Лекция 8. Информационно-поисковые языки

Недостатки естественного языка

Как известно, естественный язык (ЕЯ) является универсальной знаковой системой, служащей для обмена информацией между людьми. Поскольку документы, поступающие на вход ДИПС, записаны на ЕЯ, справедливо было бы задаться вопросом, а нельзя ли использовать ЕЯ в качестве основного средства представления информации во время всего цикла функционирования ДИПС? Ответ будет положительным, если речь идет о тех ИПС, в которых соответствие между запросом и документом устанавливает человек. Однако в современных ДИПС эта операция выполняется компьютером, что практически исключает применение ЕЯ в качестве основного средства представления информации. Это объясняется существенными недостатками ЕЯ с точки зрения машинной технологии обработки информации, основные из которых рассмотрены ниже.

Многообразие средств передачи смысла. Несмотря на то, что основным средством передачи смысла сообщения является лексика естественного языка, в сообщениях на ЕЯ функцию передачи смысла выполняет и ряд других элементов:

1. контекст;

2. парадигматические отношения между словами;

3. текстуальные отношения между словами;

4. ссылки на слова (словосочетания, фразы и т.д.), ранее упоминавшиеся в тексте сообщения.

Семантическая неоднозначность. Сообщения, записанные на естественном языке, могут быть семантически неоднозначными. Семантическая неоднозначность возникает в основном из-за синонимии и многозначности слов естественного языка.

Синонимия представляет собой тождественность или близость по значению слов, выражающих одно и то же понятие, которые отличаются одно от другого или оттенками значений, или стилистической окраской, или одновременно обоими названными признаками. Синонимами естественного языка являются как отдельные слова, так и словосочетания.

Многозначность характеризует возможность неоднозначного понимания смысла отдельных слов естественного языка. Многозначность слов представлена двумя разновидностями - полисемией и омонимией. Полисемия – это совпадение названий различных предметов, имеющих между собой какие- либо общие свойства или признаки. К типичным общим свойствам, служащим базой полисемии, следует отнести сходство предметов, их смежность (пространственную, временную и т.д.), а также одинаковое функциональное назначение. Примерами полисемии являются: "команда" (воинское подразделение) – "команда" (экипаж судна) – "команда" (спортивная). Омонимия - это совпадение названий различных предметов, не имеющих между собой каких-либо общих свойств. Например: "лук" (оружие) - "лук" (растение); "ключ" (родник) - "ключ" (дверной).

Омонимичные слова, совпадающие между собой как по написанию, так и по звучанию, следует отличать от омографов - слов, обозначающих различные предметы, одинаковые по написанию, но разные по звучанию, например: "замок" (дверной) – "замок" (дворец). Однако, поскольку ДИПС оперируют с сообщениями на естественном языке, представленными в письменной форме, вследствие чего фонетика языка не оказывает решающего влияния на смысл таких сообщений, омографы могут быть приравнены к омонимичным словам.

Эллипсность. Во многих сообщениях на ЕЯ встречаются эллипсы или пропуски подразумеваемых слов. Эллипсность сообщения зачастую играет отрицательную роль при непосредственной работе с ним человека. Очевидно, что она тем более отрицательно скажется в том случае, если сообщения на ЕЯ будут обрабатываться компьютером.

Информационно-поисковые языки. Их классификация

Невозможность использования ЕЯ в качестве основного средства представления информации в ДИПС приводит к необходимости применения искусственных языковых средств. Информационно-поисковым языком (ИПЯ) называется специализированный искусственный язык, предназначенный для описания основного смыслового содержания поступающих в систему сообщений, с целью обеспечения возможности последующего их поиска. ИПЯ создается на базе ЕЯ, однако отличается от него компактностью, наличием четких грамматических правил и отсутствием семантической неоднозначности.

ИПЯ принято разбивать на два основных типа: классификационные языки, дескрипторные языки.

Принципиальная разница между данными типами языков заключена в процедуре построения предложений (фраз) языка. В ряде языков в их лексический состав наряду со словами, выражающими простые понятия, заранее включены также словосочетания и фразы, выражающие сложные понятия. Для записи смыслового содержания сообщений в таких ИПЯ используются только отдельные элементы из этого набора, в том числе и готовые сложные понятия. Фактически построение сложных синтаксических конструкций заменяется выбором соответствующего сложного понятия (в виде словосочетания или фразы) из готового набора. Например:

Политика. Внутренняя. Федеральная

Политика. Внутренняя. Региональная

Политика. Внешняя...

Таким образом, с помощью таких языков производится классификация сообщений, т.е. отнесение их к классам, обозначенным лексическими единицами (ЛЕ) ИПЯ. Поэтому такие языки получили название классификационных.

Частным случаем классификационного ИПЯ является рубрикатор, лексическими единицами которого являются названия тематических рубрик. В целом под рубрикатором некоторой предметной области понимается ориентированный граф, состоящий из независимых деревьев. Листья деревьев будем называть рубриками - объектами, инкапсулирующие знания о конкретных фрагментах данной предметной области. Все нелистовые вершины являются классификационными родово-видовыми обобщениями листовых вершин и используются лишь при ведении информационного поиска.

Обычно рубрикатор формируется группой экспертов, на основании их знаний о предметной области с учетом информационных потребностей пользователей. На рис. 6 приведен пример рубрикатора некоторой предметной области.

Следует подчеркнуть одну особенность классификационных языков. Поскольку сложные понятия задаются заранее, до начала процедуры записи сообщений с помощью ИПЯ, образующие их слова также заранее связаны (скоординированы) определенными связями. Поэтому такие языки носят название предкоординируемых.

Другой тип языков составляют дескрипторные ИПЯ, в которых ЛЕ заранее не связаны никакими текстуальными отношениями. Сложные синтаксические конструкции - предложения или фразы - создаются в этих языках путем объединения (координации) ЛЕ во время процедуры представления смыслового содержания документов системы. Готовых предложений или фраз в таких языках нет,поэтому отсутствуют ограничения на составление сложных понятий. Фактически из небольшого числа ЛЕ данные языки позволяют строить предложения, выражающие практически любой смысл. Такие ИПЯ носят также название посткоординируемых, поскольку координация между словами предложения возникает во время его записи.

Различают дескрипторные ИПЯ с грамматикой и без грамматики. Первые характеризуются наличием ряда жестких правил формирования синтаксических конструкций. Например, при использовании дескрипторного ИПЯ с позиционной грамматикой, в котором при описании действий принято на первом месте записывать наименование действия, далее субъекта, а затем объекта этого действия, фраза: "Иванов владеет автомобилем" может выглядеть так: "владеть Иванов автомобиль". В дескрипторных ИПЯ без грамматики такие правила отсутствуют, и порядок следования ЛЕ в ПОД или ПП не играет роли. Т.е. приведенный выше пример может быть одинаково представлен последовательностями "владеть Иванов автомобиль", "Иванов владеть автомобиль" и т.п.

Рис. 6 Пример рубрикатора

Кроме того, различают дескрипторные ИПЯ с контролируемой и со свободной лексикой. Лексический состав первых строго ограничен и зафиксирован в словаре ИПЯ, в то время как на лексический состав вторых не налагается никаких ограничений, и он может постоянно пополняться за счет включения новых ЛЕ.