）其他几个相关变量：有用性、易用性、性能、用户属性（满意、信心）、系统的使用情况。,13,8.2 问题综合系统,在决策问题通过形式化描述后，问题综合系
6、统完成对DSS问题的分析和求解。 DSS问题一般通过模型或模型组合来解决。简单问题通过单模型解决；复杂问题通过多模型组合解决。多模型的组合任务就是由问题综合系统完成的。 大量的模型在模型库中；大量的数据在数据库中。DSS实质上是把相关的模型和数据集成起来，构建多模型的组合，形成DSS方案，求解。问题综合系统综合模型、数据、人机对话内容，形成DSS方案。即多模型的组合。,14,8.3 决策支持系统的综合部件,人机交互系统和问题综合系统相结合，形成DSS的综合部件。它既能发挥人机交互的对话作用，把计算机对数据的处理和计算能力的优势与人的职能优势结合起来，又能够把多模型和多数据结合起来，达到综合集成
7、的作用，形成实际问题的决策支持系统。,15,8.3.1 决策支持系统语言 一个DSS既要达到模型和数据的结合，又要达到人机交互对话，需要利用功能很强的语言来完成。目前计算机的语言主要分两大类：数值计算语言（Pascal、C等）和数据库语音（FoxPro、Oracle等）。数值计算语言有很强的数值计算能力，包括指针、递归运算等，但不能对数据库直接操作；数据库语言有很强的数据处理能力（如数据的增删查改），但是他的数值计算能力很弱。而DSS对这两种能力都需要，需要综合的语言。目前只能通过接口语言（如ODBC、ADO等）将两类语言联系起来。 目前要求DSS完全用自然语言描述、识别、求解问题是不现实的。
8、目前的DSS语言只能是数值计算语言+数据库语言+接口语言的集成。用这种集成语言来描述、分析、解决问题，实现人机交互和问题综合系统。,16,8.3.2 综合部件功能 它包括以下的功能： 控制模型的运行 模型可以是数学模型，也可是数据处理模型。数学模型发挥决策支持的作用，所用的语言是数值计算语言。数据处理模型完成数据处理、变换工作，采用数据库语言。每个模型的运行需要存取不同的数据库的数据并进行计算和处理。,17,多模型的组合运行 把模型看成是程序中的模块，按照计算机程序结构形式（顺序、选择、循环）进行组合、组合嵌套，来完成多模型组合。 多模型组合的最简单形式=单个数学模型+输入数据处理模型+输出数
9、据处理模型，构成三个模型的组合。输出数据处理模型也可称为报表模型。,18,人机交互 用户必须通过人机交互来控制、改变模型的运行以及DSS的运行过程。DSS又可通过多媒体、可视化技术表现系统运行情况和结果。 数值计算和数据处理 对于模型之间的数值计算和数据处理，应该由“综合部件”自身来完成。这是使得多模型有机结合形成实际系统的不可缺少的部分。,19,知识的表示,知识： 是人们在改造客观世界的时间中积累起来的认识和经验。 数据：为了描述客观事物而引入的数字、符号等。例如“建国”“60” 信息：数据的特定含义。“建国60岁”，“建国60年” 信息经过处理，形成规律性的认识，才是知识。把信息关联在一起
10、的结构。常见的“如果，则”,20,“如果他学过音乐，则他应当识谱” “北京是中华人民共和国的首都” “麻雀有两只翅膀” “小张正在上英语课”,21,知识表示：用约定的符号，把知识编码，成为计算机能够识别的数据结构。 知识表示的两种代表观点： 陈述性观点 用数据结构表示，只说明是什么，不涉及运用。 过程性观点 用程序表示，知识寓于程序中，表示和运用结合。 知识表示方法： 也成知识表示技术，知识表示模式。10多种。,22,一阶谓词逻辑表示法,基于数理逻辑的。数理逻辑是研究推理的科学，是人工智能的基础。 1、命题、真值 2、论域、谓词、映射、函数 3、连接词、量词 4、项与合式公式 5、自由变元和约束变元,23,谓词逻辑表示方法 谓词逻辑表示的应用,24,25,
